Ketegaran Sendiri Gear Cacing Bukanlah Brek: Apa yang Sebenarnya Dinyatakan dalam Piawaian

Seorang pelanggan menentukan gear kotak cacing untuk aplikasi pengangkatan kerana pemacu cacing bersifat sendiri mengunci, jadi beban tidak boleh bergerak balik ke bawah. Tiada brek diperlukan, kos dijimatkan.

Alasan ini muncul dalam banyak rekabentuk mesin, dan ia cukup berbahaya sehingga muncul sebagai amaran eksplisit dalam kertas teknikal AGMA:

Nota: Set gear cacing TIDAK BOLEH dianggap sebagai sendiri mengunci. Di bawah keadaan beban tertentu, pergerakan roda gigi cacing secara songsang adalah mungkin.

Rujukan kejuruteraan yang telah ditubuhkan menyatakannya lebih terus terang, dengan menamakan aplikasinya:

Dalam amalan, cacing TIDAK BOLEH digunakan sebagai peranti brek untuk sistem keselamatan yang berkaitan, contohnya hoist. Sesetengah bahan dan keadaan operasi boleh menyebabkan gear cacing tergelincir ke belakang.

Jika anda mereka bentuk hoist, lif, pintu gerbang, atau apa-apa perkara di mana beban yang jatuh boleh mencederakan seseorang, anda memerlukan brek. Geometri cacing BUKAN pengganti.

Berikut adalah asas kejuruteraan bagi pernyataan itu.

Kriteria sendiri mengunci

Penguncian sendiri bergantung pada hubungan antara sudut kecondongan ulir dan sudut geseran. Pernyataan rasmi mengenai peraturan ini, daripada tiga sumber bebas:

· Penguncian sendiri berlaku apabila sudut kecondongan ulir sama dengan arctan(pekali geseran), biasanya dalam julat 2 hingga 8 darjah julat

· Apabila sudut kecondongan kurang daripada sudut geseran, roda ulir tidak dapat memutar ulir secara songsang

· Syaratnya ialah: sudut kecondongan < arctan(pekali geseran)

Ketiga-tiga sumber tersebut menyampaikan perkara yang sama dengan tatatanda berbeza. Di bawah sudut kecondongan tertentu, sistem pemacuan menahan pemacuan songsang.

Mengapa Ia Gagal

Kriteria ini menggunakan pekali geseran. Pekali geseran yang mana?

Pada halaju gelongsor sifar, angka yang diterbitkan ialah 0.15. Itulah nilai statik, dan ia merupakan nilai tertinggi. Sebaik sahaja gelongsoran bermula, pekali geseran turun.

Satu rujukan mencatat bahawa pekali statik adalah pekali yang relevan bagi had penguncian sendiri, tepat kerana gear tidak boleh dimulakan.

Ini adalah mekanisme di sebalik kegagalan tersebut. Dalam keadaan rehat, geseran adalah tinggi dan pemacu mampu menahan beban. Apabila getaran diperkenalkan, pemacu mengalami pergerakan mikro. Pergerakan mikro mengubah permukaan sentuh daripada keadaan statik kepada keadaan dinamik, di mana geseran adalah lebih rendah. Sudut geseran yang tersedia untuk menahan beban menjadi semakin kecil, dan beban mula bergerak perlahan.

Getaran bukanlah keadaan luar biasa. Sebuah mesin yang beroperasi berdekatan, sebuah motor yang bermula pada rangka yang sama, atau sebuah kenderaan yang melalui di luar bangunan—semua ini boleh mengatasi kunci-diri statik.

Tiada faktor penurunan kuantitatif akibat getaran yang wujud dalam literatur terbitan yang dapat kami jumpai. Ketiadaan tersebut sendiri memberikan maklumat: jawapan kejuruteraan bukanlah dengan menurunkan nilai kunci-diri, tetapi dengan tidak bergantung kepadanya.

