EN
Egy vevő csigahajtásos fogaskerekes hajtóművet választ emelési alkalmazáshoz, mert a csigahajtások önzárók, így a terhelés nem tud visszafelé mozogni. Nincs szükség fékre, költségmegtakarítás.
Ez a megfontolás sok gép tervezésében előfordul, és olyan veszélyes, hogy egy AGMA műszaki tanulmányban kifejezetten figyelmeztetésként szerepel:
Megjegyzés: A csigahajtásos fogaskerekpárokat nem szabad önzárónak tekinteni. Bizonyos terhelési körülmények között a csigakerék visszafelé történő mozgása lehetséges.
Egy elismert mérnöki referenciakönyv még határozottabban fogalmazza meg ezt, és megnevezi az alkalmazást:
Gyakorlatban a csigát nem szabad biztonsági kapcsolódású rendszerek fékberendezéseként használni, például daruknál. Egyes anyag- és üzemeltetési körülmények miatt a csigahajtás visszacsúszhat.
Ha darut, emelőt, kaput vagy bármilyen más eszközt tervez, amelynél egy leeső terhelés sérülést okozhat, fékre van szüksége. A csiga geometriája nem helyettesíti a féket.
Íme az ennek az alapjául szolgáló mérnöki háttér.
Az önzárás a csiga menetemelkedési szöge és a súrlódási szög közötti kapcsolattól függ. A szabályra vonatkozó, három független forrásból származó közlések:
· Az önzárás akkor következik be, amikor a csiga menetemelkedési szöge egyenlő az arctan(súrlódási tényező) értékkel, általában a 2–8 fok hatótávolság
· Ha a menetemelkedési szög kisebb, mint a súrlódási szög, akkor a csigakerék nem tudja visszafelé forgatni a csigát
· A feltétel: menetemelkedési szög < arctan(súrlódási tényező)
Mindegyik ugyanazt mondja ki, csak más jelöléssel. Egy bizonyos menetemelkedési szög alatt a hajtás ellenáll a visszahajtásnak.
A kritérium egy súrlódási tényezőt használ. Melyik súrlódási tényezőt?
Nulla csúszási sebességnél a közölt érték 0.15. Ez a statikus érték, és ez a legnagyobb érték. Amint a csúszás megkezdődik, a súrlódási tényező csökken.
Egy forrás megjegyzi, hogy a statikus súrlódási tényező az önzárás határának meghatározásához releváns, éppen azért, mert a fogaskerék nem indítható el.
Ez a hibák mögött rejtőző mechanizmus. Nyugalmi állapotban a súrlódás magas, és a meghajtás tartja a terhelést. Ha rezgést vezetünk be, a meghajtás mikromozgásokat tapasztal. A mikromozgás elmozdítja a kapcsolódási felületet a statikus állapottól a dinamikus állapot felé, ahol a súrlódás alacsonyabb. A terhelés tartására rendelkezésre álló súrlódási szög csökken, és a terhelés elkezd csúszni.
A rezgés nem valamiféle ritka körülmény. Egy mellette működő gép, ugyanazon a szerkezeten induló motor, vagy egy épületen kívül elhaladó jármű – mindegyik képes legyőzni a statikus önzáró hatást.
A fellelhető publikált irodalomban nem létezik kvantifikált rezgés-korrekciós tényező. Ez a hiány maga is információt hordoz: a mérnöki megoldás nem az önzáró képesség leértékelése, hanem annak elkerülése.
Az önzáró képesség és a hatásfok ugyanannak a geometriának két különböző nézete. Az a meghajtás, amely ellenáll a visszahajtásnak, ugyanaz a meghajtás, amely előrefelé haladva sok energiát pazarol.
A csigahajtás hatásfoka a menetek száma szerint. Az önzáró viselkedés csak az alacsony hatásfokú tartományban létezik.
A meghatározó képlet:
η = tan(λ) / tan(λ + φ)
ahol λ a csiga menetemelkedési szöge, φ pedig az ekvivalens súrlódási szög.
Egy közölt, részletesen kidolgozott példa: egy egymenetes csigánál, ahol λ = 5 fok és φ = 6 fok, a hatásfok 45,01%.
Hatásfok a csiga menetszáma szerint:
| Csiga típusa | Közölt hatásfok |
| Egymenetes | 40–50% |
| Egykezdéses, jó körülmények és magas megmunkálási pontosság | 50–70% |
| Kétkezdéses | 70–78% |
| Többkezdéses | 78–92% |
Magas hatásfokú tervek esetén a javasolt menetemelkedési szög 10–20 fok . Figyeljük meg, hogy ez jelentősen meghaladja a 2–8 fokos önzáró sávot. Mindkettőt egyszerre nem lehet elérni.
Egy forrás az általános hatásfokot a legalacsonyabb áttételeknél 98%-nak, a legmagasabb áttételeknél 20%-nak adja meg. Egy másik forrás 50–90%-ot említ a menetemelkedési szögtől, a kezdések számától és a súrlódástól függően.
A kompromisszum elkerülhetetlen: az önzáró funkció több mint a bemeneti teljesítmény felét követeli meg.
Ha önzáró működésre van szüksége:
· Egyszeres menetemelkedés, alacsony menetemelkedési szög, 40–50%-os hatásfok
· A motor méretezése a veszteségek, nem csupán a terhelés alapján történjen
· A fogaskerék-meghajtó méretezése a hőelvezetés szempontjából történjen, mert a veszteséggé vált teljesítmény hővé alakul
·Minden esetre szereljen féket ha a visszahajtás következménye sérülés vagy károsodás lehet
Ha hatásfokra van szüksége:
· Többszörös menetemelkedés, 10–20 fokos menetemelkedési szög, 78–92%
· Elfogadni, hogy a hajtás visszahajtja a motort
· Felszerelni egy fékberendezést, ellensúlyt, vagy más fogaskerék-típust használni
Ha mindkét funkcióra szüksége van, a csigahajtás nem megfelelő választás. Fontolja meg egy ferde fogazatú vagy kúpfogazatú–ferdefogazatú egység alkalmazását megfelelő tartófékkel.
