Ridurre il gioco dello sterzo in un sistema di sterzo a rotazione libera

Che cos'è un sistema di rotazione?Si tratta di un'unità compatta che combina un cuscinetto di rotazione, un ingranaggio (solitamente una vite senza fine), un alloggiamento e un'interfaccia con il motore. Il suo scopo è quello di far ruotare un carico e mantenerlo in posizione. Quando aziona una ruota, una piattaforma o un braccio, qualsiasi gioco nell'unità si traduce in una sterzata imprecisa.

Da dove proviene dunque questo gioco? In un sistema di sterzo a rotazione libera, il gioco rotazionale può derivare dall'ingranaggio a vite senza fine, dal cuscinetto, dalla superficie di montaggio, dagli elementi di fissaggio o da componenti a monte dell'azionamento. Questa guida fornisce una procedura diagnostica, con osservazioni che indicano ciascuna causa e un punto preciso in cui interrompere il problema e, se necessario, segnalarlo a un livello superiore.

Separare il sintomo dalla causa

Il "gioco meccanico" è un sintomo. Significa che l'uscita si muove leggermente prima che il carico la segua, oppure che il carico si sposta dopo aver impartito il comando di arresto. Non indica quale componente sia allentato o usurato.

Annotate ciò che vedete prima di toccare qualsiasi cosa. Conservate osservazioni, cause sospette e riscontri confermati in colonne separate. Questa abitudine previene l'errore più comune: regolare la vite senza fine quando il vero problema è un bullone allentato.

Interrompere il funzionamento della macchina se si verifica uno qualsiasi di questi segnali:

• Si nota uno spazio vuoto tra la flangia di trasmissione e il telaio sotto carico.
• Particelle metalliche o grasso scolorito sulle guarnizioni dell'alloggiamento.
• Il rumore di battito cambia con la direzione del carico, non solo con l'inversione.

Questi sintomi indicano un problema strutturale o di lubrificazione. Ulteriori manovre di sterzata possono trasformare un guasto riparabile in un danno al gruppo ingranaggi o alla pista di rotolamento dei cuscinetti.

Controlli preliminari prima di qualsiasi smontaggio

Iniziate con i controlli che non richiedono attrezzi speciali, a parte una chiave dinamometrica e un comparatore. Eseguiteli in quest'ordine, perché ognuno di essi permette di escludere prima una causa meno grave.

1. Esamina le modifiche recenti.L'unità è stata appena installata, rimontata o lubrificata? La macchina ha subito una collisione o è stata sovraccaricata? Il gioco che si è manifestato subito dopo l'installazione di solito indica un problema di montaggio. Il gioco che è aumentato nel corso dei mesi indica usura.
2. Verificare la coppia di serraggio dei dispositivi di fissaggio.Utilizzare il valore di coppia indicato nel manuale o nello schema del proprio azionamento. Contrassegnare ogni bullone dopo averlo controllato. Un bullone che gira ulteriormente indica un problema; non limitarsi a stringerlo e passare oltre.
3. Esamina l'interfaccia.Verifica la presenza di polvere da sfregamento, segni di contatto lucidi o uno spazio vuoto sulla flangia. Lo sfregamento attorno ai bulloni indica che il giunto si è mosso.
4. Controlla lo slack a monte.L'accoppiamento del motore, la chiavetta, il freno, la scanalatura del motore idraulico e il leveraggio dello sterzo possono tutti aggiungere gioco che sembra un gioco di ingranaggi. Blocca l'ingresso di trasmissione e verifica se il gioco persiste.
5. Misura il gioco.Montare un comparatore a quadrante a un raggio noto sull'uscita. Bloccare l'ingresso, applicare una coppia leggera in una direzione, azzerare il comparatore, quindi invertire la direzione. Registrare il movimento.

Confronta la tua lettura con il valore di gioco riportato sul disegno o sulla scheda tecnica dell'azionamento. Se non disponi di tale riferimento, procuratelo prima. Un numero senza una specifica non può indicare se l'azionamento è fuori tolleranza.

Ingranamento a vite senza fine, precarico del cuscinetto, planarità di montaggio e usura degli ingranaggi: isolare ciascuna fonte di gioco libero

Queste quattro cause si manifestano allo stesso modo al volante, ma si comportano in modo diverso durante la prova. La tabella mostra le caratteristiche di ciascuna e come distinguerla dalle altre prima di effettuare qualsiasi regolazione.

