ข้อต่อเซอร์โว: ประเภท การเลือก และคู่มือการติดตั้ง

ข้อต่อเซอร์โว: การเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างมอเตอร์และโหลด

A ข้อต่อเซอร์โว เป็นองค์ประกอบทางกลที่เชื่อมต่อเพลาเอาท์พุตของเซอร์โวมอเตอร์กับส่วนประกอบที่ขับเคลื่อน เช่น บอลสกรู ตัวเข้ารหัส เกียร์ หรือเพลาโหลด ในขณะที่ส่งแรงบิดโดยมีระยะฟันเฟืองน้อยที่สุด มีความแข็งของแรงบิดสูง และความสามารถในการรองรับการวางแนวของเพลาที่ไม่ตรงจำนวนเล็กน้อย การเลือกประเภทหรือขนาดคัปปลิ้งไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดของการวางตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง ตลับลูกปืนชำรุดก่อนกำหนด และพฤติกรรมการควบคุมที่ไม่เสถียรในระบบที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว การมีเพศสัมพันธ์นั้นไม่ค่อยเป็นส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่สุดในระบบการเคลื่อนที่ แต่จะกำหนดโดยตรงว่าประสิทธิภาพทางทฤษฎีของเซอร์โวนั้นเกิดขึ้นจริงในทางปฏิบัติหรือไม่

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงวิธีการทำงานของเซอร์โวคัปปลิ้ง ประเภทหลักและข้อดีข้อเสีย ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญที่สุดสำหรับการเลือก และแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งและบำรุงรักษาที่รักษาความแม่นยำของตำแหน่งตลอดอายุการใช้งานของเครื่องจักร

เหตุใดแอปพลิเคชันของเซอร์โวจึงต้องการข้อต่อแบบพิเศษ

คัปปลิ้งยืดหยุ่นมาตรฐานที่ใช้ในการส่งกำลังทั่วไป - คัปปลิ้งแบบขากรรไกรพร้อมเม็ดมีดแบบอ่อน คัปปลิ้งโซ่ หรือคัปปลิ้งเกียร์ ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งแรงบิดได้อย่างน่าเชื่อถือและทนต่อการวางแนวที่ไม่ตรง การฟันเฟือง การปฏิบัติตามข้อกำหนด และการหน่วงนั้นเป็นที่ยอมรับหรือเป็นที่ต้องการในการใช้งานเหล่านั้น ระบบเซอร์โวมีข้อกำหนดพื้นฐานที่แตกต่างกัน

ตัวควบคุมวงปิดของเซอร์โวมอเตอร์จะเปรียบเทียบตำแหน่งที่ได้รับคำสั่งกับตำแหน่งที่วัดอย่างต่อเนื่อง และสร้างแรงบิดแก้ไข ความสอดคล้องหรือระยะฟันเฟืองระหว่างเพลามอเตอร์และเซ็นเซอร์ตำแหน่งหรือโหลดทำให้เกิดความล่าช้าของเฟสและแถบสัญญาณตายตัวในลูปป้อนกลับนี้ ฟันเฟืองเชิงมุมแม้แต่ 1–2 อาร์คนาทีก็อาจทำให้เกิดการล่าสัตว์ การแกว่ง และลดความสามารถในการทำซ้ำของตำแหน่ง ในระบบเซอร์โวที่มีความละเอียดสูง — ปัญหาที่แย่ลงเมื่อเซอร์โวได้รับเพิ่มขึ้นเพื่อปรับปรุงการตอบสนองแบบไดนามิก นี่คือเหตุผลที่คัปปลิ้งเซอร์โวได้รับการออกแบบมาเพื่อการฟันเฟืองที่เกือบเป็นศูนย์และความแข็งของแรงบิดสูง แทนที่จะใช้สำหรับการแยกการสั่นสะเทือนหรือความทนทานต่อการวางแนวที่ไม่ตรง

ข้อกำหนดการแข่งขันสามประการ

การออกแบบข้อต่อเซอร์โวทุกแบบจะต้องรักษาสมดุลของคุณสมบัติสามประการที่บางส่วนทำงานร่วมกัน:

