Selsyn mechanikus interfész kiválasztása: tengelyátmérő, karima és rögzítési méretek – a pontosság a legkisebb eltéréssel is összeeshet

Amikor az elektromos paraméterek a A rezolver helyesen van kiválasztva, a rendszer továbbra is mutathat szögingadozást és nullpozíciós eltolódást. A probléma gyakran nem a dekódoló áramkörben van, hanem egy rejtettebb helyen: a mechanikus interfészben. A rezolver lényegében az állórész és a forgórész közötti elektromágneses csatoláson keresztül méri a szöget. Bármilyen szerelési excentricitás, tengelyirányú eltérés vagy laza illeszkedés közvetlenül torzítja a légrés mágneses mező szimmetriáját, és hibákat ír be a kimeneti jelbe. A mechanikus interfész kiválasztásának lényege pontosan három olyan méretben rejlik, amelyeknek úgy tűnik, hogy nincs műszaki tartalma:  a tengely átmérőjének egyeztetése, a karima meghatározása, és mennyi mozgásteret kell hagyni a szerelési méreteknél.

Tengely átmérője: Nem elég

A rezolver rotor és a motor tengelye közötti kapcsolat a teljes jellánc fizikai kiindulópontja. A kiválasztás első lépése a rezolver rotor belső átmérőjének meghatározása a motor tengelyének tényleges átmérője alapján. A gyártók kiválasztási logikája általában a következő: határozza meg a feloldó rotor belső átmérőjét a motor rotor tengelyének átmérője szerint, és a tengely átmérőjének megfelelően testreszabható. Az átmenő üreges tengelyek általános specifikációi a 6 mm-es, 8 mm-es, 9,52 mm-es és 12,7 mm-es méretekre vonatkoznak, míg a kúpos tengelyek 9 mm-es vagy 12 mm-es opciókat tartalmaznak 1:10-es kúpos méretekkel.

Az 'felillesztés' azonban csak a lényeg. Az igazi kiválasztási ítélet  az illeszkedés természetében rejlik . A keret nélküli rezolver forgórésze és a tengely között  enyhe hézagillesztés  javasolt, nem pedig interferencia vagy szoros illeszkedés. A Dynapar szerelési útmutatója 0,0002 és 0,001 hüvelyk közötti referenciatartományt ad (körülbelül 0,005–0,025 mm) a tengely és a rotor belső átmérője között, hogy elkerülje a vonalak közötti illesztéseket vagy az interferenciát. Az interferencia illesztés 'biztosnak' tűnhet, de a valóságban tengelyelhajlást vagy forgórészmag deformációt okozhat a préskötés során, ami ehelyett rontja a légrés egyenletességét. Bár a hornyolt vagy kulcsos illesztések kisebb benyomási erőt igényelnek, megmunkálási és szerelési hézaguk további excentricitási elemeket eredményezhet.

Van még egy részlet, amit könnyen figyelmen kívül hagyhatunk:  a tengely és a rezolver rotor anyagainak hőtágulási együtthatóinak a lehető legközelebb kell lenniük . Ha a motor tengelye acél, míg a rezolver forgórész hüvelye lényegesen eltérő hőtágulási viselkedésű anyagból készült, akkor a hőmérséklet emelkedése után az illesztési hézag megváltozik, és az eredetileg beállított légrés forró állapotban elmozdulhat.

Karima: A szerkezeti forma határozza meg, hogy 'Ki vállalja a felelősséget az igazításért'

A rezolver karimás szerkezete lényegében egy kérdésre ad választ:  ki garantálja az állórész helyzetpontosságát . A különböző karimaformák a beállítási felelősség elosztásának különböző módjainak felelnek meg.

A keret nélküli közvetlen szerelésű típus  a leg'csupaszabb' megoldás: az állórész közvetlenül a berendezés házára van rögzítve, a forgórész a hajtótengelyre van felszerelve, magának a rezolvernek nincs csapágya. Az állórész és a forgórész közötti koaxialitás teljes mértékben a berendezés megmunkálási és összeszerelési pontosságától függ. Ez a típus alkalmas korlátozott hely- és nagy könnyűsúlyigényű forgatókönyvekhez, de telepítéskor az állórész és a forgórész közötti koaxialitást ≤0,05 mm-en belül kell szabályozni. A legmagasabb követelményeket támasztja a berendezéstervező gépészeti szakértelmével szemben, és egyben a legnagyobb szabadságot is kínálja.