Kecekapan: nombor sebenar

Kunci-diri dan kecekapan adalah dua pandangan terhadap geometri yang sama. Sebuah pemacu yang menentang pemanduan balik adalah pemacu yang membuang banyak tenaga semasa bergerak ke hadapan.

Kekuatan pemacuan cacing mengikut bilangan permulaan. Kelakuan kunci-diri wujud hanya dalam rantau kecekapan rendah.

Formula utama:

η = tan(λ) / tan(λ + φ)

dengan λ ialah sudut taju cacing dan φ ialah sudut geseran setara.

Contoh pengiraan yang diterbitkan: bagi cacing satu permulaan dengan λ = 5 darjah dan φ = 6 darjah, kecekapan ialah 45.01%.

Kecekapan mengikut bilangan permulaan cacing:

Bagi rekabentuk berkecekapan tinggi, sudut pelarasan yang disyorkan ialah 10 hingga 20 darjah . Perhatikan bahawa ini jauh melebihi julat kunci-diri 2 hingga 8 darjah. Kedua-duanya tidak boleh wujud serentak.

Satu rujukan memberikan julat keseluruhan sebagai kecekapan 98% pada nisbah terendah sehingga 20% pada nisbah tertinggi. Rujukan lain menyatakan 50 hingga 90% bergantung kepada sudut pelarasan, bilangan mula dan geseran.

Kompromi ini tidak dapat dielakkan: kos penguncian sendiri mengurangkan lebih daripada separuh kuasa input anda.

Apa maksud ini bagi spesifikasi

Jika anda memerlukan ciri penguncian sendiri:

· Terima satu permulaan sahaja, sudut kecondongan rendah, kecekapan 40 hingga 50%

· Saiz motor mengikut kehilangan kuasa, bukan hanya beban

· Saiz gearboks mengikut haba, kerana kuasa yang hilang bertukar menjadi haba

·Masih pasang brek jika akibat pemanduan balik ialah kecederaan atau kerosakan

Jika anda memerlukan kecekapan:

· Pelbagai permulaan, sudut kecondongan 10 hingga 20 darjah, kecekapan 78 hingga 92%

· Terima bahawa pemacu akan berpusing secara songsang

· Pasang brek, pemberat lawan, atau gunakan jenis gear yang berbeza

Jika anda memerlukan kedua-duanya, pemacuan ulir (worm gearing) adalah pilihan yang salah. Pertimbangkan unit heliks atau heliks-bisel dengan brek pegangan yang sesuai.

Had terma

Kotak ulir (worm boxes) biasanya terhad secara terma berbanding terhad secara mekanikal . Gigi gear mampu menanggung tork yang lebih tinggi daripada yang boleh dibuang kotak sebagai haba.

Ini merupakan akibat langsung daripada angka kecekapan di atas. Pemacuan ulir satu permulaan (single start worm drive) pada kecekapan 45% menukar lebih daripada separuh kuasa masukannya menjadi haba dalam rumah yang kecil. Oleh sebab itu, katalog kotak pengurangan ulir menyenaraikan penarafan terma secara berasingan daripada penarafan mekanikal, dan penarafan terma sering kali menjadi had utama.

Akibat praktikal:

· Penarafan operasi berterusan jauh lebih rendah daripada penarafan operasi berselang

· Suhu persekitaran penting; kotak yang ditaraf dalam bengkel bersuhu 20 darjah bertindak berbeza dalam bilik kilang bersuhu 40 darjah

· Penyejukan paksa atau kotak yang lebih besar sering kali lebih murah berbanding menangani kegagalan awal

Julat Nisbah

Penutup gear cacing penurunan tunggal 5:1 hingga 75:1 mengikut satu rujukan, manakala rujukan lain menyebut 5:1 hingga 300:1 untuk gear cacing yang digunakan khusus bagi penurunan besar.