• ความแข็งบิด: ความแข็งสูงช่วยลดข้อผิดพลาดเชิงมุมระหว่างมอเตอร์และโหลดภายใต้โหลดแรงบิดที่แตกต่างกัน ซึ่งจำเป็นสำหรับความแม่นยำของตำแหน่ง
• ที่พักที่ไม่ตรงแนว: ไม่มีการติดตั้งใดที่ทำให้การจัดตำแหน่งเพลาสมบูรณ์แบบ ข้อต่อต้องยอมรับการวางแนวเชิงมุม ขนาน และแนวแกนในปริมาณเล็กน้อย โดยไม่ส่งแรงปฏิกิริยามากเกินไปไปยังแบริ่งมอเตอร์และแบริ่งรับน้ำหนัก
• โมเมนต์ความเฉื่อยต่ำ: ความเฉื่อยในการหมุนที่เพิ่มเข้ามาจากคัปปลิ้งจะเพิ่มอัตราส่วนความเฉื่อยรวม (ความเฉื่อยของโหลดต่อความเฉื่อยของมอเตอร์) ลดแบนด์วิธและการตอบสนองของระบบเซอร์โว การออกแบบข้อต่อน้ำหนักเบาช่วยรักษาสมรรถนะไดนามิกของมอเตอร์

ไม่มีข้อต่อประเภทใดที่จะปรับทั้งสามอย่างให้เหมาะสมพร้อมกัน — กระบวนการคัดเลือกจะต้องคำนึงถึงข้อดีทางวิศวกรรมเสมอโดยพิจารณาจากสิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน

ประเภทหลักของเซอร์โวคัปปลิ้งและข้อดีข้อเสีย

ตลาดเซอร์โวคัปปลิ้งมุ่งเน้นไปที่ตระกูลการออกแบบจำนวนไม่มาก แต่ละตระกูลมีกลไกที่แตกต่างกันเพื่อรองรับการวางแนวที่ไม่ตรงในขณะที่ยังคงความแข็งแกร่งของแรงบิด

ข้อต่อแบบเบลโลว์

ข้อต่อแบบเบลโลว์ใช้ท่อโลหะที่มีผนังบางและซับซ้อน ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นเหล็กสแตนเลสหรืออลูมิเนียม ซึ่งสามารถโค้งงอเพื่อรองรับการวางแนวที่ไม่ตรงในขณะที่ส่งแรงบิดแบบบิด พวกเขาเสนอ ฟันเฟืองใกล้ศูนย์ ความแข็งบิดสูง และโมเมนต์ความเฉื่อยต่ำมาก เพราะองค์ประกอบเบลโลว์มีความบางและน้ำหนักเบา ค่าความแข็งของแรงบิดสำหรับข้อต่อเบลโลว์มาตรฐานมีตั้งแต่ 10 ถึง 200 นิวตันเมตร/ราด ในขนาดที่เล็ก โดยเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 5,000 Nm/rad ในรุ่นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ข้อจำกัดหลักคือความสามารถในการวางแนวที่ไม่ตรงค่อนข้างต่ำ — โดยทั่วไป ±1° เชิงมุมและขนาน 0.1–0.3 มม — และความไวต่อแรงกระแทกที่สามารถบิดเบือนการบิดตัวของเครื่องสูบลมอย่างถาวร เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการใช้งานการกำหนดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง: แกนเซอร์โวขับเคลื่อนโดยตรง การเชื่อมต่อตัวเข้ารหัส และบอลสกรูในเครื่องจักร CNC

ข้อต่อบีม (เฮลิคอล)

ข้อต่อบีมถูกตัดเฉือนจากอะลูมิเนียมหรือสเตนเลสชิ้นเดียวโดยการตัดช่องเกลียวหนึ่งช่องหรือมากกว่านั้นผ่านตัวเครื่อง ทำให้เกิดโครงสร้างคล้ายสปริงที่เป็นไปตามข้อกำหนด โครงสร้างชิ้นเดียวทำให้ไม่มีฟันเฟืองโดยธรรมชาติ พวกเขารองรับ ±3–5° เชิงมุมและแนวขนาน 0.3–0.5 มม — มากกว่าข้อต่อแบบเบลโลว์อย่างเห็นได้ชัด — แต่มีค่าใช้จ่ายด้านความแข็งของแรงบิดที่ต่ำกว่า การตัดแบบเฮลิคอลทำให้เกิดการหมุนบิดบางส่วนภายใต้ภาระ ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดเชิงมุมเล็กน้อยแต่สามารถวัดได้ระหว่างเพลาอินพุตและเอาต์พุต ข้อต่อบีมเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานเซอร์โวงานเบา การเชื่อมต่อเอ็นโค้ดเดอร์กับเพลา และสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไดรฟ์ โดยที่น้ำหนักในการวางตำแหน่งอยู่ในระดับปานกลางและค่าเผื่อการวางแนวที่ไม่ตรงมีความสำคัญมากกว่าความแข็งแกร่งของแรงบิดสูงสุด

