Как правильно выбрать разрядность и шаг механического счётчика оборотов. На простом примере винтовой подачи показываем, как рассчитать диапазон, учесть точность и получить удобную индикацию в различных вариантах.
Как мы и рассматривали в предыдущей статье, механический счётчик оборотов — это элемент, который преобразует вращение вала в дискретное изменение чисел на барабанах. Иными словами, счетчик – это просто считывающее устройство.
Теперь рассмотрим, как это фактически применяется на практике.
Допустим, что мы выбрали резьбовой стержень с трапециевидной резьбой типа NSL и хотим с помощью него перемещать каретку станка. Общая длина стержня L 1500 мм, к примеру, в нашем случае он будет использоваться приблизительно на 95% этой длины, или на 1425 мм.
Рассмотрим для лучшего понимания 2 варианта (А и В), где мы взяли в первом случае винт А, NSL-10x2-R-1500-A, у которого шаг резьбы 2 мм, во втором случае винт В, NSL-28x5-R-1500-A с шагом 5 мм.
Это означает, что за один полный оборот на 360 град каретка переместиться:
- в первом случае А на 2 мм,
- во втором В — 5 мм.
Исходные данные
L = 1500 мм, рабочая длина ≈ 1425 мм (95% хода).
Винт А: шаг 2 мм.
Винт В: шаг 5 мм.
Получим, что для перемещения на всю длину:
Получив эти значения, мы можем пойти по двум вариантам.
Первый и простой, мы хотим видеть сколько оборотов сделал винт. Потом можно по таблице/наклейке перевести эти обороты в мм, или просто составить технологическую карту, привязавшись к оборотам.
В таком случае в варианте А и В хватает 3-х разрядного счетчика серии DD50.
Учитывая, что при выборе счетчика рекомендуется делать запас по оборотам 10–15%, проверяем наш выбор:
- 713 < 999 — 3 разряда хватает с запасом.
- 285 < 999 — тем более хватает.
Теперь же усложним задачу. Допустим, что мы хотим на дисплее счетчика видеть не просто количество оборотов, а сразу видеть перемещение каретки нашего станка в мм.
Максимальный ход ≈ 1425 мм – это максимальное число, которое должна вместить шкала. Если одна единица на счетчике = 1 мм, то счетчик должен показать 1425 при максимальном перемещении.
3 разряда (0–999) – не хватает, 1425 не влезет.
4 разряда (0–9999) – хватает с хорошим запасом.
В наших случаях (А и В) нужен счетчик серии DD51.
Важный момент, шаг винта (2 или 5 мм) уже не имеет значения для выбора разрядности, при максимальном перемещении, в обоих случаях это число 1425.
Здесь шаг винта уже будет влиять на выбор передаточного числа счетчика, или его шага.
- Вариант А (шаг резьбы 2 мм)
Нам необходимо, чтобы после одного полного оборота, счетчик показывал 2, или показания счетчика увеличились на 2 единицы.
Нам подходит счетчик с шагом 0.2 (передаточное 0002). Оператор понимает, что при изменении показания счетчика на 2, каретка переместилась на 2 мм.
- Вариант В (шаг резьбы 5 мм)
Необходимо, чтобы после одного полного оборота, счетчик показывал изменение на циферблате на 5 единиц. Это шаг для счетчика 0.5, или передаточное из ряда 0005. При изменении показания счетчика на 5, мы знаем, что каретка переместилась на 5 мм.
В силу конструктивных особенностей, в серии DD51 нет счетчиков с таким шагом, или передаточными числами, а есть только с более крупным шагом 2.0 и 5.0. Шаги 2.0 и 5.0 не подходят для DD51, потому что они дают слишком крупное изменение показаний (20 и 50 единиц за оборот), и итоговое значение при полном ходе превышает максимальное число 9999, которое способен отобразить 4-разрядный счётчик.
Проверим серию DD52.
Прежде чем начать непосредственно выбор, мы должны помнить, что в данном случае у нас есть запас по разряду счетчика. Эти счетчики 5-ти разрядные и максимальное число на табло – 99999.
- Для варианта А (шаг резьбы 2 мм)
В серии DD52 есть счётчики с шагом 2.0, что даёт изменение показаний на 20 единиц за один оборот.
Математически это позволяет считывать перемещение с шагом около 0,1 мм, поскольку:
2 мм перемещения / 20 единиц ≈ 0,1 мм на единицу индикации.
Однако следует учитывать, что даже у безлюфтовых трапецеидальных винтов серии NSL существует небольшой технологический люфт и упругие деформации передачи. В реальных условиях это обычно 0,03–0,05 мм, а при износе может достигать 0,08–0,1 мм.
Поэтому фактическая точность регулировки такой системы составляет порядка ±0,1 мм, и избыточно «высокое» разрешение индикации не даёт практической выгоды.
С учётом этого шаг 2.0 остаётся оптимальным вариантом: он обеспечивает удобную градуировку (до 0,1–0,2 мм), а цветовое выделение младших разрядов на барабанах лишь облегчает визуальное считывание, но не задаёт физическую величину (красный барабан не является «индикатором десятых миллиметра»).
- Для варианта В (шаг резьбы 5 мм)
Для этого варианта в серии DD52 имеются счётчики с шагами 0.5 и 5.0.
Если выбрать шаг 5.0, счётчик изменяет показания на 50 единиц за оборот, что также соответствует дискретности около 0,1 мм:
5 мм / 50 единиц ≈ 0,1 мм на единицу.
Но с учётом реального технологического люфта и упругих деформаций такой парой резьба-гайка имеет практическую точность регулировки около ±0,1–0,2 мм, поэтому шаг 5.0 обеспечивает более чем достаточную чувствительность без излишнего «перегруза» оператора мелкими делениями.
Как и в предыдущем случае, красный барабан выделяет младший разряд для удобства, но не является отображением долей миллиметра.
Таким образом, при правильном подборе передаточного числа и учёте реального люфта винтов серии NSL механические счётчики DD52 позволяют выполнять регулировку как в диапазоне миллиметров, так и с чувствительностью порядка 0,1–0,2 мм, что полностью соответствует возможностям таких винтовых передач.
Как показал этот подбор, с помощью механических счётчиков оборотов всех представленных серий можно решать задачи регулировки как грубой, так и очень точной настройки.
