Wat is een versnellingsbak met snelheidsreductie?

De selectie en integratie van snelheidsreductoren omvat veel meer dan er één uit een catalogus kiezen. In de meeste gevallen kunnen de gepubliceerde maximale koppel, snelheden en radiale belastingen niet tegelijkertijd worden gebruikt. De juiste servicefactoren moeten worden toegepast om een ​​breed scala aan dynamische toepassingen mogelijk te maken. En als de juiste snelheidsregelaar eenmaal is geselecteerd, zijn juiste installatie en onderhoud de sleutels tot een maximale levensduur.

Snelheidsreductiecategorieën

Een breed scala aan mechanische snelheidsreductiemiddelen omvat katrollen, tandwielen, rondsels en frictieaandrijvingen. Er zijn ook elektrische producten die het toerental van de motor kunnen veranderen. Deze discussie zal zich concentreren op snelheidsreductiemiddelen met gesloten aandrijving, ook wel rechte aandrijvingen en versnellingsbakken genoemd, die twee hoofdconfiguraties hebben:in-line en loodrecht. Elk van hen kan worden bereikt met verschillende soorten versnellingen. Lineaire modellen bestaan ​​meestal uit spiraalvormige of rechte tandwielen, planetaire tandwielen, cycloïde mechanismen of harmonische golfgeneratoren. Planetaire ontwerpen bieden over het algemeen het hoogste koppel in het kleinste pakket. Cycloïde en harmonische aandrijvingen bieden compacte ontwerpen met hogere verhoudingen, terwijl tandwielkasten en tandwielkasten over het algemeen het meest economisch zijn. Ze zijn allemaal behoorlijk efficiënt.

Wormwielen zijn misschien wel de meest kosteneffectieve reductieoplossing, maar ze hebben meestal een 5:1 minimum en verliezen aanzienlijk aan efficiëntie naarmate de overbrengingsverhoudingen toenemen. Kegelwielreductoren zijn zeer efficiënt, maar hebben een effectieve bovenste snelheidsreductielimiet van 6:1. Het type toepassing bepaalt welk ontwerp van de snelheidsreductiemiddel het beste aan de vereisten voldoet.

Alvorens een verloopstuk te selecteren, moeten technische gegevens worden verzameld om de unit correct te selecteren en te installeren:koppel, snelheid, vermogen, efficiëntie van het verloopstuk, servicefactor, montagepositie, aansluitvariabelen en vereiste levensduur. In sommige toepassingen zijn ook de hoeveelheid speling, transmissiefout, torsiestijfheid en traagheidsmoment belangrijk.

Relatie van koppel, snelheid en vermogen

Het vereiste koppel is misschien wel het belangrijkste criterium, omdat dit zich vertaalt in de hoeveelheid werk die de snelheidsregelaar moet doen. Terwijl in eenvoudige toepassingen het bepalen van het koppel relatief eenvoudig kan zijn, kan het moeilijk zijn in complexe machines. Traagheid, wrijving en zwaartekracht - de fysieke verschijnselen die de neiging hebben om beweging te weerstaan ​​- moeten worden geïdentificeerd zodat voldoende koppel kan worden gegenereerd om ze te overwinnen. dit kan moeilijk zijn met complexe machines. Traagheid, wrijving en zwaartekracht - fysieke verschijnselen die gewoonlijk beweging weerstaan ​​- moeten worden geïdentificeerd om voldoende koppel te genereren om ze te overwinnen. Rekening houden met de wrijvingscoëfficiënten en het versnellen en afremmen van traagheidsmassa's is belangrijk bij het berekenen van het vereiste koppel. De snelkoppeling naar het vinden van het vereiste koppel voor een bestaande machine is om de motorstroom af te lezen door het stroomverbruik te bepalen. Vervolgens kunnen berekeningen worden gemaakt om het benodigde vermogen te vinden. Ten slotte kan door gebruik te maken van de standaard koppelformule en rekening te houden met de verschillende verhoudingen, de uiteindelijke koppelwaarde worden verkregen.

Na het bepalen van het benodigde vermogen moet rekening worden gehouden met de servicefactor om het apparaat de juiste maat te geven. De servicefactor houdt rekening met andere bedrijfsparameters, waaronder de lengte van werkdagen, het aantal starts en stops, belastingskenmerken en stroombronnen. De meeste verloopstukken hebben een maximaal koppel bij een bepaald aantal levensduururen. De beperkende factor in deze classificaties is niet de sterkte van het tandwiel of de as, maar de levensduur van de lagers. Omdat lagers de scheidingskrachten van de tandwielen onder belasting moeten ondersteunen, verlengt een belasting van minder dan het maximale vermogen de levensduur van de versnellingsbak. Omgekeerd, door het verhogen van de belastingsvariabelen zoals hierboven aangegeven, zal de levensduur van de versnellingsbak afnemen. Om tot het effectieve koppelvereiste te komen, moeten daarom de juiste servicefactoren worden toegepast.

