EN
Asiakas määrittelee kierrepyörävaihteiston nostolaitteeseen, koska kierrepyörävaihteet ovat itselukitsevia, joten kuorma ei voi laskeutua takaisin. Jarrua ei tarvita, mikä säästää kustannuksia.
Tämä päättely esiintyy monissa koneiden suunnittelussa, ja se on niin vaarallista, että se mainitaan erityisenä varoituksena AGMA:n teknisessä artikkelissa:
Huomautus: Kierrepyörävaihteita ei pidä pitää itselukitsevina. Tietyissä kuormitusehdoissa kierrepyörän käänteinen liike on mahdollista.
Vakiintunut insinööritekninen viite esittää asian vielä suoremmin ja nimettäen sovelluksen:
Käytännössä kierrepyörää ei pitäisi käyttää turvallisuuteen liittyvien järjestelmien, esimerkiksi nostureiden, jarrulaitteena. Joitakin materiaali- ja käyttöolosuhteita voi johtaa kierrepyörävaihteiden takaisinliukumiseen.
Jos suunnittelet nosturia, hissiä, porttia tai mitä tahansa muuta laitetta, jossa laskeutuva kuorma voi vahingoittaa ihmistä, sinun on käytettävä jarrua. Kierrepyörän geometria ei ole sen korvaus.
Tässä on tekniikan taustalla oleva perusta.
Itse lukittuminen riippuu kääntöruuvikulman ja kitkakulman välisestä suhteesta. Kolmen eri lähteen julkaisemat säännön muotoilut:
· Itse lukittuminen tapahtuu, kun kääntöruuvikulma on yhtä suuri kuin arctan(kitkakerroin), yleensä 2–8 asteen alue
· Kun kääntöruuvikulma on pienempi kuin kitkakulma, kääntöpyörä ei voi ajaa kääntöruuvia takaperin
· Ehto on: kääntöruuvikulma < arctan(kitkakertoimen arvo)
Kaikki kolme ilmaisevat saman asian eri merkintätavoilla. Tietyn kääntöruuvikulman alapuolella vaihdelaatikko vastustaa takaperin ajamista.
Kriteerissä käytetään kitkakerrointa. Mitä kitkakerrointa?
Nollan liukumisnopeuden kohdalla julkaistu arvo on 0.15. Se on staattinen arvo, ja se on korkein arvo. Heti kun liukuminen alkaa, kitkakerroin laskee.
Yksi viite huomauttaa, että staattinen kitkakerroin on kyseessä itse lukittumisen rajakohdassa juuri siksi, että vaihdelaatikkoa ei voida käynnistää.
Tämä on vikojen taustalla oleva mekanismi. Levossa kitka on korkea ja voimanvälityslaite pysähtyy. Kun lisätään värähtelyä, voimanvälityslaite kokee mikroliiketta. Mikroliike siirtää kosketusta staattisesta tilasta kohti dynaamista tilaa, jossa kitka on pienempi. Kitkakulma, joka on saatavilla kuorman pitämiseen, kutistuu ja kuorma alkaa liukua.
Värähtely ei ole eksotinen ilmiö. Esimerkiksi vieressä toimiva kone, samalla rungolla käynnistyvä moottori tai rakennuksen ulkopuolella kulkeva ajoneuvo voivat kaikki aiheuttaa värähtelyä, joka kumoaa staattisen itse lukitsemisen.
Julkaisuissa, joita tarkastelimme, ei ole määritelty kvantitatiivista värähtelyn vaikutusta itse lukitsemiseen. Tämä puuttuminen on itse asiassa informatiivista: tekninen ratkaisu ei ole laskea itse lukitsemisen arvoa, vaan luopua sen käytöstä.
Itselukitseminen ja hyötysuhde ovat samaa geometriaa kuvastavia eri näkökulmia. Voimanvälityslaite, joka vastustaa takaisinajoa, hukkaa paljon energiaa eteenpäin ajaessaan.
