Диагностика и анализ неисправностей: Проскакивает оснастка, срабатывает муфта, треск в редукторе

Заявление клиента на неисправность: «При незначительной нагрузке слышен характерный треск и не вращается оснастка».

Причиной таких жалоб является срабатывание предохранительных узлов, которые предназначены для фиксирования оснастки с редукторным механизмом. Предохранительные механизмы, в таких устройствах как перфоратор, шуруповерт и им подобные, предназначены для безопасности оператора. Иногда перфоратор может заклинить в пробиваемом отверстии. Это состояние чревато поломкой насадки, самого перфоратора или нанесением травмы рабочему вследствие резкого рывка инструмента, возникающего при мгновенной остановке бура. Для этого перфораторы снабжены предохранительной муфтой, которая служит для остановки вращения патрона при заклинивании инструмента в отверстии. Надо понимать, что это случай аварийный и частое срабатывание весьма не желательно. И вот почему.

Работа предохранительной муфты видна на Рис.1, где А1-прижимная гайка, А2-прижимной механизм, А3-опорная шайба, прижимающая шарики, А4-сепаратор с шариками, А5-шестерня с углублениями под шарики. Роль прижимного механизма на рисунке выполняют пружинные тарельчатые шайбы. Иногда в конструкции может быть использована витая пружина. В качестве блокирующего элемента могут быть шарики, ролики или две сопряженные детали с трапецевидными выступами, которые входят в зацепление между собой.

Рис.2 - под воздействием внешней силы шарик упирается в препятствие (Рис.2_В). Механизм заблокирован и редуктор вращает оснастку. Как только оснастка застрянет в материале при вращающемся редукторе, нагрузка на шарик возрастет и при превышении какого-то значения пружина (Рис.2_А) будет не в состоянии удерживать шарик в заблокированном положении, она сожмется. Шарик при этом перепрыгнет через препятствие (Рис.2_красная стрелка). Наглядно это можно увидеть на Рис.3_GIF. В результате таких перескакиваний, шарик ударяется о препятствие, вызывая срабатывание прилегающих поверхностей. Появляются зазоры (Рис.4_отмечены красным), усиливающие люфты в механизме. При появлении люфтов дальше процесс разрушения будет происходить лавинообразно, т.к. в зазорах появится дополнительный ударный момент. Рис.5- выработка на шестерне, между углублениями под шарики образовалась "дорожка"; Рис.6- "дорожка на опорной шайбе".

Даже незначительные повреждения граней в сопряженных узлах, в данных механизмах, НЕ ДОПУСТИМЫ (!), от слова "совсем". На Рис.7 блокировочный узел в стволе инструмента WORTEX RH-3239. Он не относится к предохранительной муфте, но и тут все грани зацепления должны быть просто идеальными. Грани отмечены красными стрелками.

Чуть подробнее о причине такого требования к этим узлам (для терпеливых и желающих подробно разобраться). Под шариками образуется, пусть и незначительная на первый взгляд, выработка (Рис.8). Для примера деталь от шуруповерта (Рис.9) с подобной "дорожкой". На Рис.10 красная стрелка- внешняя сила, приложенная к шарику и заставляющая его двигаться слева на право (по схеме). Белыми стрелками, вертикальная- прижимающая сила, это действие пружины на шарик и наклонная- противодействующая реакция опоры. Между этими стрелками образуется некий угол. На нижней схеме угол меньше, т.к. точка опоры стала ниже из-за выработки грани.

Рис.11- схема из которой понятно все выше сказанное. От угла между вектором прижимающей силы (N) и обратным вектором реакции опоры (Rp) есть вектор (Ft) обратный внешней силе (P). Этот вектор называется сила трения качения. Он и препятствует перемещению шарика. И чем эта сила больше, тем больше шансов удержать шарик на месте. Конструктивным решением эта сила имеет определенное значение и малейшее отклонение от этих расчетов неминуемо обернется выше описанными проблемами.

 

Рис.1

Рис.2

Рис.3_GIF

Рис.4

Рис.5

Рис.6

Рис.7

 Рис.8

 Рис.9

 Рис.10

Рис.11