A csigahajtóművek általában hőmérsékleti korlátozás alatt működnek, nem mechanikai korlátozás alatt . A fogaskerekek fogai nagyobb nyomatékot tudnának elviselni, mint amekkorát a ház hőként el tud vezetni.
Ez a fentebb megadott hatásfok-értékek közvetlen következménye. Egy 45%-os hatásfokú egyszeres menetes csigahajtás a bemeneti teljesítmény több mint felét hővé alakítja egy kis méretű házban. Ezért a csigahajtómű-katalógusok külön hőmérsékleti és mechanikai terhelhetőséget tüntetnek fel, és gyakran éppen a hőmérsékleti terhelhetőség jelenti a meghatározó korlátozást.
Gyakorlati következmények:
· A folyamatos üzemre vonatkozó megengedett terhelés sokkal alacsonyabb, mint az időszakos üzemre vonatkozó
· A környezeti hőmérséklet lényeges; egy 20 °C-os műhelyben megadott értékelt csigahajtómű másképp viselkedik egy 40 °C-os gépteremben
· A kényszerhűtés vagy egy nagyobb doboz gyakran olcsóbb, mint a korai meghibásodással való foglalkozás
Egyszeres csökkentésű csigahajtás fedelek 5:1-től 75:1-ig egy forrás szerint, míg egy másik forrás 5:1-től 300:1-ig adja meg a csigahajtások áttételét, amelyeket kifejezetten nagy áttételekhez használnak.
Az egyfokozatú hajtásban elérhető magas áttétel a csigahajtás valódi előnye, mellyel együtt jár a derékszögű elrendezés és a csúszó érintkezésből fakadó csendes működés. Ezek azok az okok, amelyek miatt ezt választják. Az önzáró funkció nem szerepelhet ennek a listán.
Egy szokásos 20 fokos normál nyomásszögnél a menetemelkedési szögnek alacsonyabbnak kell maradnia, mint 25 fok .
A csigakerék bronzból készül, és keményített acélcsigával érintkezik. Ennek az az oka, hogy csúszó érintkezés van: a csigahajtás csúszik, nem gördül, ezért a párnak különböző anyagból kell készülnie, amelyek jól bírják a csúszást és beágyazódást. A bronz és az acél kombinációja az, amely jól működik.
A csiga keményített és megmunkált; a kerék a feláldozott alkatrész. Ez szándékos. Amikor a hajtás kopik, a olcsóbb és könnyebben cserélhető alkatrészt cseréljük ki.
Az osztókör-sebesség ideális körülmények között elérheti a 30 m/s-t, de a legtöbb ipari csigahajtás jóval ennél alacsonyabb sebességgel üzemel.
Használhatok csigahajtást terhelés rögzítésére fék nélkül?
Nem ott, ahol egy leeső terhelés kárt okozhat. Az AGMA által közzétett irányelvek és a megszokott műszaki referenciák egyértelműen kimondják, hogy a csigahajtásokat nem szabad önzáróként kezelni, és kifejezetten figyelmeztetnek arra, hogy ne használjuk őket fékberendezésként darukban.
A csigahajtásom évek óta tartja a terhelést anélkül, hogy csúszna. Akkor nem is önzáró?
Jelenlegi körülmények között statikusan önzáró. Ha megváltoztatja a kenőanyagot, hagyja kopni a fogaskereket, új berendezés rezgéseit vezeti be, vagy növeli a terhelést, ez megváltozhat. Az önzárás egy állapot, nem egy tulajdonság.
Miért melegszik túl a csigahajtásom?
Mert a csigahajtások hatásfoka alacsony, és a veszteséggé vált teljesítmény hővé alakul. Ellenőrizze, hogy a hőmérsékleti megengedett terhelésen belül működik-e, nem pedig a mechanikai megengedett terhelésen belül; ezek különböző értékek, és általában a hőmérsékleti korlát szabja meg előbb a határt.
Megoldaná-e a hatásfok-problémámat egy kétmenetes csiga?
A hatásfokot a 40–50%-os tartományról a 70–78%-os tartományra emelné. Emellett megszüntetné a sajátzáró viselkedést is. Győződjön meg róla, hogy a gép semmilyen része nem függ ettől a tulajdonságtól.
Milyen hatásfokot kell motor méretezéséhez használni?
Használja a fogaskerékgyártó cég adataiból származó, az Ön konkrét áttételére és menetszámara vonatkozó értéket, ne pedig egy általános értéket. A csigahajtások közötti hatásfok-tartomány olyan széles, hogy általános feltételezés esetén a motor méretét helytelenül határoznák meg.
A bronz az egyetlen lehetőség a csigakerék anyagára?
Jó okból számít szabványos anyagnak, de a pontos bronzösszetétel a terhelési körülményektől függ. Adja meg a megfelelő minőségi osztályt fogaskerék-szállítójával együtt, figyelembe véve a terhelést, a fordulatszámot és a munkaciklust.
A Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. cég csigahajtóműveket és csigakerékpárokat gyárt, amelyek bronzkerékből és keményített, megmunkált acélcsigából állnak, egyszeres és többszörös menetemelésű kivitelben is elérhetők. Mondja meg nekünk az áttételt, a működési ciklust, valamint azt, hogy visszafordításállónak kell-e lennie a hajtásnak, és őszintén megmondjuk, hogy a csigahajtómű megfelelő-e a terhelésére.
