EN
Een klant specificeert een wormreductiebox voor een heftoepassing omdat wormaandrijvingen zelfremmend zijn, zodat de last niet terug kan lopen. Geen rem nodig, kosten bespaard.
Deze redenering komt veelvuldig voor in machineontwerpen en is zo gevaarlijk dat deze expliciet wordt gewaarschuwd in een technisch AGMA-paper:
Let op: Wormwielen mogen niet als zelfremmend worden beschouwd. Onder bepaalde belastingsomstandigheden is achterwaartse beweging van het wormwiel mogelijk.
Een erkende technische naslagwerk formuleert dit nog duidelijker, met nadruk op de toepassing:
In de praktijk mag een worm niet worden gebruikt als remmiddel voor veiligheidsgerelateerde systemen, bijvoorbeeld hijsmachines. Sommige materiaaleigenschappen en bedrijfsomstandigheden kunnen leiden tot achteruitglijden van een wormwiel.
Als u een hijsmachine, lift, poort of iets anders ontwerpt waarbij een vallende last letsel kan veroorzaken, heeft u een rem nodig. De wormgeometrie is geen vervanging hiervoor.
Hieronder volgt de technische achtergrond hiervan.
Zelfklemming hangt af van de relatie tussen de wormstijghoek en de wrijvingshoek. In drie onafhankelijke bronnen wordt de regel als volgt geformuleerd:
· Zelfklemming treedt op wanneer de wormstijghoek gelijk is aan arctan(wrijvingscoëfficiënt), meestal in het bereik van 2 tot 8 graden bereik
· Wanneer de stijghoek kleiner is dan de wrijvingshoek, kan het wormwiel de worm niet in omgekeerde richting aandrijven
· De voorwaarde luidt: stijghoek < arctan(wrijvingscoëfficiënt)
Alle drie de bronnen formuleren hetzelfde principe, maar met verschillende notatie. Onder een bepaalde stijghoek verzet de aandrijving zich tegen terugaandrijving.
Het criterium maakt gebruik van een wrijvingscoëfficiënt. Welke wrijvingscoëfficiënt?
Bij nul glijdsnelheid bedraagt de gepubliceerde waarde 0.15. Dat is de statische waarde, en tevens de hoogste waarde. Zodra glijden begint, daalt de wrijvingscoëfficiënt.
Eén bron merkt op dat de statische coëfficiënt de relevante is voor de zelfklemgrens, juist omdat de tandwieloverbrenging niet in beweging kan worden gezet.
Dit is het mechanisme achter de storingen. In rust is de wrijving hoog en houdt de aandrijving de belasting vast. Bij trillingen ondergaat de aandrijving microbeweging. Deze microbeweging verplaatst het contact van de statische naar de dynamische toestand, waarbij de wrijving lager is. De beschikbare wrijvingshoek om de belasting vast te houden neemt af, waardoor de belasting begint te kruipen.
Trillingen zijn geen exotische omstandigheid. Een machine die in de buurt draait, een motor die op hetzelfde frame opstart, of een voertuig dat buiten het gebouw voorbijrijdt: al deze factoren kunnen statische zelfblokkering onderschepen.
Er bestaat geen gekwantificeerde trillingsverminderingsfactor in de gepubliceerde literatuur die wij konden vinden. Dat ontbreken is op zich al informatief: het technische antwoord is niet om de zelfblokkering te verminderen, maar om er niet op te vertrouwen.
Zelfblokkering en efficiëntie zijn twee perspectieven op dezelfde geometrie. Een aandrijving die weerstand biedt tegen terugdraaien, is een aandrijving die veel energie verspilt bij voorwaartse beweging.
Wormaandrijfrendement op basis van het aantal starts. Zelfvergrendelend gedrag komt alleen voor in het gebied met laag rendement.
De bepalende formule:
η = tan(λ) / tan(λ + φ)
waarbij λ de wormstijghoek is en φ de equivalente wrijvingshoek.
Een gepubliceerd voorbeeld: voor een enkelstartworm met λ = 5 graden en φ = 6 graden bedraagt het rendement 45,01%.
Rendement op basis van het aantal wormstarts:
| Wormtype | Gepubliceerd rendement |
| Enkelstart | 40 tot 50% |
| Enkele start, goede omstandigheden en hoge bewerkingsnauwkeurigheid | 50 tot 70% |
| Dubbele start | 70 tot 78% |
| Meervoudige start | 78 tot 92% |
Voor hoogrenderende ontwerpen is de aanbevolen spoekhoek 10 tot 20 graden . Let op: dit ligt ver boven de zelfklemmende band van 2 tot 8 graden. Beide tegelijk is onmogelijk.
Een referentie geeft het algemene bereik aan als 98% rendement bij de laagste overbrengingsverhoudingen, afnemend tot 20% bij de hoogste. Een andere bron noemt 50 tot 90%, afhankelijk van spoekhoek, aantal starts en wrijving.
De afweging is onvermijdelijk: zelfklemmend gedrag kost u meer dan de helft van uw ingangsvermogen.