A karimás szerelvényes típus  rögzítőcsappal és csavarfuratokkal rendelkezik a rezolver házán, és a csap és a berendezés homlokfelülete közötti illeszkedést használja az 'előpozicionáláshoz'. A csapágy beépítése után az állórész és a forgórész egymáshoz viszonyított helyzetét már gyárilag kalibrálták. A beszerelés során csak a karimás csapot kell egy vonalba állítani a berendezés homlokoldalán lévő megfelelő mélyedéssel, és meg kell húzni a csavarokat. Az igazítási pontosságot a karima csapja és a homlokfelület merőlegessége biztosítja, így ez a típus alkalmas nehéz berendezésekhez vagy nagy vibrációjú munkakörülményekhez. A költség nagyobb axiális hossz és magasabb költség, és maga a karimás csap új hibakapcsolattá válik – a csap és a berendezés mélyedése közötti illeszkedési hézagot, valamint a végfelület tengelyre való merőlegességét továbbra is figyelembe kell venni a tűrésláncban.

A csapágyba integrált típus  továbbá a csapágyat belül, a forgórésszel a csapágyba integrálva tartalmazza, így közvetlenül a hajtótengelyre szerelhető anélkül, hogy a berendezésnek további tartószerkezetet kellene biztosítania. Legnagyobb mértékben magába a rezolverbe veszi fel a 'beállítást', de a kiválasztás során meg kell győződni arról, hogy a csapágy axiális és radiális teherbírása megfelel-e az üzemi feltételeknek, illetve, hogy a rezolver saját maximális fordulatszáma megfelel-e az alkalmazási követelményeknek.

A karima kiválasztásának lényege közötti kompromisszum  a berendezés pontossága, az axiális tér, a költségek és a könnyű telepítés . Ha a berendezés homlokfelülete nagy megmunkálási pontossággal rendelkezik, és szűk a hely, a keret nélküli közvetlen szerelés ésszerű választás; Ha a helyszíni összeszerelés körülményei korlátozottak, és gyors pozicionálásra van szükség, a karimás szerelésű típus a csapot használja a rezolverházhoz való 'kihelyezésre' történő igazításhoz, és megbízhatóbb.

Szerelési mérettűrési lánc: az excentricitás és a tengelyirányú eltolódás közvetlen gyilkosa a pontosságnak

A rezolver kimeneti pontossága rendkívül érzékeny  a radiális excentricitásra  és  tengelyirányú eltérésre .  az állórész és a forgórész közötti A változó reluktancia-feloldó modulálja a jelet az állórész fogai és a forgórészek közötti légrés időszakos változásaival. Az excentricitás megváltoztatja a légrés permeanciájának térbeli eloszlását, és helyzetfüggő hibakomponenseket visz be a kimenetbe.

A Dynapar által megadott általános szerelési tűréskeret a tervezési alapértékként szolgálhat:  a tengelyirányú eltérés  (tengelyirányú eltérés vagy méreteltérés a forgórész és az állórész rögzítési felületei között) nem haladhatja meg a 0,015 hüvelyket (körülbelül 0,38 mm);  a radiális excentricitás  (a forgórész és az állórész rögzítési felületei közötti excentricitás) nem haladhatja meg a 0,003 hüvelyket (körülbelül 0,076 mm); és a  rögzítőcsap vállfelületének  merőlegesnek kell lennie a furatra és a tengelyre, a merőlegességet 0,0005 hüvelyk (körülbelül 0,013 mm) belül kell szabályozni. Ezeknek a számoknak a mérnöki jelentése egyértelmű: az excentricitási tűrés körülbelül ötször nagyobb, mint az axiális tűrés, ami azt jelzi, hogy  a sugárirányú igazítás a pontossági konfliktus fő szempontja..

A GB/T 10241-2020 szabvány szintű műszaki követelményekbe és vizsgálati módszerekbe is beépíti a 'szerelhető szerelvényfelületek koaxiálisságát' és a 'szerelhető szerelvényvégfelületek merőlegességét', ami azt jelenti, hogy ez a két mutató a 'gyártói ajánlásokból' ellenőrizhető specifikációs tételekké emelkedett.

