Топ причин отказов электрических приводов и советы по предотвращению

От производственных станков и сельхозтехники до электромобилей и роботов — электрический привод двигает современный мир — буквально и метафорически. Эта зависимость не изменится в ближайшее время. Значит, глубокое понимание работы электрических приводов становится все более необходимым.

Развивая это понимание, изучение частых проблем электрических приводов критично. Для заинтересованных в промышленных предприятиях знание того, почему привод не работает на пике, поможет сократить простой и поднять общую продуктивность.

Статья рассматривает самые частые проблемы, влияющие на производительность электрического привода.

Части электрического привода

Хороший первый шаг к пониманию неисправного привода — знание его частей, особенно склонных к проблемам.

Две основные категории базовых частей: электрическая система (привод и мотор) и механическая система (муфты и исполнительный механизм).

Мотор

Мотор создает вращательное движение через вращение шпинделя или ротора. Через вал мотор соединяется с винтовым гвоздем, который вращается в гайке шарикового винта. Гайка движется вперед/назад при вращении шпинделя. Линейный привод движется следом за полым поршнем, прикрепленным к гайке.

Мощность мотора и крутящий момент диктуют силу движения. Более мощные моторы имеют другие приложения, чем менее крутящие.

Привод (Drive)

Электрический привод управляет мотором. Создает вариации скорости вращения и крутящего момента, что меняет скорость и силу линейного привода. Вариации необходимы для адаптации привода к разным приложениям.

Механизм обратной связи (обычно энкодер или резольвер) предоставляет позиционную информацию приводу для манипуляции приводом в заданную позицию. Привод можно запрограммировать на движение, остановку или возврат в исходную/домашнюю позицию.

Муфты (Couplings)

Соединяют вращательный мотор с шариковым винтом электрического привода.

Изготавливаются из алюминия, нержавейки и других металлов. Подходящие муфты необходимы для точных операций. Влияют на плавность разгона, контроль скорости и вариаций, предел нагрузки, изоляцию от ударов и вибраций. Также нужны для лучшей синхронизации приводов.

Исполнительный механизм (Actuator / Linear Actuator)

Преобразует вращательное движение мотора в линейное для разных приложений в зависимости от силы, скорости, грузоподъемности, сопротивления трению и др.

Передают скорость и момент от мотора к разным приводным механизмам: винтовым, ременным, шестеренно-кресточным. Базовые компоненты линейного привода: корпус, способ передачи мощности (винт, ремень, шестеренка), подшипники для поддержки винта, система подшипников для поддержки нагрузки, каретка для монтажа связанных компонентов. Производители варьируют способ передачи и структуру подшипников для разных скоростно-нагрузочных характеристик под приложение.

Частые проблемы электрических приводов

Проблема: Консольная нагрузка (Cantilevered load)

Частая причина: Привод малогабаритный для нагрузки.

Недостаточный размер привода, скорее всего, вызывает проблему консольной нагрузки. Правильный размер — критичный фактор, часто упускаемый ради экономии. Но малогабаритный привод не сможет работать. Большинство производителей дают программные инструменты подбора для выбора привода под критерии приложения.

Для правильного размера привод должен:

• Постоянно поддерживать динамические и статические нагрузки
• Разрабатывать достаточную скорость и момент на всем диапазоне хода
• Соответствовать сервисным и безопасностным факторам (производителя или пользователя)

Проблема: Отсутствие движения ремня

Частая причина: Избыточный крутящий момент мотора стер зацепки ремня или ремень неправильно натянут.

Если ремень не движется, частая причина — мотор выдает слишком много момента, сдирая зацепки ремня. Решается проверкой: момент мотора не должен превышать макс. допустимый момент входа привода, с корректировкой при необходимости.

Также может указывать на неверный размер ремня или неправильное натяжение. Ремни имеют расчетные рабочую и разрывную прочность — учитывайте в промышленных приложениях. В стержневых приводах плохое производство может вызывать отсутствие движения ремня.

Проблема: Частицы в приводе

Частые причины: Ремень открыт, или нет избыточного воздушного давления для удаления частиц.

Когда частицы попадают в систему привода, причина — скорее всего открытый ремень. Открытые ремни притягивают частицы среды. Попав внутрь, они компрометируют операции.

Другая причина — недостаточное или отсутствующее избыточное воздушное давление для удаления частиц.

Проблема: Сгоревший мотор

Частые причины: Неправильный цикл работы (duty cycle) или неверное напряжение. Возможна контаминация системы.

Сгорание может быть вызвано моторами с неправильным циклом работы (процент времени работы к времени отдыха). Производитель дает ограничения — учитывайте при выборе моторов.

Неправильное напряжение тоже сжигает моторы. Сгорание при напряжении выше рекомендованного.

Контаминация частицами создает большее сопротивление и требует больше момента от мотора. В итоге может сжечь мотор, если достаточно частиц попало в систему.

Проблема: Отказ компонентов

Частые причины: Старость, неправильный размер, длительная тяжелая эксплуатация компонентов.

При отказе компонентов приводов причины разные. Первая — возраст. Со временем компоненты изнашиваются и требуют замены. Вторая — длительная тяжелая эксплуатация сверх рекомендованных рейтингов. Третья — неправильный размер. Приводы работают на точных измерениях. Даже малые расхождения со временем вызывают отказы.

Заключение

Электрические приводы широко используются в разных отраслях. Знать их частые проблемы важно для минимизации простоя. Понимание базовых частей и способов их отказа — один из самых важных шагов превенции. Привод может сталкиваться с проблемами размера, износа, контаминации, несовместимости и др.

Тем не менее, хотя полезно развивать понимание привода, диагностику, ремонт или замену лучше доверять профессионалам вроде JHFoster. Мы оснащаем бизнес с 1938 года. Эксперты в промышленной автоматике и системах сжатого воздуха.

По вопросам проблем с электрическими приводами и другими — обращайтесь к нашей команде.