De juiste tandwielkast kiezen: Een praktische gids

Een tandwielkast is beter bekend als een tandwielverlager of versnellingsbak. Het is een mechanisme dat de uittrek en snelheid van een machine regelt, meestal een motor. Door de uittrek en snelheid aan te passen, kan een machine beter profiteer van zijn vermogen voor een breder scala aan toepassingen. Tandwielkasten worden in diverse industriële omgevingen eingesetzt, zoals montagebanden, productielijnen als onderdeel van transporteurs. Naast industriële toepassingen zijn tandwielverlagers ook veelvoorkomend in de automobilindustrie als essentieel onderdeel van een versnellingsbak. Om de juiste tandwielkast voor een bepaalde toepassing te selecteren, zijn de primaire overwegingen als volgt:

• Invoersnelheid en -vermogen
• Gewenste uitvoersnelheid of gewenste uittrek
• Gebruikskarakteristieken; uren per dag, type schok of trilling in het systeem
• De mate van afschuifkracht
• Uniteconfiguratie, asinvoer of holle boor invoer, asuitgang of holle boor uitgang
• Uniteoriëntatie, bijv. voor een wormwiel onder rechte hoek, worm boven of onder worm, horizontale of verticaleassen
• Speciale materialen; corrosieweerende verf, roestvrij staal behuizing, en assen
• Dienstfactor

Waarom de dienstfactor belangrijk is

Het uitgangspunt voor de meeste tandwielkastfabrikanten is het definiëren van een dienstfactor. Dit hulpmiddel wordt gebruikt om kwesties te corrigeren zoals het type invoer, uren gebruik per dag, en eventuele schokken of trillingen die in de toepassing aanwezig kunnen zijn. Een toepassing met onregelmatige impacten, zoals slijpen, vereist een hogere belastingsfactor dan één die gelijkmatig belast is. Evenzo zal een apparaat dat incidenteel gebruikt wordt een lagere factor hebben dan één dat 24 uur per dag wordt gebruikt.

Wat betekent dienstklasse?

Na het bepalen van deze factor, definieert het de dienstklasse. Een eenheid aangedreven door een gewone AC-motor die een gelijkmatig belaste constante-snelheid transporter 20 uur per dag aandrijft, zou normaal Dienstklasse 2 zijn. Tandwielkastfabrikanten leveren grafieken op basis van de dienstklasse. Om deze grafiek te gebruiken, moet u de invoermacht, dienstklasse en gewenste verhouding kennen. Ons voorbeeld is voor een 2 pk motor en de behoefte aan een 15:1 verhouding. Om de grafiek te gebruiken, vindt u het punt waar 2 pk en 15:1 verhouding elkaar snijden, een eenheid van grootte 726 wordt geselecteerd.

Volgens het productnummersysteem van de fabrikant definieert eenheidsgrootte 726 een eenheid die 2,62 middelpuntsafstand heeft. Om de selectie te bevestigen en een specifiek uittrek- of snelheidsniveau te bevestigen, leveren fabrikanten grafieken die deze waarden tonen. Een diagram toont de waarden voor de invoer van een C-type frontmotor (flens) of direct gekoppelde (zonder flens) motoren. Dit verifieert dat met een 15:1 reductie, de 726 flens tandwielkast 116,7 RPM levert, en bij gebruik met een 2 pk motor, levert het tot 994 lb uittrek.

:: Lees meer: Alles wat u moet weten over tandstang en ketelwielen

Wat is dwarsbelasting?

Na het selecteren van de eenheidsgrootte, zal de catalogus of website van de tandwielkastfabrikant de waarde van de maximale laterale belasting aanwijzen die acceptabel is voor die eenheid van de gespecificeerde grootte. Als de toepassingsbelasting groter is dan de toelaatbare waarde, moet de tandwielkast mogelijk vergroot worden om rekening te houden met de laterale belasting.

Montage van de tandwielkast

Op dit moment zijn de grootte en mogelijkheden van de eenheid gedefinieerd, dus de volgende stap is het definiëren van de montage-eigenschappen van de eenheid. Hoewel er verschillende veelvoorkomende montageconfiguraties zijn, bieden tandwielkastfabrikanten een breed scala aan opties voor elke eenheidsgrootte.