Fonte	Come crea il gioco libero	Segno osservabile	Controllo dell'isolamento	Prossima azione
spazio libero della rete a vite	Lo spazio tra la vite senza fine e i denti della ruota permette all'uscita di muoversi con l'ingresso bloccato.	Gioco rotatorio soltanto, uguale in qualsiasi posizione di uscita o simile lungo il cerchio.	Indicatore a quadrante in uscita con ingresso bloccato. Nessuna inclinazione o sollevamento dell'anello.	Confrontare con il valore di disegno. Regolare solo secondo le procedure del produttore.
Precarico del cuscinetto	Un precarico allentato consente il sollevamento o l'inclinazione assiale, che a sua volta modifica il punto di contatto della vite senza fine.	Movimento assiale o radiale dell'anello sotto la mano o il carico; rumore sordo quando il momento di inclinazione si inverte.	Indicatore sulla superficie e sul bordo dell'anello durante l'applicazione di un carico assiale o di inclinazione.	Trattalo come un problema al cuscinetto. Non stringere la vite senza fine per nasconderlo.
planarità di montaggio	Una sede irregolare o troppo morbida deforma l'alloggiamento e il cuscinetto, modificando così il contatto e il gioco lungo tutta la circonferenza.	Gioco che varia in base all'angolazione; segni di usura dovuti allo sfregamento; bulloni che perdono coppia.	Verificare il gioco della flangia con uno spessimetro; rimisurare il gioco da diverse angolazioni.	Correggere la sede o lo spessore secondo quanto indicato nel disegno, quindi serrare nuovamente e rimisurare.
Abbigliamento da lavoro	La perdita di materiale sui denti della vite senza fine o della ruota crea un gioco permanente.	Il gioco cresce lentamente; zona usurata nell'angolo più utilizzato; metallo fine nel grasso.	Il gioco è più intenso nella zona ad alto utilizzo rispetto ad altre aree; l'ispezione mostra fianchi levigati o segnati.	Pianifica la sostituzione della vite senza fine o del meccanismo di azionamento. La regolazione offre solo una soluzione a breve termine.

Due semplici misurazioni sono fondamentali. Innanzitutto, il gioco varia con l'angolo di uscita? In caso affermativo, sospettate un problema di planarità del montaggio o un'usura localizzata. In secondo luogo, l'anello si muove quando lo si inclina, e non solo quando lo si ruota? In caso affermativo, il problema potrebbe essere il gioco del cuscinetto, non il gioco degli ingranaggi.

Controllare sempre prima il cuscinetto e il suo montaggio. Una volta regolato l'ingranamento, un problema in quelle aree rimane nascosto fino al successivo ciclo di carico.

Dall'osservazione all'azione successiva

La sequenza seguente collega ciò che vedi a ciò che fai. Ogni risultato è una possibilità, non una diagnosi. Mantieni aperte le alternative finché una verifica non le confermi o le escluda.

Osservazione	Possibile significato	Controlla successivo	Interrompere o intensificare quando
I bulloni girano quando vengono serrati nuovamente.	Precarico articolare perso; la seduta potrebbe essere irregolare.	Spazio tra flangia e bulloni, segni di usura, condizioni dei bulloni.	I bulloni sono allungati o le filettature sono danneggiate.
Il gioco continua con l'input bloccato, l'anello non si inclina	Gioco o usura della vite senza fine.	Confrontare con il valore di disegno; verificare la giocabilità da diverse angolazioni.	Il gioco supera l'apprendimento sotto ogni aspetto.
La riproduzione scompare quando l'input di azionamento viene bloccato sull'azionamento, ma rimane sul motore	Gioco del giunto, della chiavetta o del motore.	Viti di fissaggio dell'accoppiamento, accoppiamento della chiavetta, gioco del freno.	Danni all'albero motore o alla scanalatura.
L'anello si solleva o si inclina sotto carico	Gioco del cuscinetto o usura della pista di rotolamento.	Letture degli indicatori assiali e radiali; condizioni della pista di rotolamento, se accessibile.	Qualsiasi sollevamento misurabile al di là delle specifiche del cuscinetto.
Il gioco è più ampio in un arco di movimento	Usura localizzata degli ingranaggi o deformazione del montaggio.	Planarità in quell'arco; condizioni del grasso; superficie del dente.	Presenza di vaiolature visibili, graffi o un dislivello nel modello di usura.

Dopo qualsiasi intervento correttivo, ripetere la stessa misurazione con il comparatore a quadrante, mantenendo lo stesso raggio e gli stessi angoli. Confrontare i risultati prima e dopo. Se il valore non cambia, la causa individuata non era quella principale.

Un esempio pratico

Supponiamo che un assale sterzante per veicoli pesanti mostri gioco dopo una riparazione del telaio. I bulloni vengono serrati alla coppia corretta e il gioco è lo stesso in ogni angolazione. L'anello non si inclina. Questo schema indica un gioco di ingranamento o un gioco a monte, quindi si blocca l'ingresso e si esegue nuovamente il test.