Als u zelfklemmend gedrag nodig hebt:
· Accepteer één start, lage draaihoek, 40 tot 50% rendement
· Dimensioneer de motor op basis van de verliezen, niet alleen op basis van de belasting
· Dimensioneer de versnellingsbak op basis van de warmte, omdat het verloren vermogen wordt omgezet in warmte
·Plaats toch een rem als gevolg van terugdraaien letsel of schade kan veroorzaken
Als u rendement nodig hebt:
· Meerdere starts, draaihoek van 10 tot 20 graden, 78 tot 92%
· Accepteren dat de aandrijving in omgekeerde richting kan draaien
· Een rem, een tegenwicht monteren of een ander type tandwiel gebruiken
Als u beide functies nodig hebt, is wormoverbrenging de verkeerde keuze. Overweeg een schroef- of conisch-schroefvormig toestel met een geschikte houdrem.
Wormkasten zijn meestal thermisch beperkt in plaats van mechanisch beperkt . De tandwieltanden zouden meer koppel kunnen overbrengen dan de kast als warmte kan afvoeren.
Dit is een direct gevolg van de bovenstaande rendementscijfers. Een enkelstart-wormaandrijving met 45% rendement zet meer dan de helft van het ingaande vermogen om in warmte binnen een kleine behuizing. Daarom vermelden catalogi van wormkasten een thermische nominale waarde afzonderlijk van de mechanische nominale waarde, en is de thermische nominale waarde vaak de bepalende beperking.
Praktische gevolgen:
· Continuebedrijfsnominaalwaarden zijn veel lager dan onderbrekingsbedrijfsnominaalwaarden
· De omgevingstemperatuur is van belang; een kast die is genormeerd voor een werkplaats van 20 graden gedraagt zich anders in een installatieruimte van 40 graden
· Geforceerde koeling of een grotere behuizing is vaak goedkoper dan het omgaan met vroegtijdig uitvallen
Enkelvoudige reductie wormoverbrengingen deksels 5:1 tot 75:1 volgens één bron, terwijl een andere bron 5:1 tot 300:1 noemt voor wormoverbrengingen die specifiek worden gebruikt bij grote reducties.
De mogelijkheid tot een hoge overzetverhouding in één trap is het echte voordeel van wormoverbrengingen, samen met de rechte-hoekopstelling en de stille werking die voortkomt uit het glijdende contact. Dat zijn de redenen om ervoor te kiezen. Zelfvergrendeling hoort niet op die lijst te staan.
Voor een standaard normale drukhoek van 20 graden dient de schroefhoek onder te blijven 25 graden .
Wormwielen draaien brons tegen een geharde stalen worm. De reden is het glijdende contact: wormoverbrengingen glijden in plaats van rollen, dus het paar vereist ongelijksoortige materialen met goede glij- en insluitingseigenschappen. Brons tegen staal is de combinatie die werkt.
De worm is gehard en geslepen; het wiel is het weggebruikte onderdeel. Dit is opzettelijk. Wanneer de aandrijving versleten raakt, vervangt u het goedkoper en eenvoudiger te vervangen onderdeel.
De spoedlijnsnelheid kan onder ideale omstandigheden 30 m/s bereiken, maar de meeste industriële wormaandrijvingen draaien ver lager dan dit.
Kan ik een wormreductiebox gebruiken om een last vast te houden zonder rem?
Niet waarbij een vallende last schade kan veroorzaken. Officiële richtlijnen van AGMA en erkende technische naslagwerken stellen expliciet dat wormsetten niet als zelfremmend mogen worden beschouwd en waarschuwen specifiek tegen het gebruik ervan als remmiddel in hijsinstallaties.
Mijn wormreductiebox heeft jarenlang een last vastgehouden zonder slippen. Is deze dan niet zelfremmend?
Hij is statisch zelfremmend onder de huidige omstandigheden. Wijzig de smeermiddel, laat het tandwiel slijten, voeg trillingen toe door nieuwe apparatuur of verhoog de belasting, en dit kan veranderen. Zelfremming is een toestand, geen eigenschap.
Waarom wordt mijn wormreductiebox zo heet?
Omdat wormaandrijvingen ondoelmatig zijn en het verloren vermogen wordt omgezet in warmte. Controleer of u binnen de thermische belastbaarheid blijft, in plaats van de mechanische belastbaarheid; dit zijn verschillende waarden en meestal is de thermische belastbaarheid de beperkende factor.
Zou een tweeslagige worm mijn efficiëntieprobleem oplossen?
Dat zou de efficiëntie verhogen van het bereik van 40 tot 50% naar het bereik van 70 tot 78%. Het elimineert ook elk zelfremmend gedrag. Zorg ervoor dat niets in de machine afhankelijk is van dat zelfremmend gedrag.
Welke efficiëntiewaarde moet ik gebruiken voor het dimensioneren van de motor?
Gebruik de waarde die specifiek geldt voor uw overbrengingsverhouding en slaggetal, zoals vermeld in de gegevens van de versnellingsbakfabrikant, en niet een algemene waarde. Het efficiëntiebereik bij wormontwerpen is zo breed dat een algemene aanname leidt tot verkeerd dimensioneren van de motor.
Is brons de enige optie voor het wormwiel?
Brons is de standaard om goede redenen, maar het specifieke brons varieert afhankelijk van de toepassing. Geef de kwaliteit samen met uw versnellingsbakleverancier op, gebaseerd op belasting, snelheid en bedrijfscyclus.
Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. produceert worm- en wormwielsets, met een brons wiel tegen een gehard en geslepen staalworm, in éénpits- en meerpitsconfiguraties. Laat ons weten welke overbrengingsverhouding u nodig hebt, wat de bedrijfscyclus is en of de aandrijving moet weerstaan tegen achterwaartse aandrijving; dan vertellen wij u eerlijk of wormoverbrenging de juiste keuze is voor uw belasting.