A tűréslánc tényleges megtervezésekor nem szabad csak a megoldó saját szerelési felületére koncentrálni.  A forgórész és a motor tengelye közötti illesztési hézag, az állórész karima csapja és a berendezés homlokfelülete közötti illesztési hézag, valamint a végfelület merőlegessége a tengelyhez képest – ez a három hibaszegmens sorosan halmozódik fel a végső légrés egyenletességében. Gyakorlati alapelv az, hogy a rezolver szerelési tűrését kezeljük  a rendszer tűrésláncának végpontjaként  , és ennek megfelelően allokáljuk, ésszerű mozgásteret hagyva az upstream megmunkálásra és összeszerelésre, ahelyett, hogy az összes ráhagyást a rezolver szerelési lépésére koncentrálnánk.

Kiválasztási ellenőrzőlista: a tengelytől a karimáig, majd az ellenőrzésig

A fenti logika összekapcsolásával a megoldó mechanikus interfész kiválasztása három lépésben történhet.

1. lépés: Rögzítse a tengely átmérőjét és határozza meg az illeszkedést.  Mérje meg vagy erősítse meg a motor tengelyének tényleges átmérőjét és tűrését, és válasszon egy rotort a megfelelő belső átmérő specifikációval. Előnyben részesítse az enyhe hézagot, és kerülje az interferenciát; győződjön meg arról, hogy a tengely és a forgórész anyagainak hőtágulási viselkedése nagyjából megegyezik. Ha a tengely átmérője nem szabványos, a rotor belső átmérőjének testreszabása általános gyakorlat, de a testreszabás átfutási idejét és költségét előre ki kell értékelni.

2. lépés: Helyezze ki a karimát a berendezés pontossági felelősségének megfelelően.  Biztosíthat-e a berendezés homlokfelülete nagy pontosságú csapot és merőleges homlokfelületet? Ha igen, a keret nélküli közvetlen szerelés kompaktabb szerkezetet biztosíthat. Ha a helyszíni összeszerelés körülményei korlátozottak, vagy gyors cserére van szükség, a karimás típusú csapok elhelyezése kényelmesebb. Ha maga a berendezés nem tud csapágytámasztást biztosítani a rezolvernek, akkor a csapágyba integrált típus a természetes választás. A karima csavarfurat osztáskörét, csap átmérőjét és axiális szerelési mélységét tételesen össze kell hangolni a berendezés homlokfelületével; nem lehet egyszerűen ellenőrizni, hogy 'a külső átmérő nagyjából megfelelő-e'.

3. lépés: A telepítés utáni nulla pozíció ellenőrzése nem hagyható el.  Még ha a mechanikus interfész egy vonalban van is, az elektromos nulla pozíció továbbra is eltérhet a motor mágneses pólushelyzetétől. A kommutációhoz használt rezolvereknél az általános gyakorlat a következő: először ideiglenesen rögzítse az állórészt, majd egyenáramú feszültséggel 'reteszelje a tengelyt' vagy hajtsa vissza a motort, és figyelje meg a hátsó EMF nulla kereszteződést, forgassa el az állórészt, amíg a rezolver nulla pozíció jele egy vonalba nem kerül a motor mágneses pólusaival, majd végül húzza meg. Bármilyen jól is szabályozzák a mechanikai tűréseket, ha a nulla pozíció több elektromos fokkal eltér, a kommutációs teljesítmény akkor is jelentősen romlik.

A rezolver mechanikus interfész kiválasztása alapvetően egy  hibakiosztási probléma : a tengely átmérőjének illesztése határozza meg, hogy a forgórész mennyire 'szorosan' követi a tengelyt, a karima szerkezete határozza meg, hogy az állórész mennyire 'véglegesen' van rögzítve a házhoz, és a szerelési tűrés határozza meg a légrés 'hűségét'. Ha a három láncszem bármelyike ​​meglazul, függetlenül attól, hogy milyen magasak a névleges elektromos előírások, a tengely végén a szögleolvasás veszélybe kerül. Először tisztázza a tengely és a karima mechanikai útját, majd tekintse át az elektromos paramétereket – ez gyakran kevesebb kitérőhöz vezet, mint fordítva.