Как да четете информационен лист за червячен редуктор: Всеки параметър

Всеки информационен лист за червячен редуктор посочва номиналния изходен въртящ момент, ефективността, номиналната топлинна мощност, диапазона на входната скорост и дузина други числа. Това, което рядко се посочва в информационния лист – освен ако не знаете как да го търсите – са условията на тест, при които е измерено всяко число.

Номиналният въртящ момент T₂n се измерва при околна температура 20°C, номинална входна скорост, пълно натоварване, непрекъснат режим на работа S1, стандартно минерално масло, при равновесна работна температура. Промяната на което и да е от тези условия ще промени действително постижимия въртящ момент. Същата стойност за T₂n се отнася за приложение при околна температура 35°C с 16-часов режим на работа, но устройството ще се повреди преждевременно, ако използвате T₂n директно, без да отчитате тези условия.

Това ръководство обяснява действителното инженерно значение на 15 параметъра от информационния лист, условията, които квалифицират всеки един от тях, и често срещаните погрешни тълкувания, които водят до грешки при избора. В края на краищата можете да прочетете информационния лист за всеки червячен редуктор и веднага да определите кои числа изискват корекционни коефициенти за вашето приложение.

1. T₂n — Номинален изходен въртящ момент

Определение: Максималният непрекъснат изходен въртящ момент, който устройството може да осигури при стандартни тестови условия: S1 непрекъснат режим на работа, номинална входна скорост, околна температура 20°C, стандартно минерално масло при работна температура.

Често срещана злоупотреба: Третирайки T₂n като максималния безопасен въртящ момент за всяко работно състояние. Това е стандартно състояние номинална стойност — въртящият момент на приложението, умножен по SF, трябва да бъде ≤ T₂n.

Правилна употреба: T₂n ≥ T_приложение × SF. Никога не сравнявайте суровия приложен въртящ момент с T₂n без коефициент на обслужване.

2. T₂max — Максимален изходен въртящ момент

Определение: Пиковият въртящ момент, който червячният редуктор може да издържи за кратки периоди от време — обикновено ≤3 секунди, не повече от няколко пъти на час. T₂max обикновено е 2,0–2,5× T₂n.

Често срещана злоупотреба: Избор на червячен редуктор, при който номиналният въртящ момент на приложение се доближава до T₂max. Това не оставя резерв за преходни претоварвания.

Правилна употреба: T₂max задава горната граница за редки краткотрайни пикове (спиране, засядане, аварийна ситуация). Непрекъснатият въртящ момент трябва да остане доста под T₂n × (1/SF).

3. P_th — Номинална топлинна мощност

Определение: Максималната непрекъсната входна мощност, при която температурата на корпуса се стабилизира под максимално допустимото ниво при стандартни условия (20°C околна температура, неподвижен въздух, хоризонтален монтаж).

Защо е по-важно, отколкото си мислите: За големи предавателни числа (40:1+), P_th често е по-ниско от механичното P_mech. Термичният лимит, а не зъбите на зъбното колело, често е това, което ограничава непрекъснатата работа.

Често срещана злоупотреба: Използвайки P_th по номинална стойност без корекция за околната температура. При околна температура от 35°C, P_th е само 80% от каталожната стойност.

4. η — Ефективност

Определение: Съотношението на изходната мощност към входната мощност, измерено при пълно натоварване, номинална скорост, работна температура, със стандартно минерално масло. Варира значително в зависимост от съотношението — варира от ~88% при 7.5:1 до ~48% при 100:1.

Условия, влияещи на η: Студеното масло намалява η при стартиране (по-висок вискозитет, по-големи загуби от разбиване). Частичното натоварване намалява η малко под стойността при пълно натоварване. Висококачественият бронз и прецизно шлифованият червячен вал постигат горната граница на диапазона на ефективност.

Правилна употреба: Използвайте долната стойност на диапазона на ефективност за изчисления на топлинната мощност; използвайте номиналната стойност за оценки на изходния въртящ момент/мощност.

5. n₁min / n₁max — Диапазон на входната скорост

Определение: n₁min е минималната входна скорост, при която смазката се разпределя адекватно по зъбното зацепване чрез разпръскване и разбъркване. Под n₁min зъбното зацепване може да работи частично на сухо при стартиране или при работа с ниска скорост.

n₁max е максималната входна скорост, преди центробежните ефекти да намалят ефективността на смазването, генерирането на топлина от лагера да надвиши топлинния баланс или динамичният баланс на червячния вал да стане проблем.