Käyttötehokkuus mutterirakenteessa aloitusten määrän mukaan. Itselukitseva käyttäytyminen esiintyy ainoastaan alhaisen tehokkuuden alueella.
Hallitseva kaava:
η = tan(λ) / tan(λ + φ)
jossa λ on mutterin kierrekulma ja φ vastaava kitkakulma.
Julkaistu laskettu esimerkki: yksinkertaiselle mutterille, jossa λ = 5 astetta ja φ = 6 astetta, tehokkuus on 45,01 %.
Tehokkuus mutterin aloitusten määrän mukaan:
| Mutterityyppi | Julkaistu tehokkuus |
| Yksinkertainen aloitus | 40–50 % |
| Yksinkertainen kierre, hyvät olosuhteet ja korkea työstötarkkuus | 50–70 % |
| Kaksinkertainen kierre | 70–78 % |
| Moninkertainen kierre | 78–92 % |
Korkean tehokkuuden suunnittelussa suositeltava kiertokulma on 10–20 astetta . Huomaa, että tämä on huomattavasti yläpuolella 2–8 asteen itse lukitsevaa aluetta. Molempia ei voi saavuttaa.
Yhden viitteen mukaan kokonaistehokkuus vaihtelee 98 %:sta alimmilla välityssuhteilla 20 %:iin korkeimmilla. Toisen lähteen mukaan tehokkuus vaihtelee 50–90 %:n välillä riippuen kiertokulmasta, kierremäärästä ja kitkasta.
Kompromissi on välttämätön: itse lukitseva toiminta kuluttaa yli puolet syöttötehosta.
Jos tarvitset itse lukitsevaa toimintaa:
· Hyväksy yksinkertainen kierre, alhainen kallistuskulma ja 40–50 %:n hyötysuhde
· Mitoa moottori häviöiden, ei pelkästään kuorman perusteella
· Mitoa vaihteisto lämmönvaralle, koska hävitty teho muuttuu lämmöksi
·Asenna silti jarru jos takaisinpyörimisen seurauksena voi syntyä vahinkoja tai loukkaantuminen
Jos tarvitset korkeaa hyötysuhdetta:
· Monikierre, 10–20 asteen kallistuskulma ja 78–92 %:n hyötysuhde
· Hyväksy, että voimanvälitys voi tapahtua takaisin
· Asenna jarru, vastapaino tai käytä eri tyyppistä vaihdetta
Jos molemmat ominaisuudet ovat tarpeen, kierrepyörävaihde ei ole oikea valinta. Harkitse sylinteri- tai vinokulmaista vaihdetta asianmukaisella pitopuristimella.
Kierrepyörävaihteet ovat yleensä lämpötilan rajoittamia pikemminkin kuin mekaanisesti rajoittamia . Hammaspyörän hampaat voivat kestää suurempaa vääntömomenttia kuin vaihdelaatikko pystyy hajottamaan lämpönä.
Tämä on suora seuraus edellä mainituista hyötysuhteista. Yksinkertainen kierrepyörävaihde, jonka hyötysuhde on 45 %, muuttaa yli puolet syötetystä tehosta lämmöksi pienessä koteloissa. Siksi kierrepyörävaihteiden luettelot ilmoittavat erillisen lämpötilarajan mekaanisen rajan lisäksi, ja usein lämpötilaraja on määrittävä tekijä.
Käytännön seuraukset:
· Jatkuvan käytön nimellisarvot ovat paljon alhaisemmat kuin välittömän käytön arvot
· Ympäröivän ilman lämpötila vaikuttaa; vaihdelaatikko, jonka nimellisarvo on annettu 20 asteen työpajassa, toimii eri tavoin 40 asteen konehuoneessa
· Pakotettu jäähdytys tai suurempi kotelo on usein halvempaa kuin varhaisen vian korjaaminen
Yksivaiheiset puristuspyörävälitykset 5:1–75:1 yhdessä viitteessä mainitaan, toisessa taas viitataan suhteeseen 5:1–300:1 erityisesti suurille vähennyksille tarkoitetuissa puristuspyörävälityksissä.