De meest voorkomende montage kan een flensinge met een holle opening zijn voor een C-frame motor in combinatie met een uitvoeras die naar links uitsteekt, maar er zijn veel andere mogelijkheden. Opties zoals montagevoeten boven of onder de tandwielkastbehuizing, lege uitgangen, en invoer- en uitvoerconfiguratie zijn mogelijk. Alle tandwielkastfabrikanten leveren hun montageopties alsook informatie over afmetingen in catalogussen en op websites.

Vet, afdichtingen en motoren

De meeste fabrikanten bieden de optie om de tandwielkast gevuld met smering te leveren (in de meeste gevallen worden de eenheden standaard leeg geleverd en staan klanten toe ze op locatie te vullen). Omdat veel tandwielkasten uiteindelijk op een C-frame motor gemonteerd worden, zullen veel fabrikanten ook de service aanbieden om de motor in de tandwielkast te integreren en de montage als één eenheid te verzenden.

Typen tandwielen

Wormwielen die gebruikmaken van glijterugkoppeling verlagen de snelheid, veroorzaken grotere tandcontacten en verhogen de wrijving. Deze grotere wrijving genereert meer warmte en een dikker (hogere viscositeit) smeermiddel zou geschikt zijn voor deze toepassing. Aan de andere kant is een schroeftandwiel dat een rollende koppeling gebruikt efficiënter, en minder viskeuze smeermiddelen zijn meer geschikt. Let op dat hogere snelheden (eenheden met een lagere coefficient) meer warmte produceren, en viscositeitsgetallen mogelijk dienovereenkomstig moeten veranderen.

Voor elk tandwieltype zal de werkende omgeving en de omgevingstemperatuur een effect hebben op veranderingen die de selectie van de juiste smeermiddelviscositeit beïnvloeden. Hogere werktemperaturen vereisen vetten met hogere viscositeiten omdat de weerstand tegen stroom afneemt naarmate de olie opwarmt.

De juiste tandwielkast kiezen

Alle fabrikanten leveren handleidingen met hun producten. Deze fabrikanten hebben laboratoriumtesten uitgevoerd om de juiste olieviscositeit voor de bedrijfsomstandigheden te bepalen. In het algemeen zullen de meeste schroeftandwiel-eenheden die in een industriële 40 °C (104 °F) omgeving werken, goed presteren met SAE10W voor hogere snelheden (3000 rpm) tot SAE 40 voor lagere snelheden. Lagere omgevingstemperaturen zouden deze reeks verschuiven van SAE 10W tot SAE 20W. Voor wormwiel-eenheden zou SAE140 (600W) geschikt zijn voor omgevingstemperaturen van 40 °C, terwijl hogere gewichten vereist zijn voor hogere temperaturen.

Bij het bekijken van een snelheidsverlager versus een tandwielkast, is de terminologie vaak het enige verschil. Dit komt doordat alle snelheidsverlagers tandwielkasten zijn. Echter, niet alle tandwielkasten zijn snelheidsverlagers. Het kan een beetje ingewikkeld lijken, maar eigenlijk is het heel simpel.

Snelheidsverlagers zijn getande transmissies tussen de motor en de machine. Het doel van de snelheidsverlager is de rotatiesnelheid die tussen deze twee eindpunten wordt overgedragen te verlagen. Snelheidsverlagers nemen de uittrek die gegenereerd wordt door de motor (invoer) en vermenigvuldigen deze. Ten tweede verlagen de snelheidsverlagers, zoals de naam impliceert, de snelheid (uitvoersnelheid) van de invoer zodat de uitvoer op de juiste snelheid is.

De term "tandwielkast" is puur een generieke term voor een tandwieltrein tussen een motor en een machine. Dus alle snelheidsverlagers zijn tandwielkasten. Echter, niet alle tandwielkasten verlagen de invoersnelheid. Hoewel niet gemeenschappelijk, kunnen tandwielkasten eigenlijk worden uitgevoerd om de invoersnelheid te verhogen. Bei weitem de meest voorkomende typen tandwielkasten zijn snelheidsverlagers, maar het zou niet correct zijn om te zeggen dat alle tandwielkasten snelheidsverlagers zijn.