EN
En kunde spesifiserer en skrugevindgetrieboks for en heiseapplikasjon fordi skrugevinddrivere er selvstengende, slik at lasten ikke kan rulle tilbake nedover. Ingen bremse nødvendig, kostnader spart.
Dette resonnementet forekommer i mange maskinkonstruksjoner, og det er farlig nok til at det dukker opp som en eksplisitt advarsel i en teknisk AGMA-artikkel:
Merk: Skrugevindsett bør ikke betraktes som selvstengende. Under visse belastningsforhold er omvendt bevegelse av skrugevindhjulet mulig.
En etablert ingeniørreferanse uttrykker det mer direkte og navngir applikasjonen:
I praksis bør en skrugevind ikke brukes som en bremsingsenhet for sikkerhetsrelaterte systemer, f.eks. heiser. Noen material- og driftsforhold kan føre til at en skrugevindglir bakover.
Hvis du designer en heis, en løfteanordning, en port eller noe annet der en fallende last kan skade noen, trenger du en bremse. Skrugevindens geometri er ikke et erstatningsalternativ.
Her er ingeniørbegrunnelsen for dette.
Selvlokking avhenger av forholdet mellom skruvens stigningsvinkel og friksjonsvinkelen. Offentliggjorte formuleringer av regelen fra tre uavhengige kilder:
· Selvlokking oppstår når skruvens stigningsvinkel tilsvarer arctan(friksjonskoeffisienten), vanligvis i området 2 til 8 grader spann
· Når stigningsvinkelen er mindre enn friksjonsvinkelen, kan skruvhjulet ikke drive skruven i revers
· Betingelsen er: stigningsvinkel < arctan(friksjonskoeffisienten)
Alle tre kildene uttrykker det samme, men med ulik notasjon. Under en viss stigningsvinkel motsetter drivsystemet seg bakløping.
Kriteriet bruker en friksjonskoeffisient. Hvilken friksjonskoeffisient?
Ved null glidhastighet er den offentliggjorte verdien 0.15. Dette er den statiske verdien, og den er den høyeste. Så snart gliding begynner, synker friksjonskoeffisienten.
En kilde påpeker at den statiske koeffisienten er den relevante for selvlokkinggrensen, nettop fordi gearhjulet ikke kan startes.
Dette er mekanismen bak feilene. I ro-tilstand er friksjonen høy, og drivverket holder. Introduser vibrasjon, og drivverket opplever mikrobevegelser. Mikrobevegelser flytter kontakten fra statisk tilstand mot dynamisk tilstand, der friksjonen er lavere. Friksjonsvinkelen som er tilgjengelig for å holde lasten krymper, og lasten begynner å krype.
Vibrasjon er ikke en eksotisk betingelse. En maskin som kjører i nærheten, en motor som starter på samme ramme, eller et kjøretøy som passerer utenfor bygningen – alt dette kan overvinne statisk selv-låsing.
Det finnes ingen kvantifisert vibrasjonsnedjusteringsfaktor i den publiserte litteraturen vi kunne finne. Denne fraværet er i seg selv informativt: det tekniske svaret er ikke å nedjustere selv-låsing, men å ikke stole på den.
Selv-låsing og effektivitet er to sider av samme geometri. Et drivverk som motstår bakoverdrift er et drivverk som spiller bort mye energi ved framoverdrift.
Effektivitet for skruemekanisme basert på antall ganger den starter. Selv-låsende oppførsel finnes bare i området med lav effektivitet.
Den styrende formelen:
η = tan(λ) / tan(λ + φ)
der λ er skruens stigningsvinkel og φ er den ekvivalente friksjonsvinkelen.
Et publisert regneeksempel: For en skrue med én start, der λ = 5 grader og φ = 6 grader, er effektiviteten 45,01 %.
Effektivitet etter antall skruestarter:
| Skruetype | Publisert effektivitet |
| Én start | 40 til 50 % |
| Enkel start, gode forhold og høy bearbeidlingsnøyaktighet | 50 til 70 % |
| Dobbel start | 70–78 % |
| Flerstart | 78 til 92 % |
For høyeffektive design er den anbefalte stigningsvinkelen 10 til 20 grader . Merk at dette ligger langt over den selvlåsende båndbredden på 2 til 8 grader. Du kan ikke ha begge deler.
En referanse angir den totale virkningsgradspannen som 98 % ved laveste overføringsforhold, ned til 20 % ved høyeste. En annen oppgir 50 til 90 % avhengig av stigningsvinkel, antall starter og friksjon.
Kompromisset er uniktelig: selvlokking koster deg mer enn halvparten av inngangseffekten din.