In dit stadium kunnen snelheidsreductiemiddel en motor worden geselecteerd. Meestal wordt een primaire stroombron geselecteerd, zoals een motor of motor die met een bepaald toerental draait. Het verkrijgen van de juiste overbrengingsverhouding van de snelheidsreductor en de resulterende vermenigvuldiging van het koppel is slechts een kwestie van het motortoerental delen door de snelheid van het aangedreven element. Dan kan de juiste motorgrootte worden gevonden door verschillende factoren en waarden te koppelen aan de standaard motorvermogensformule.

Nadat de selectie is gemaakt, is de volgende vraag hoe de versnellingsbak in de machine wordt geïntegreerd. De belangrijkste zorgen zijn hoe de versnellingsbak wordt gemonteerd en hoe deze wordt aangesloten op de controller en de aangedreven belasting.

Asoriëntatie is een van de eerste overwegingen. In veel toepassingen is het wenselijk om de ingaande of uitgaande as verticaal te positioneren. In dit geval moet grote zorg worden besteed aan een goede smering. Versnellingsbakolie of -vet beschermt niet alleen tegen tandwielslijtage, maar vermindert ook lagerslijtage. Dus wanneer een van de assen verticaal is gemonteerd, krijgt het bovenste steunlager mogelijk niet de vereiste smering. Bij sommige tandwielontwerpen is spatten en beslaan van tandwielen die in het oliereservoir draaien voldoende om een ​​goede smering te garanderen, maar voor typen met lage snelheid moeten vooraf gesmeerde, afgedichte lagers worden gemonteerd. Bij nog andere toepassingen met hoge snelheid kan het nodig zijn om interne of externe pompen te gebruiken om het smeermiddel op de gewenste locatie te brengen. Wanneer het nodig is om de as verticaal te monteren, is het belangrijk om te bepalen of een alternatieve smeermethode nodig is.

Het volgende probleem is hoe de snelheidsregelaar moet worden aangesloten op de stroombron en de aangedreven belasting. Opties zijn onder meer aandrijving met een poelie, tandheugel of rondsel, koppeling met een koppeling, lijnas of kruiskoppeling en asmontage direct op de aangedreven as.

Bij aansluiting op een poelie, tandwiel of tandwiel is het grootste probleem de radiale belasting, algemeen bekend als de overhangbelasting. Aslagers zijn niet alleen ontworpen om de krachten te ondersteunen die de tandwielen scheiden, maar ook om een ​​bepaalde radiale en stuwkracht op de assen zelf over te brengen. Bij het rijden met poelies en tandwielen is er een radiale kracht wanneer de riem of ketting de as probeert te draaien. De grootte van deze kracht kan worden berekend als het overgedragen koppel gedeeld door de straal van de poelie of het tandwiel. Meestal is dit echter niet de enige zijdelingse kracht die wordt uitgeoefend. De poelie of ketting staat strak aan de aandrijfzijde maar heeft speling aan de achterzijde. Een spaninrichting wordt meestal geïnstalleerd om het geluid te verminderen en te voorkomen dat de riem wegglijdt of tanden overslaat. Wanneer de riem of ketting strak staat, treedt er een extra radiale belasting op. Bij het kiezen van een tandwielaandrijving moet rekening worden gehouden met de combinatie van radiale belasting als gevolg van koppel en spanning.

Bij het aansluiten van de snelheidsregelaar op de koppeling en in mindere mate op de lijnassen en U-verbindingen, is uitlijning het grootste probleem. Flexibele koppelingen worden aanbevolen vanwege bewerkingstoleranties van versnellingsbakhuizen en montageplaten. Zonder exacte uitlijning kan het gebruik van een starre koppeling overmatige zijbelastingen op de aslagers veroorzaken. Zelfs met flexibele koppelingen is een juiste uitlijning noodzakelijk, aangezien de meeste koppelingen slechts 0,005 tot 0,010 inch parallelle uitlijning en 1 tot 3 ° hoekfout toestaan. Veel koppelingsontwerpen zijn geschikt voor een verscheidenheid aan toepassingen, maar voor een maximale levensduur van het reductiemiddel moet de koppeling geschikt zijn voor de taak.

Een derde mogelijkheid om de versnellingsbak aan te sluiten is om deze direct op een aangedreven as te monteren met een holle uitgaande as. Dit vermindert zorgen over uitlijning en radiale belastingen en bespaart ruimte. Een draagarm van de tandwielkast naar het machineframe voorkomt dat de tandwielkast rond de as draait.

Dankzij meerdere tandwielontwerpen kan de motor direct op de tandwielkast worden gemonteerd. Deze ontwerpen bevatten ofwel extreem nauwkeurige flenzen om de motor rechtstreeks op het verloopstuk aan te sluiten of andere adapters met geïntegreerde koppelingen. Dit elimineert de noodzaak om de motor apart te monteren, maar dit is meestal alleen praktisch bij kleinere motoren.