Supponiamo ora che la riproduzione si riduca di circa la metà con l'ingresso bloccato. In tal caso, circa metà del problema risiede nell'accoppiamento o nel motore, e il resto nell'azionamento. Ripara prima l'accoppiamento, rimisura e solo allora decidi se l'azionamento necessita di interventi.

Errori comuni che fanno perdere tempo

• Per prima cosa, stringiamo la maglia della vite senza fine.Nasconde il gioco dei cuscinetti e i problemi di montaggio, causando in seguito punti di attrito e surriscaldamento.
• Misurazione effettuata da una sola angolazione.Una singola misurazione non è in grado di rivelare usura localizzata o deformazione della flangia.
• Ignorando il leveraggio dello sterzo e l'accoppiamento del motore.Il loro gioco aumenta lo spazio libero degli ingranaggi che misuri.
• Serraggio ripetuto senza controllare la sede.Se la superficie di montaggio è irregolare, i bulloni si allenteranno di nuovo.
• Sostituzione dell'unità senza registrazioni.Senza misurazioni prima e dopo, non è possibile stabilire se la nuova unità abbia risolto la causa del problema.
• Ipotizzando un difetto di fabbricazione o un errore dell'operatore.Entrambe sono solo ipotesi finché le prove non dimostreranno il contrario.

Prevenzione e quando chiedere aiuto

Una volta corretto il gioco, tenete un breve registro: il gioco misurato ad angoli fissi, le date dei controlli della coppia di serraggio dei bulloni, le condizioni del grasso e gli eventuali carichi d'urto. Un andamento crescente dei valori indica l'usura prima che l'operatore la percepisca. Questo è molto più economico che scoprirla solo quando si verifica un guasto.

Anche le specifiche contano. Gli obiettivi di precisione variano a seconda dell'applicazione. Ad esempio, un produttore di attrezzature forestali della Columbia Britannica ha ordinato 30 unità diWED Slew DriveModello WED14-86-25BHR.5 per macchine a pinza con una precisione di tracciamento ≤0,13°. Un produttore di Houston, Texas, ha ordinato 150 unità di riduttori a doppia vite senza fine WED17-104-25HR per lo sterzo di ruote per impieghi gravosi. Questi casi dimostrano che il modello di riduttore e il gioco consentito vengono scelti in base all'applicazione, quindi il valore misurato deve sempre essere confrontato con il proprio disegno.

Anche la scelta del tipo di trazione influisce sul comportamento del gioco dello sterzo.Doppia trasmissione a vite senza fineviene utilizzato quando è importante il controllo del gioco, mentre unTrasmissione a vite senza finecon una singola vite senza fine si adatta a molte operazioni di sterzata e rotazione più leggere. Se le tue esigenze di sterzata non corrispondono alla trasmissione installata, nessuna regolazione risolverà completamente il problema.Unità di rotazione personalizzatapotrebbe essere la soluzione migliore in quel caso.

Informazioni da allegare a una richiesta di assistenza

• Modello e numero di serie dell'azionamento, oltre al valore di gioco riportato nel disegno o nella scheda tecnica.
• Letture del comparatore a quadrante a diverse angolazioni, con il raggio di misura.
• Se l'anello si muove assialmente o si inclina sotto carico.
• Risultati della coppia di serraggio dei bulloni ed eventuali osservazioni su bulloni allentati o usura da sfregamento.
• Foto della sede della flangia, del grasso e delle guarnizioni dell'alloggiamento.
• Dettagli relativi al funzionamento, come carico, ciclo di lavoro, eventi di urto e ambiente.

È necessario segnalare tempestivamente eventuali problemi quando le letture superano le specifiche a tutti gli angoli, l'anello presenta gioco assiale o di inclinazione, oppure il grasso contiene detriti metallici. In tal caso, ulteriori regolazioni sul campo comportano dei rischi. I nostri ingegneri di Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. rispondono alle domande tecniche entro 48 ore.

Le nostre unità vengono sottoposte a ispezione a tre coordinate CMM e a test di carico dinamico, eControllo qualità dell'azionamento di rotazioneIl processo è parte di un sistema certificato ISO 9001:2015. Offriamo una garanzia di qualità estesa di 2 anni, con sostituzione gratuita per difetti di fabbricazione accertati. Il gioco causato dal montaggio, dal sovraccarico o dal lasco a monte è una questione a parte, motivo per cui le misurazioni sopra riportate sono importanti.

Se hai bisogno di una sostituzione o di una nuovaUnità di rotazionePer applicazioni di sterzo, inviateci i vostri requisiti di carico, utilizzo e precisione. Possiamo proporvi un modello standard o un design personalizzato, con una proposta tecnica entro 24 ore. Il quantitativo minimo d'ordine standard è di 1 set.