Бележка за приложението: Приложенията, управлявани от честотно-честотни преобразуватели (VFD) при много ниски скорости (под n₁min), изискват принудително смазване или вариант със смазка с грес — проверете с производителя.

6. Fa₂ — Аксиална сила върху изходния вал

Определение: Максимално допустима аксиална (тягова) сила върху изходния вал, приложена в централната линия на вала. Аксиалните сили възникват от реакции на спираловидно свързване, пружинни механизми и тяга от задвижваното оборудване.

Най-пренебрегваният параметър: Инженерите проверяват Fr₂ (радиално натоварване) почти навсякъде, но често пренебрегват Fa₂. Аксиалното претоварване на лагера на изходния вал се проявява като преждевременно износване на аксиалния лагер и развитие на хлабина.

Критични приложения: Винтовите транспортьори, вертикалните бъркалки със сили на плаваемост и приложенията с пружинно приложени сили на вала генерират значителни Fa₂.

7. Fr₂ — Радиална сила върху изходния вал

Определение: Максимално допустима радиална (напречна) сила върху изходния вал, обикновено посочена в средната точка на удължението на вала. Тази сила произтича от опъването на ремъка, опъването на веригата, силата на зацепване на зъбните колела или гравитационния надвес на свързаните компоненти.

Разстоянието е от значение: Fr₂ в информационния лист обикновено приема сила, приложена в центъра на удължението на вала. Ако силата се прилага в края на вала (максимален надвес), допустимата стойност е приблизително 20–30% по-ниска.

Превишаването на Fr₂ не води до незабавна повреда — то намалява непропорционално живота на изходния лагер L10h (животът варира пропорционално на куба на радиалното натоварване).

8. L10h — Номинален живот на лагера

Определение: Броят работни часове, през които червячните редуктори 90% от този модел ще издържат без умора на лагера при условия на номинално натоварване. L10h е статистическа стойност от 90-ти персентил — устройствата 10% се повреждат преди тази точка дори при номинални условия.

Корекция на приложението: Действителен L10h във вашето приложение = Каталожен L10h × (Fr₂_каталог / Fr₂_действителен)³ × (n₁_каталог / n₁_действителен). Удвояването на радиалното натоварване намалява живота на лагера до една осма.

L10h не е очакваната точка на повреда — това е точката на повреда на 10%. Средният живот на лагера обикновено е 5 × L10h.

9. T_max — Максимална температура на повърхността на корпуса

Определение: Максимално допустимата температура на повърхността на корпуса, обикновено 80–90°C, в зависимост от производителя и спецификацията на уплътнението. При тази температура: устните на уплътнението от NBR започват да се втвърдяват и губят еластичност; стандартното минерално масло започва бързо да се окислява; гресът на лагерите (ако има такава) започва да се разгражда.

Как да го използвате: Измерете температурата на повърхността на корпуса в геометричния център на корпуса. Температурата на маслото вътре е приблизително с 15–25°C по-висока от повърхността на корпуса — повърхност от 75°C означава ~95°C температура на маслото.

Уплътненията VITON удължават безопасната работна граница до приблизително 100°C повърхностна температура.

10. Lp — Ниво на шум dB(A)

Условия на изпитване: Обикновено се измерва на разстояние 1 метър, при условие на празен ход или номинално натоварване (посочено от производителя), входна скорост съгласно информационния лист, монтирано на твърд тестов стенд, в акустична среда със свободно поле.

На практика: Шумът от монтажа се различава от шума от теста. Твърдият монтаж към метална рамка предава структурен шум, който увеличава възприеманото ниво на звука. Гъвкавите антивибрационни опори могат да намалят това. Натоварването леко увеличава шума от червячния редуктор.

Червячните редуктори са по своята същност по-тихи от спиралните редуктори при еквивалентен въртящ момент и предавателно число, поради плъзгащата контактна мрежа - обикновено с 5–10 dB(A) по-ниски при същата входна скорост.

11. Код на монтажната позиция (M1–M6)

Значение: Определя ориентацията на червячния редуктор по време на монтажа - кой вал сочи в коя посока спрямо гравитацията. Кодът определя две критични спецификации: обемът на маслото, необходим за правилно потапяне на зъбното зацепване, и кой отвор на корпуса трябва да служи като вентилационен отвор, за да бъде в най-високата точка.

М1 = стандартен хоризонтален монтаж. М2/М3 = вертикален изходен вал (нагоре или надолу). М4/М5 = вертикален червячен вал (нагоре или надолу). М6 = обърнато. Всеки код определя обем масло, който се различава от M1 с 10–20%.