Hvis du trenger selvlokking:
· Godta enkel start, lav stigningsvinkel, 40 til 50 % virkningsgrad
· Dimensjoner motoren for tapene, ikke bare for belastningen
· Dimensjoner girboksen for varme, fordi den mistede effekten blir varme
·Monter likevel en bremse hvis konsekvensen av bakoverdrift er skade eller personskade
Hvis du trenger høy virkningsgrad:
· Flere startsnekker, stigningsvinkel på 10 til 20 grader, 78 til 92 %
· Aksepter at drivverket vil drive tilbake
· Monter en bremse, en motvekt eller bruk en annen type tannhjul
Hvis du trenger begge deler, er skrugeartannhjul den feilaktige valget. Vurder i stedet et helikalt eller skråtannet enhet med en egnet fastholdelsesbremse.
Skrugeartannkasser er vanligvis termisk begrenset snarere enn mekanisk begrenset . Tannhjulene kunne overføre mer dreiemoment enn kassen kan avgi som varme.
Dette er en direkte konsekvens av virkningsgradstallene ovenfor. Et skrugeartannhjul med én start og 45 % virkningsgrad omdanner mer enn halvparten av inngående effekt til varme i en liten kasse. Derfor oppgir kataloger for skrugeartannkasser en termisk kapasitet separat fra den mekaniske kapasiteten, og den termiske kapasiteten er ofte den avgjørende begrensningen.
Praktiske konsekvenser:
· Kontinuerlige driftskapasiteter er mye lavere enn periodiske driftskapasiteter
· Omgivelsestemperaturen har betydning; en kasse som er rangert for en verkstedstemperatur på 20 grader oppfører seg annerledes i et anlegg med 40 grader.
· Tvungen kjøling eller en større boks er ofte billigere enn å håndtere tidlig svikt
Enkelttrinns skrugearedekskapsler 5:1 til 75:1 ifølge én kilde, mens en annen oppgir 5:1 til 300:1 for skrugeare som brukes spesielt for store reduksjoner.
Den høye overføringsforholdskapasiteten i ett trinn er den reelle fordelen med skrugeare, sammen med vinkelrett plassering og den stille driften som følger av gli-kontakten. Det er disse grunnene man velger den. Selv-låsing bør ikke være på listen.
For en standard normalt trykkvinkel på 20 grader bør stigningsvinkelen forbli under 25 grader .
Skrugehjul kjører bronse mot en herdet stål-skruge. Årsaken er gli-kontakten: skrugeare glir fremfor å rulle, så paret krever ulike materialer med gode gli- og inbygnings-egenskaper. Bronse mot stål er kombinasjonen som fungerer.
Vormhjulet er herdet og slipes; hjulhjulet er den offerbare komponenten. Dette er av hensikt. Når drivverket slites ut, bytter du ut den billigere og enklere delen.
Steglinjehastigheten kan nå 30 m/s under ideelle forhold, men de fleste industrielle vormdrivver kjører langt lavere enn dette.
Kan jeg bruke et vormreduksjonsutstyr til å holde en last uten bremse?
Ikke der en fallende last kan føre til skade. Offentlig veiledning fra AGMA og etablerte tekniske referanser sier uttrykkelig at vormsett ikke skal betraktas som selv-låsende, og advarer spesifikt mot å bruke dem som bremseenheter i heiser.
Mitt vormreduksjonsutstyr har holdt en last i år uten å gli. Er det da ikke selv-låsende?
Det er statisk selv-låsende under gjeldende forhold. Bytt smøremiddel, la tannhjulet slites, legg til vibrasjon fra ny utstyr eller øk lasten – og dette kan endres. Selv-låsing er en tilstand, ikke en egenskap.
Hvorfor blir vormreduksjonsutstyret mitt så varmt?
Fordi ormekjøler er ineffektive, og den mistede effekten blir varme. Sjekk om du er innenfor den termiske kapasiteten i stedet for den mekaniske kapasiteten; det er ulike tall, og den termiske kapasiteten begrenser vanligvis først.
Vil en dobbeltgående ormekjøler løse effektivitetsproblemet mitt?
Det vil øke effektiviteten fra 40–50 % til 70–78 %. Det fjerner også all selv-låsende oppførsel. Sørg for at ingenting i maskinen avhenger av denne egenskapen.
Hvilken effektivitet skal jeg bruke ved dimensjonering av motoren?
Bruk tallet for ditt spesifikke overføringsforhold og startantall fra gearboksen produsents data, ikke en generell verdi. Variasjonen i effektivitet mellom ulike ormekjøler er så stor at en generell antakelse vil føre til feildimensjonering av motoren.
Er bronse den eneste muligheten for ormeskiven?
Bronse er standard av gode grunner, men den spesifikke bronsetypen varierer med bruksområdet. Angi kvaliteten sammen med leverandøren av gearboksen basert på belastning, hastighet og driftssyklus.
Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. produserer skru- og skruhjulsett, med bronsehjul mot herdet, slipeslepet stålskru, i enkelte og flerstartkonfigurasjoner. Gi oss forholdet, driftsytelsen og om drivverket må motstå bakoverdrift, og vi vil gi deg en ærlig vurdering av om skruutveksling er det riktige valget for din belastning.