ข้อต่อดิสก์

ข้อต่อแผ่นดิสก์ใช้แผ่นโลหะบางๆ หนึ่งแผ่นขึ้นไป (หรือชุดแผ่นดิสก์) ที่โค้งงอเพื่อรองรับการวางแนวที่ไม่ตรงในขณะที่ส่งแรงบิดผ่านแรงตึงสลับและการโหลดการบีบอัดผ่านรูปแบบการโบลต์แผ่นดิสก์ พวกเขารวมกัน ความแข็งของแรงบิดที่สูงมาก ระยะฟันเฟืองเป็นศูนย์ และความสามารถในการบิดที่ดี ในแพ็คเกจขนาดกะทัดรัด การออกแบบแผ่นดิสก์เดี่ยวรองรับการวางแนวเชิงมุมและแนวแกนได้ดี การออกแบบแผ่นดิสก์คู่ (แพ็คสองแผ่น) ยังรองรับการวางแนวที่ไม่ตรงขนานกัน โดยทั่วไปแล้วจานเบรกจะเป็นสเตนเลสหรือไทเทเนียม และมีความไวต่อความสามารถในการวางแนวที่ไม่ตรงเกินพิกัด ซึ่งการทำเช่นนี้จะทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าอย่างรวดเร็ว ข้อต่อแบบดิสก์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือกลที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว ข้อต่อหุ่นยนต์ และการใช้งานสปินเดิลความเร็วสูง

ข้อต่อขากรรไกรพร้อมโพลียูรีเทนสไปเดอร์ (เกรดเซอร์โว)

ข้อต่อขากรรไกรมาตรฐานกับสไปเดอร์อีลาสโตเมอร์มีระยะฟันเฟืองและไม่เหมาะสำหรับการใช้งานเซอร์โว ข้อต่อขากรรไกรเกรดเซอร์โวใช้ โพลียูรีเทนหรือไฮเทรลสไปเดอร์ที่โหลดไว้ล่วงหน้า ที่ถูกบีบอัดระหว่างดุมกราม ขจัดช่องว่างที่ทำให้เกิดฟันเฟือง เป็นตัวเลือกลดแรงสั่นสะเทือนมากที่สุดในตระกูลคัปปลิ้งเซอร์โว ซึ่งมีประโยชน์ในกรณีที่โหลดสร้างแรงบิดกระแทกหรือการสั่นพ้องทางกลที่อาจจะทำให้เซอร์โวลูปไม่เสถียร ความแข็งเชิงบิดนั้นต่ำกว่าประเภทเบลลโลว์หรือดิสก์ และไม่เหมาะสำหรับความต้องการความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งที่ต้องการมากที่สุด ทำงานได้ดีในระบบอัตโนมัติทั่วไป: ระบบขับเคลื่อนสายพานลำเลียง เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ และระบบขนถ่ายเบา

ข้อต่อโอลดัม

คัปปลิ้ง โอลดัม ส่งแรงบิดผ่านจานจานตรงกลางแบบลอยตัวที่เลื่อนในช่องที่กลึงเข้าไปในดุมแต่ละอัน เพื่อรองรับการวางแนวที่ไม่ตรงขนานกันโดยไม่สร้างภาระในแนวรัศมีอย่างมีนัยสำคัญ สำหรับการใช้งานเซอร์โว ดิสก์ตรงกลางทำจากอะซีตัล (Delrin), PEEK หรืออะลูมิเนียม และการควบคุมความพอดีระหว่างดุมกับดิสก์อย่างแน่นหนาเพื่อลดระยะฟันเฟือง ข้อต่อ โอลดัม สร้างโมเมนต์การโค้งงอที่ไม่ซ้ำใครบนมอเตอร์และเพลารับน้ำหนัก ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานที่ภาระในแนวรัศมีของตลับลูกปืนเป็นปัญหาสำคัญ เช่น เซอร์โวมอเตอร์ที่มีแบริ่งเพลายื่นหรือชุดประกอบลีดสกรูที่มีความแม่นยำ