12. d₂ — Диаметър на изходния вал (и толеранс)

Определение: Номинален диаметър на изходния вал в милиметри. Информационният лист винаги посочва клас на толеранс — обикновено h6 (вал), който се съчетава с H7 (отвор) при преходно или хлабиново сглобяване за стандартни съединения вал-главина.

Защо толерантността е важна: Вал с диаметър 30 ​​мм при толеранс h6 е от 30 000 до 29 987 мм. Задвижвана главина при H7 е от 30 000 до 30 021 мм. Сглобката може да бъде хлабина или интерференция в зависимост от действителните размери — това определя как ще се прилегне съединителят или зъбното колело и дали може да се задвижи на ръка или изисква пресоване.

Размерите на шпонковия канал (ширина × дълбочина × дължина) се определят отделно и трябва да съвпадат точно с шпонковия канал на главината.

13. Размери за монтаж на фланец/крак

Ключови размери: За червячни редуктори с фланец съгласно IEC: диаметърът на локализацията (щуцер), диаметърът на окръжността на отвора за болта и размерът на отвора за болта. Толерансът на диаметъра на локализацията (обикновено j6 или k6 на редуктора, H7 на двигателя) определя радиалната точност на подравняване на вала на двигателя спрямо отвора на редуктора.

За монтаж на крака: Шаблонът за отвори за болтове трябва да съответства на основата на машината. Обърнете внимание дали отворите за краката са прорезни (позволяващи регулиране) или кръгли (фиксирана позиция). Прорезните отвори опростяват подравняването; кръглите отвори осигуряват по-здраво затягане.

Поискайте 2D чертеж с размери, вместо да разчитате на каталожни размери за прецизно напасване – каталожните чертежи често са опростени.

14. Обем на маслото (според монтажната позиция)

Определение: Обемът на смазочното масло, необходим за достигане на правилното ниво на маслото за всяка монтажна ориентация. Това обикновено е предоставено в ръководството за монтаж като таблица, свързана с кода на монтажната позиция, а не в основния информационен лист.

Често срещан проблем: Уредите, доставени от завода, са предварително напълнени за ориентация M1. Ако промените ориентацията, без да регулирате обема на маслото, зъбното зацепване може да е недостатъчно смазано или уплътненията на вала може да са под свръхналягане.

Винаги проверявайте обема на маслото за вашата конкретна монтажна позиция. Ако ръководството за монтаж не е посочено, свържете се с производителя.

15. IP рейтинг — първа и втора цифра

Първа цифра (защита от твърди частици): IP5x = прахозащитен (ограничено проникване). IP6x = прахоустойчив (без проникване при тестови условия).

Втора цифра (защита от проникване на течности): IPx4 = пръски от всяка посока. IPx5 = водни струи. IPx6 = мощни водни струи. IPx7 = потапяне до 1 метър за 30 минути.

Важно предупреждение: IP рейтингите се тестват при специфични лабораторни условия — действителната защита по време на работа зависи от състоянието на уплътнението, ориентацията на монтажа и дали температурата на тестовата вода съответства на температурата на работната вода. IP рейтингите се влошават с остаряването на уплътненията на вала — нов уред с IP65 може ефективно да бъде IP54 след 5 години експлоатация в абразивна среда без поддръжка на уплътнението.

Стандартният каталожен лист с данни за червячни редуктори е отправна точка, а не пълна спецификация. За инженерен избор на червячен редуктор — особено за непрекъсната работа, хранително-вкусова промишленост или персонализирани приложения — поискайте тези допълнителни документи от всеки доставчик на червячни редуктори:

2D чертеж с размери: Потвърдете всички размери на вала, шпонковия канал, фланеца и монтажните отвори с допустимите отклонения. Каталожните чертежи често са опростени и може да не показват всички резбовани отвори или спомагателни отвори.

Крива на коефициента на ефективност: За термични изчисления, специфичният КПД при вашето работно съотношение е по-точен от обща таблична стойност. Поискайте действителните измерени данни за КПД за модела и съотношението, които посочвате.

Сертификат за материал: За изисквания за документация за храни, фармацевтични продукти или износ, поискайте сертификати за материали за сплавта на корпуса на червячния редуктор, стоманата на червячния вал и бронзовата сплав на колелото. Korea Ever-Power ги предоставя стандартно при поискване.

P_th спрямо данни за околната температура: Вместо да прилагате общ корекционен коефициент, поискайте публикуваните от производителя стойности за корекция P_th при околна температура 25, 30, 35 и 40°C. Тези стойности варират леко между производителите в зависимост от дизайна на ребрата на корпуса и площта на повърхността.