Suuri välityssuhde yhdessä vaiheessa on todellinen etu puristuspyörävälityksessä, samoin kuin suorakulmainen asennus ja liukuvasta kosketuksesta johtuva hiljainen käyttö. Nämä ovat syyt valita se. Itselukitus ei kuulu näihin syihin.
Tavalliselle 20 asteen normaalipainekulmalle kierre kulma tulisi pysyä alapuolella 25 astetta .
Puristuspyörävälityksen pyörät pyörivät pronssia vasten kovennettua terästä. Syy on liukuvan kosketuksen luonne: puristuspyörävälitys liukuu pikemminkin kuin vierii, joten materiaaliparilla tulee olla erilaiset materiaalit, jotka sopivat hyvin liukumiseen ja uppoamiseen. Pronssi ja teräs muodostavat toimivan yhdistelmän.
Mato on kovennettu ja hiottu; pyörä on uhrauskomponentti. Tämä on tarkoituksellista. Kun käyttölaite kuluu, vaihdat halvemman ja helpommin vaihdettavan osan.
Pyörän kehänopeus voi saavuttaa 30 m/s ihanteellisissa olosuhteissa, mutta useimmat teollisuuden madonvaihteet toimivat paljon tämän alapuolella.
Voinko käyttää madonvaihdetta kuorman pitämiseen ilman jarrua?
Ei siellä, missä putoava kuorma aiheuttaisi vahinkoa. AGMA:n julkaisemat ohjeet ja vakiintuneet insinöörikirjallisuudet sanovat selvästi, että madonvaihteita ei pidä pitää itselukittuvina, ja varoittavat erityisesti niiden käytöstä jarrulaitteina nosturien yhteydessä.
Madonvaihteeni on pitänyt kuormaa vuosia ilman liukumista. Eikö se ole itselukittu?
Se on staattisesti itselukittu nykyisissä olosuhteissa. Vaihda voiteluaine, anna vaihteelle kulua, lisää uuden laitteiston aiheuttamaa värähtelyä tai kasvata kuormaa – ja tilanne voi muuttua. Itselukitus on tila, ei ominaisuus.
Miksi madonvaihteeni lämpenee niin paljon?
Koska kierrepyörävaihteet ovat tehottomia ja hukkaantunut teho muuttuu lämmöksi. Tarkista, että käytät vaihdetta sen lämpötehokkuuden sisällä eikä mekaanisen tehokkuuden sisällä; nämä ovat eri arvoja, ja lämpötehokkuus rajoittaa yleensä ensin.
Ratkaisisiko kaksinkertainen kierrealku tehokkuusongelmani?
Se nostaisi tehokkuuden 40–50 %:n alueelta 70–78 %:n alueelle. Se poistaisi myös kaiken itse lukitsevan toiminnon. Varmista, ettei koneen mikään osa riipu tästä ominaisuudesta.
Minkä tehokkuusarvon tulisi käyttää moottorin mitoituksessa?
Käytä vaihteen valmistajan antamaa arvoa tiettyyn välityssuhteeseen ja kierrealkumäärään, älä yleistä arvoa. Kierrepyörävaihteiden tehokkuusvaihteluväli on niin laaja, että yleistetty oletus johtaa väärään moottorin mitoitukseen.
Onko pronssi ainoa vaihtoehto kierrepyörälle?
Se on standardi hyvästä syystä, mutta käytetty pronssilaatu vaihtelee käyttöolosuhteiden mukaan. Määritä laatu vaihteen toimittajan kanssa kuormituksen, nopeuden ja käyttöjakson perusteella.
Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. valmistaa kampi- ja kampipyöräjoukkoja, joiden kampipyörä on pronssia ja kampi kovennettua ja hiottua terästä; saatavilla yksi- ja monikampaisia versioita. Kerro meille välityssuhde, käyttöjakso ja se, täytyykö vaihdetta kykeneä vastustamaan takaisinpyörimistä – ja kertoemme rehellisesti, sopiiko kampivaihde kuormaasi.