เปรียบเทียบประเภทของเซอร์โวคัปปลิ้งโดยสรุป

ตารางต่อไปนี้สรุปลักษณะการทำงานที่สำคัญของข้อต่อเซอร์โวแต่ละประเภทเพื่อรองรับการเปรียบเทียบโดยตรงระหว่างกระบวนการเลือก

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญสำหรับการเลือกคัปปลิ้งเซอร์โว

การเลือกคัปปลิ้งเซอร์โวตามขนาดรูและแรงบิดปกติเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ ต้องมีการประเมินพารามิเตอร์โต้ตอบหลายตัวกับเงื่อนไขการใช้งานจริง

แรงบิดที่กำหนดและจุดสูงสุด

อัตราแรงบิดที่ระบุของคัปปลิ้งจะต้องเกินแรงบิดในการทำงานต่อเนื่องของระบบเซอร์โวโดยมีปัจจัยด้านความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม ระบบเซอร์โวจะสร้างแรงบิดสูงสุดอย่างสม่ำเสมอในระหว่างการเร่งความเร็วและลดความเร็วที่อาจเกิดขึ้นได้ อัตราแรงบิดต่อเนื่อง 3–10 เท่า ของมอเตอร์ อัตราแรงบิดสูงสุดของคัปปลิ้ง — ไม่ใช่แค่พิกัดที่กำหนด — ต้องรองรับภาวะชั่วคราวเหล่านี้โดยไม่เกิดคลัปหรือการแตกร้าวจากความเมื่อยล้า สำหรับเบลลโลว์และข้อต่อจาน โดยทั่วไปอัตราแรงบิดสูงสุดจะอยู่ที่ 2-3 เท่าของแรงบิดปกติ ; ตรวจสอบเสมอว่าเอาท์พุตกระแสสูงสุดของเซอร์โว (แปลงเป็นแรงบิดสูงสุดผ่านค่าคงที่ Kt ของมอเตอร์) ไม่เกินค่านี้

ความแข็งเชิงบิดและการสั่นพ้องของระบบ

ความแข็งแบบบิดของข้อต่อ รวมกับความเฉื่อยของโหลดที่สะท้อน จะกำหนดความถี่เรโซแนนซ์เชิงบิดของชุดขับเคลื่อน หากความถี่เรโซแนนซ์ตกอยู่ภายในแบนด์วิธของตัวควบคุมเซอร์โว ระบบจะแสดงการสั่นและอาจไม่เสถียร ความถี่เรโซแนนซ์เชิงบิดคำนวณได้ดังนี้:

f = (1/2π) × √(Kt / J) — โดยที่ Kt คือความแข็งบิดในหน่วย Nm/rad และ J คือความเฉื่อยที่สะท้อนรวมกันในหน่วย กิโลกรัม·m²

เพื่อเป็นแนวทางปฏิบัติ ความถี่เรโซแนนซ์บิดควรมีอย่างน้อย 3-5 เท่าของแบนด์วิธวงปิดของเซอร์โว เพื่อให้มีการควบคุมที่มั่นคง หากไม่สามารถใช้คัปปลิ้งที่แข็งกว่านี้ได้ จะต้องปรับเกนเซอร์โวออก โดยยอมรับประสิทธิภาพไดนามิกที่ลดลงตามผลที่ตามมา

โมเมนต์แห่งความเฉื่อย

โมเมนต์ความเฉื่อยของคัปปลิ้งจะเพิ่มโดยตรงกับความเฉื่อยด้านมอเตอร์ในการคำนวณอัตราส่วนความเฉื่อยของระบบ สำหรับระบบเซอร์โวประสิทธิภาพสูงที่อัตราส่วนความเฉื่อยของโหลดต่อมอเตอร์อยู่ใกล้ขีดจำกัดที่แนะนำอยู่แล้ว 3:1 ถึง 5:1 ข้อต่อที่มีน้ำหนักมากสามารถดันระบบเข้าสู่บริเวณการทำงานที่ไม่เสถียรได้ เบลลโลว์อะลูมิเนียมน้ำหนักเบาและข้อต่อลำแสงที่มีโมเมนต์ความเฉื่อยด้านล่าง 1 × 10⁻⁵ กก.·ตร.ม ในขนาดที่เล็กจะเพิ่มความเฉื่อยเล็กน้อย ข้อต่อจานเหล็กและข้อต่อขากรรไกรที่มีดุมที่หนักกว่าจะเพิ่มมากขึ้นอย่างมาก — ตรวจสอบข้อมูลความเฉื่อยของผู้ผลิตเสมอ และรวมไว้ในการคำนวณความเฉื่อย

