EN
Клиент посочва червячно предаване за приложение, свързано с вдигане, тъй като червячните предавки са самоблокиращи, поради което товарът не може да се спусне обратно. Няма нужда от спирачка – икономия на разходи.
Това разсъждение се среща често в много машинни проекти и е достатъчно опасно, за да бъде изрично предупреждение в технически документ на AGMA:
Забележка: Червячните предавки не трябва да се считат за самоблокиращи. При определени натоварвания обратното движение на червячното колело е възможно.
Установен инженерен справочник го формулира още по-пряко, като назовава конкретното приложение:
На практика червякът не трябва да се използва като спирачен механизъм за системи, свързани с безопасността, например кранове. Някои материали и експлоатационни условия могат да доведат до обратно плъзгане на червячната предавка.
Ако проектирате кран, асансьор, врата или каквото и да е друго устройство, при което падането на товар може да нареди на човек, задължително е да има спирачка. Геометрията на червяка не е заместител на спирачка.
Ето инженерното обоснование за това.
Самозаключването зависи от връзката между ъгъла на завитостта на червяка и ъгъла на триене. Публикувани формулировки на правилото от три независими източника:
· Самозаключването настъпва, когато ъгълът на завитостта на червяка е равен на arctan(коефициент на триене), обикновено в диапазона 2 до 8 градуса далечина
· Когато ъгълът на завитостта е по-малък от ъгъла на триене, червячното колело не може да задвижи червяка в обратна посока
· Условието е: ъгъл на завитостта < arctan(коефициент на триене)
Всички три източника изразяват едно и също нещо, но с различни означения. Под определен ъгъл на завитост предавката се противопоставя на обратното задвижване.
Критерият използва коефициент на триене. Кой коефициент на триене?
При нулева скорост на плъзгане публикуваната стойност е 0.15. Това е статичната стойност и е най-високата. Веднага щом започне плъзгането, коефициентът на триене намалява.
Един източник отбелязва, че статичният коефициент е релевантният за границата на самозаключване, точно защото предавката не може да бъде пусната в движение.
Това е механизъмът, лежащ в основата на повредите. В покой триенето е високо и предаването задържа товара. При въвеждане на вибрации предаването изпитва микродвижения. Микродвиженията преместват контактната повърхност от статичното към динамичното състояние, където триенето е по-ниско. Ъгълът на триене, наличен за задържане на товара, намалява и товарът започва да се плъзга.
Вибрациите не са екзотично явление. Машина, работеща наблизо; двигател, стартиращ върху същата рамка; преминаващ външно превозен средств. Всичко това може да преодолее статичното самоизключване.
В публикуваната литература, която успяхме да открием, няма количествено определен коефициент за намаляване на ефективността при вибрации. Самото липсващо наличие на такъв коефициент е информативно: инженерният отговор не е да се намалява ефективността на самоизключването, а да не се разчита на него.
Самоизключването и ефективността са два аспекта на една и съща геометрия. Предаване, което противостои на обратното задвижване, е предаване, което губи много енергия при директно задвижване.
Ефективност на червячната предавка според броя на стартирането. Самоблокиращото поведение съществува само в областта с ниска ефективност.
Управляващата формула:
η = tan(λ) / tan(λ + φ)
където λ е ъгълът на завитост на червяка, а φ е еквивалентният ъгъл на триене.
Публикуван пример с изчисления: за червяк с един старт и λ = 5 градуса и φ = 6 градуса ефективността е 45,01 %.
Ефективност според броя на стартовете на червяка:
| Тип червяк | Публикувана ефективност |
| Един старт | 40 до 50 % |
| Единичен старт, добри условия и висока точност на обработката | 50 до 70% |
| Двойноначален | 70 до 78 % |
| Многоначален | 78 до 92% |
За проекти с висока ефективност препоръчителният ъгъл на завитата линия е 10 до 20 градуса . Забележете, че това е значително над диапазона от 2 до 8 градуса за самоблокиране. Не може да се постигне и двете едновременно.
Един източник посочва общия диапазон като 98% ефективност при най-ниските предавателни числа и до 20% при най-високите. Друг източник сочи 50 до 90%, в зависимост от ъгъла на завитата линия, броя на началата и триенето.
Компромисът е неизбежен: самоблокирането ви струва повече от половината от входната мощност.