Kemampuan nisbah tinggi dalam satu peringkat merupakan kelebihan sebenar gear cacing, bersama susunan sudut tegak dan operasi senyap akibat sentuhan gelincir. Itulah sebab-sebab memilihnya. Ciri penguncian sendiri tidak patut disenaraikan.

Bagi sudut tekanan normal 20 darjah piawai, sudut landasan harus kekal di bawah 25 darjah .

Bahan

Roda cacing beroperasi dengan gangsa berhadapan cacing keluli keras. Sebabnya ialah sentuhan gelincir: gear cacing menggelincir bukan menggelinding, maka pasangan ini memerlukan bahan tidak serupa dengan ciri-ciri gelincir dan penyerapan yang baik. Gangsa berhadapan keluli merupakan kombinasi yang berkesan.

Cacing itu dikeraskan dan digiling; roda gigi adalah komponen yang dikorbankan. Ini dilakukan secara sengaja. Apabila bahagian pemacu haus, anda menggantikan bahagian yang lebih murah dan lebih mudah dipasang.

Halaju garis picth boleh mencapai 30 m/s dalam keadaan ideal, tetapi kebanyakan pemacu cacing industri beroperasi jauh di bawah nilai ini.

Soalan Lazim

Bolehkah saya menggunakan kotak gear cacing untuk menahan beban tanpa brek?

Tidak, jika kejatuhan beban boleh menyebabkan kerosakan. Panduan rasmi dari AGMA dan rujukan kejuruteraan yang telah ditetapkan secara tegas menyatakan bahawa set cacing tidak boleh dianggap sebagai kendali-diri (self-locking), dan secara khusus memberi amaran terhadap penggunaannya sebagai peranti brek dalam jentera angkat.

Kotak gear cacing saya telah menahan beban selama bertahun-tahun tanpa gelincir. Bukankah ia kendali-diri?

Ia bersifat kendali-diri secara statik dalam keadaan semasa. Jika anda menukar pelincir, membenarkan kehausan roda gigi, menambah getaran daripada peralatan baharu, atau meningkatkan beban, keadaan ini boleh berubah. Kendali-diri adalah suatu keadaan, bukan suatu sifat.

Mengapa kotak gear cacing saya beroperasi begitu panas?

Kerana pemacu cacing tidak cekap dan kuasa yang hilang menjadi haba. Semak sama ada anda berada dalam had penarafan haba dan bukan penarafan mekanikal; nombor-nombor ini berbeza dan had haba biasanya mencapai had maksimum dahulu.

Adakah cacing dua permulaan dapat menyelesaikan masalah ketidakcekapan saya?

Ia akan meningkatkan kecekapan dari julat 40 hingga 50% kepada julat 70 hingga 78%. Ia juga menghilangkan sebarang sifat kunci-diri. Pastikan tiada komponen dalam jentera yang bergantung pada sifat tersebut.

Apakah kecekapan yang perlu saya gunakan untuk penentuan saiz motor?

Gunakan nilai bagi nisbah dan bilangan permulaan khusus anda daripada data pengilang kotak gear, bukan nilai am. Julat kecekapan merentasi rekabentuk cacing cukup luas sehingga anggapan am akan menyebabkan penentuan saiz motor yang tidak tepat.

Adakah gangsa satu-satunya pilihan untuk roda cacing?

Ia merupakan piawaian atas sebab yang baik, tetapi jenis gangsa tertentu berbeza mengikut tugas. Nyatakan gred yang sesuai bersama pembekal kotak gear anda berdasarkan beban, kelajuan dan kitaran tugas.

Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. menghasilkan set cacing dan roda cacing, roda gangsa bersebelahan dengan cacing keluli keras yang telah digilap, dalam konfigurasi satu permulaan dan pelbagai permulaan. Beritahu kami nisbah, kitaran tugas, dan sama ada pemacu perlu menahan pemanduan balik; kami akan memberitahu anda secara jujur sama ada penggerak cacing merupakan pilihan yang sesuai untuk beban anda.