ขนาดรู ความพอดีของเพลา และวิธีการจับยึด

ข้อต่อเซอร์โวมีให้เลือกใช้กับรูในขนาดเมตริกและนิ้วมาตรฐาน โดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 3 มม. ถึง 100 มม สำหรับผลิตภัณฑ์แค็ตตาล็อกส่วนใหญ่ วิธีการเชื่อมต่อระหว่างเพลากับดุมมีผลกระทบสำคัญต่อระยะฟันเฟืองและการโหลดของเพลา:

• การออกแบบตัวหนีบ (แยกฮับ): ดุมยึดเข้ากับเพลาโดยใช้สกรูยึดแนวรัศมีหรือการจัดเรียงแคลมป์แยก ไม่มีระยะฟันเฟืองที่เจาะ ไม่มีความเสียหายต่อเพลา และเปลี่ยนตำแหน่งได้ง่าย วิธีการทั่วไปในข้อต่อเซอร์โว
• รูกุญแจและสกรูตัวหนอน: วิธีการแบบดั้งเดิมที่ให้ความสามารถในการส่งแรงบิดสูงแต่ทำให้เกิดระยะฟันเฟืองที่อาจเกิดขึ้นที่ระยะห่างระหว่างกุญแจถึงสลัก หลีกเลี่ยงในการใช้งานที่มีระยะฟันเฟืองเป็นศูนย์ เว้นแต่ว่าร่องสลักจะมีพิกัดความเผื่อที่พอดี
• แผ่นหด / องค์ประกอบล็อค: ใช้วงแหวนที่ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิกหรือแบบกลไกที่บีบอัดดุมเข้ากับเพลาด้วยแรงในแนวรัศมีสูง การส่งแรงบิดสูงสุดและระยะฟันเฟืองเป็นศูนย์สำหรับการใช้งานเซอร์โวแรงบิดสูงขนาดใหญ่

ความเร็วในการทำงาน (RPM สูงสุด)

คัปปลิ้งทุกประเภทมีพิกัดความเร็วสูงสุด ซึ่งความเครียดจากแรงเหวี่ยง ความไม่สมดุลไดนามิก หรือเอฟเฟกต์เรโซแนนซ์ทำให้เกิดความล้มเหลว เครื่องสูบลมและข้อต่อจานเบรกขนาดเล็กมีการจัดการเป็นประจำ 10,000–30,000 รอบต่อนาที ในการกำหนดค่าที่สมดุล โดยทั่วไปแล้วข้อต่อขากรรไกรและโอลด์แฮมที่มีส่วนประกอบโพลีเมอร์จะถูกจำกัดอยู่เพียงเท่านี้ 3,000–6,000 รอบต่อนาที เนื่องจากผลกระทบจากแรงเหวี่ยงบนองค์ประกอบที่อยู่ตรงกลางที่ไม่ใช่โลหะ ตรวจสอบพิกัดความเร็วสูงสุดของคัปปลิ้งกับความเร็วรอบเปล่าของเซอร์โวที่ความเร็วคำสั่งสูงสุดเสมอ

ประเภทการเยื้องศูนย์ของเพลาและผลกระทบต่อการเลือกข้อต่อ

การวางแนวที่ไม่ตรงระหว่างเพลาคู่เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการติดตั้งจริง การทำความเข้าใจการจัดแนวที่ไม่ตรงสามประเภท — และจำนวนข้อต่อที่เลือกแต่ละประเภทสามารถทนได้มากเพียงใด — ส่งผลโดยตรงต่ออายุของข้อต่อและอายุการใช้งานของตลับลูกปืนของมอเตอร์