Ако ви е необходимо самоблокиращо се поведение:
· Приемете единичен старт, малък ъгъл на завитост, ефективност 40–50%
· Изберете двигател с подходяща мощност спрямо загубите, а не само спрямо товара
· Изберете скоростна кутия с подходяща топлоотделяща способност, тъй като загубената мощност се превръща в топлина
·Все пак инсталирайте спирачка ако последствията от обратното задвижване са нараняване или повреда
Ако ви е необходима висока ефективност:
· Многократен старт, ъгъл на завитост 10–20 градуса, ефективност 78–92%
· Приемете, че предавката ще работи в обратна посока
· Монтирайте спирачка, противотежест или използвайте друг тип предавка
Ако са необходими и двете функции, червячната предавка е неподходящ избор. Разгледайте хеликоидна или конично-хеликоидна предавка с подходяща спирачка за удръжане.
Червячните кутии обикновено са ограничени термично, а не механично . Зъбите на предавката могат да предават по-голям въртящ момент, отколкото кутията може да разсейва като топлина.
Това е директно следствие от посочените по-горе показатели на ефективност. Червячна предавка с единичен завой и ефективност 45 % превръща повече от половината от входната мощност в топлина в малко корпусно пространство. Затова каталозите на червячни предавки посочват термичен номинал отделно от механичния номинал и именно термичният номинал често е ограничаващият фактор.
Практически последици:
· Номиналните стойности за непрекъснат режим са значително по-ниски от тези за преминаващ режим
· Околният температурен режим има значение; кутия, оценена за работно помещение при 20 градуса, проявява различно поведение в производствено помещение при 40 градуса
· Принудителното охлаждане или по-голямата кутия често са по-евтини от справянето с преждевременно повреждане
Капаци за едностепенни червячни предавки 5:1 до 75:1 според един източник, а друг цитира 5:1 до 300:1 за червячни предавки, използвани специално за големи предавателни отношения.
Възможността за високо предавателно отношение в една стъпка е истинското предимство на червячните предавки, заедно с разположението под прав ъгъл и тихата работа, която произтича от плъзгащия контакт. Това са причините да се избере такава предавка. Самоблокирането не бива да фигурира в този списък.
За стандартен нормален ъгъл на налягане от 20 градуса ъгълът на завоја трябва да остава под 25 градуса .
Червячните колела работят с бронз срещу закален стоманен червяк. Причината е плъзгащият контакт: червячните предавки плъзгат, а не се търкалят, затова двойката изисква различни материали с добри характеристики за плъзгане и вграждане. Бронзът срещу стомана е комбинацията, която работи.
Червякът е закален и шлифован; червячното колело е компонентът, който се износва. Това е предумишлено. Когато предавката се износи, заменяте по-евтината и по-лесно заменяема част.
Скоростта по делителната окръжност може да достигне 30 м/с при идеални условия, но повечето промишлени червячни предавки работят значително по-бавно.
Мога ли да използвам червячна скоростна кутия за задържане на товар без спирачка?
Не там, където падащият товар може да причини щети. Публикуваните насоки от AGMA и установените инженерни справочни материали ясно посочват, че червячните предавки не трябва да се считат за самоблокиращи се, и специално предупреждават срещу използването им като спирачни устройства в лебедки.
Моята червячна скоростна кутия е задържала товар години наред, без да се плъзга. Не е ли тя самоблокираща се?
Тя е статично самоблокираща се при текущите си условия. Сменете смазката, допуснете износване на зъбите, добавете вибрации от ново оборудване или увеличете товара — и това може да се промени. Самоблокирането е условие, а не свойство.
Защо червячната ми скоростна кутия работи толкова горещо?
Тъй като червячните предавки са неефективни и загубената мощност се превръща в топлина. Проверете дали работите в рамките на термичната, а не на механичната номинална стойност; това са различни числа и обикновено първа достига термичната.
Ще реши ли двойната стартова резба моята проблем с ефективността?
Това ще повиши ефективността от 40–50 % до 70–78 %. Също така ще премахне всяко самоблокиращо се поведение. Уверете се, че нищо в машината не разчита на това.
Каква ефективност трябва да използвам при подбора на двигателя?
Използвайте стойността за вашата специфична предавателна част и брой старти от данните на производителя на скоростната кутия, а не обобщена стойност. Диапазонът при различните червячни конструкции е достатъчно широк, за да доведе до неправилен подбор на двигателя при използване на обобщено предположение.
Бронзът ли е единственият възможен материал за червячното колело?
Той е стандартен по добри причини, но конкретният вид бронз варира според режима на работа. Уточнете марката с доставчика на скоростната кутия въз основа на товара, скоростта и цикъла на работа.
Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. произвежда комплекти от червяк и червячно колело, изработени от бронзово колело срещу охладено и шлифовано стоманено червячно винто, в едно- и многозавойни конфигурации. Съобщете ни предавателното отношение, цикъла на работа и дали предавката трябва да устойчива на обратно задвижване, и ние ще ви кажем честно дали червячната предавка е подходящият избор за вашата товарна приложна задача.