กฎที่สำคัญ: ค่าที่ไม่ตรงแนวในเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตเป็นค่าสูงสุดสำหรับแต่ละประเภทที่ทำหน้าที่แยกจากกัน ไม่พร้อมกัน เมื่อการวางแนวเชิงมุมและขนานเกิดขึ้น — ซึ่งเป็นสภาวะในโลกแห่งความเป็นจริงโดยทั่วไป — การมีเพศสัมพันธ์จะถูกเน้นหนักมากกว่าขีดจำกัดของแต่ละบุคคลที่แนะนำ แนวปฏิบัติที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปคือการรักษาแนวที่ไม่ตรงรวมกันไว้ไม่เกิน 50% ของขีดจำกัดประเภทเดียวที่ได้รับการจัดอันดับ สำหรับแต่ละองค์ประกอบเมื่อมีทั้งสองประเภทอยู่รวมกัน

การติดตั้ง: การจัดตำแหน่งและดุมให้พอดี

ความล้มเหลวของข้อต่อเซอร์โวก่อนกำหนดส่วนใหญ่จะย้อนกลับไปที่ข้อผิดพลาดในการติดตั้ง มากกว่าข้อบกพร่องด้านการออกแบบหรือการผลิต การติดตั้งอย่างระมัดระวังใช้เวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมงและยืดอายุข้อต่อจากเดือนเป็นปี

ขั้นตอนการจัดตำแหน่งเพลา

1. ติดตั้งมอเตอร์และส่วนประกอบที่ขับเคลื่อนบนโครงเครื่องจักรและยึดให้แน่น อย่าขันตัวยึดให้แน่นในขั้นตอนนี้
2. เลื่อนฮับคัปปลิ้งไปที่เพลาทั้งสองโดยไม่ต้องขันสกรูยึดจนแน่น ปล่อยให้ตัวข้อต่อหลุดออกหรือประกอบอย่างหลวมๆ
3. ใช้ตัวบ่งชี้การหมุน (DTI) หรือเครื่องมือจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์เพื่อวัดการวางแนวที่ไม่ตรงเชิงมุมและขนานระหว่างใบหน้าดุมทั้งสอง สำหรับการใช้งานเซอร์โวที่มีความแม่นยำ ให้กำหนดเป้าหมาย การวางแนวเชิงมุมต่ำกว่า 0.05° และออฟเซ็ตขนานต่ำกว่า 0.02 มม — แม้จะอยู่ในข้อกำหนดจำเพาะของข้อต่อเบลโลว์ที่มีข้อจำกัดมากที่สุดก็ตาม
4. ปรับตำแหน่งมอเตอร์โดยใช้แผ่นรอง (ตามแนวแกน) และการเคลื่อนไหวด้านข้างเพื่อให้แนวที่ไม่ตรงภายในชิ้นงานเหล่านี้ ตรวจสอบอีกครั้งหลังการปรับแต่ละครั้ง
5. ขันตัวยึดสำหรับติดตั้งมอเตอร์ให้แน่นตามแรงบิดที่ระบุ ขณะเดียวกันก็ตรวจสอบตัวบ่งชี้หน้าปัดอย่างต่อเนื่องเพื่อยืนยันว่าการวางตำแหน่งจะไม่ถูกรบกวนจากการขันตัวยึด
6. ขันสกรูฮับยึดให้แน่นตามแรงบิดที่ระบุของผู้ผลิต — โดยทั่วไป 2–8 Nm สำหรับฮับคัปปลิ้งเซอร์โวขนาดเล็ก . แรงบิดที่ต่ำกว่าช่วยให้ดุมลื่นไถลภายใต้การรับน้ำหนักสูงสุด แรงบิดที่มากเกินไปอาจทำให้ตัวแยกดุมแตกได้

การหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการติดตั้งฮับ

• อย่าใช้ค้อนตอกดุมเข้ากับเพลา การกระแทกที่เบลลโลว์และดุมข้อต่อดิสก์อาจทำให้ชิ้นส่วนที่ยืดหยุ่นเสียรูปอย่างถาวร ทำลายความแข็งและความสมดุลของแรงบิด ใช้การกดเพลาหรือการขยายความร้อนอย่างอ่อนโยน (ทำความร้อนดุมไว้ที่ 80–100°C) เพื่อให้รูเจาะแน่น
• ตรวจสอบการแยกส่วนปลายเพลาก่อนการประกอบ คัปปลิ้งแต่ละประเภทมีช่องว่างที่จำเป็นระหว่างปลายเพลาภายในคัปปลิ้ง ช่องว่างน้อยเกินไปทำให้เกิดการพรีโหลดตามแนวแกน มากเกินไปจะลดการเคลื่อนที่ของแกนลอย
• อย่าใช้สารหล่อลื่นกับที่สูบลมหรือส่วนประกอบของแผ่นดิสก์ องค์ประกอบยืดหยุ่นที่เป็นโลหะเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานแบบแห้ง การปนเปื้อนของน้ำมันหรือจาระบีไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและอาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนของรอยขูดขีดบนพื้นผิวสัมผัสของแผ่นดิสก์
• ตรวจสอบการจัดตำแหน่งอีกครั้งหลังการรักษาเสถียรภาพทางความร้อน การขยายตัวจากความร้อนในช่วงชั่วโมงแรกของการทำงานสามารถเปลี่ยนการจัดตำแหน่งได้ 0.05–0.15 มม. ในเครื่องจักรที่มีการสร้างความร้อนอย่างมาก สำหรับแกนเซอร์โวที่มีความแม่นยำ การตรวจสอบการวางตำแหน่งขั้นสุดท้ายหลังจากรอบการทำงานแรกถือเป็นแนวปฏิบัติที่ดีที่สุด

การบำรุงรักษา การตรวจสอบ และสัญญาณความล้มเหลวทั่วไป

คัปปลิ้งเซอร์โวที่เป็นโลหะทั้งหมด (เบลโลว์ จาน) ไม่มีชิ้นส่วนที่สึกหรอและไม่จำเป็นต้องมีการหล่อลื่น อายุการใช้งานภายใต้สภาวะการติดตั้งและโหลดที่ถูกต้องคืออายุการใช้งานของเครื่องจักรอย่างมีประสิทธิผล ความล้มเหลวก่อนกำหนดมักจะบ่งบอกถึงการโอเวอร์โหลด การวางแนวที่ไม่ถูกต้อง หรือความเสียหายในการติดตั้ง ประเภทของส่วนประกอบโพลีเมอร์ (ขากรรไกร, โอลแฮม) มีส่วนประกอบส่วนกลางที่สิ้นเปลืองซึ่งสึกหรอและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่เป็นระยะ

ช่วงเวลาการตรวจสอบ

• เบลโลว์และข้อต่อดิสก์: ตรวจสอบรอยแตกร้าว การบิดเบี้ยว หรือการกัดกร่อนด้วยสายตาทุกครั้ง 6–12 เดือน หรือตามช่วงเวลาการบำรุงรักษาเครื่องจักรที่กำหนดไว้ ตรวจสอบแรงบิดของสกรูยึดดุมทุกปี
• แมงมุมคลัปกราม (โพลียูรีเทน): ตรวจสอบชุดอัด การแตกร้าว หรือการสึกหรอทุกครั้ง 3–6 เดือน ในการใช้งานต่อเนื่อง เปลี่ยนทันทีเมื่อชุดการบีบอัดเกิน 15% การรอให้เกิดความล้มเหลวที่มองเห็นได้อาจทำให้ฮับเสียหายได้
• จานกลางโอลดัม: ตรวจสอบพื้นผิวเลื่อนเพื่อดูการสึกหรอ การขีด และการเสียรูปของพลาสติก เปลี่ยนเมื่อระยะห่างในการเลื่อนเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด หรือเมื่อความสามารถในการทำซ้ำของตำแหน่งเริ่มลดลง

สัญญาณเตือนในพฤติกรรมของระบบ

• ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งเพิ่มขึ้นทีละน้อย: ในระบบที่แม่นยำก่อนหน้านี้ ความเบี่ยงเบนของตำแหน่งที่เพิ่มขึ้นมักจะบ่งชี้ถึงระยะฟันเฟืองของคัปปลิ้งที่เกิดขึ้นจากการสลิปดุมหรือชิ้นส่วนตรงกลางที่สึกหรอ
• รหัสข้อบกพร่องของเซอร์โวไดรฟ์สำหรับข้อผิดพลาดต่อไปนี้ที่มากเกินไป: หากตัวควบคุมเซอร์โวเริ่มติดธงตามสัญญาณเตือนข้อผิดพลาดที่แรงบิดหรือการเร่งความเร็วซึ่งก่อนหน้านี้ไม่ได้ทำให้เกิดปัญหา ให้ตรวจสอบความเสียหายของข้อต่อก่อนที่จะปรับตัวควบคุมที่ได้รับ
• การสั่นสะเทือนหรือการสั่นพ้องที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน: เครื่องเป่าลมหรือชิ้นส่วนดิสก์ที่แตกจะเปลี่ยนความถี่ธรรมชาติเชิงบิดของระบบ และอาจแนะนำพีคเรโซแนนซ์ใหม่ที่ทำให้เซอร์โวลูปไม่เสถียร
• เศษซากที่มองเห็นได้จากบริเวณข้อต่อ: ฝุ่นสีดำ (เศษสึกจากโพลียูรีเทนจากข้อต่อขากรรไกร) หรืออนุภาคโลหะ (เศษความเหนื่อยล้าจากจานแตกร้าวหรือที่สูบลม) เป็นตัวบ่งชี้ทันทีว่าข้อต่อจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและน่าจะเปลี่ยนใหม่
• อุณหภูมิแบริ่งมอเตอร์ที่สูงขึ้น: การโหลดที่ไม่ตรงแนวมากเกินไปที่ส่งผ่านข้อต่อไปยังแบริ่งมอเตอร์จะทำให้อุณหภูมิการทำงานของตลับลูกปืนเพิ่มขึ้น มอเตอร์ที่ทำงานอุ่นกว่าปกติอย่างมากโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงรอบการทำงาน รับประกันการตรวจสอบข้อต่อและการวางแนว

ตัวอย่างขนาด: การเลือกเซอร์โวคัปปลิ้งสำหรับแกนบอลสกรู

ตัวอย่างการกำหนดขนาดที่เป็นรูปธรรมจะแสดงให้เห็นว่าพารามิเตอร์ข้างต้นมีปฏิกิริยาอย่างไรในการใช้งานทั่วไป พิจารณาเซอร์โวมอเตอร์ขับเคลื่อนโดยตรงที่เชื่อมต่อกับบอลสกรูสำหรับแกนเครื่องกัด CNC ด้วยพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• เซอร์โวมอเตอร์: แรงบิดต่อเนื่อง 2.0 นิวตันเมตร แรงบิดสูงสุด 6.0 นิวตันเมตร ความเร็วสูงสุด 3,000 รอบต่อนาที
• เส้นผ่านศูนย์กลางเพลามอเตอร์: 14 มม.; เส้นผ่านศูนย์กลางแกนบอลสกรู: 12 มม
• ความสามารถในการทำซ้ำตำแหน่งที่ต้องการ: ±2 µm (ไมโครเมตร)
• ความสามารถในการจัดแนวการติดตั้ง: เชิงมุม ±0.05°, ขนาน ±0.03 มม

เมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดด้านตำแหน่งที่เรียกร้อง ข้อต่อเบลโลว์เป็นประเภทที่ถูกต้อง : ระยะฟันเฟืองเป็นศูนย์ ความแข็งของแรงบิดสูง และความเฉื่อยต่ำ ข้อต่อต้องได้รับพิกัดแรงบิดสูงสุดอย่างน้อย 6.0 นิวตันเมตร (การเลือกหน่วยพิกัด 8-10 นิวตันเมตรจะให้ค่าความปลอดภัยที่จำเป็น) ต้องใช้ขนาดรู 14 มม. และ 12 มม. ซึ่งเป็นการกำหนดค่าแค็ตตาล็อกมาตรฐานจากซัพพลายเออร์ข้อต่อเบลโลว์รายใหญ่ทุกราย ความแข็งของแรงบิดควรได้รับการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าความถี่เรโซแนนซ์เชิงบิดของระบบคัปปลิ้ง-สกรู-ตารางเกินแบนด์วิธของเซอร์โวที่ประมาณ 200 Hz ตามปัจจัย 3–5 × ที่แนะนำ โดยกำหนดเป้าหมายความถี่เรโซแนนซ์ที่สูงกว่า 600 Hz ในประเภทขนาดนี้ ข้อต่อเบลโลว์คุณภาพจากผู้ผลิต เช่น R W, Ruland, Huco หรือ Mädler จะตอบสนองความต้องการทั้งหมดด้วยต้นทุนต่อหน่วยโดยทั่วไปจะอยู่ที่ ช่วง $40–$120 .