EN
Zákazník špecifikuje špirálový prevodový mechanizmus pre zdvíhaciu aplikáciu, pretože špirálové prevody majú vlastný zámok, takže zaťaženie sa nemôže samovoľne vrátiť späť. Brzda nie je potrebná, čo znižuje náklady.
Toto zdôvodnenie sa vyskytuje v mnohých konštrukciách strojov a je dostatočne nebezpečné, aby sa objavilo ako výslovné upozornenie v technickej publikácii AGMA:
Poznámka: Špirálové prevodové súpravy by sa nemali považovať za samozamykajúce sa. Za určitých podmienok zaťaženia je možné obrátené otáčanie ozubenej kolesovej súčasti špirálového prevodu.
Uznávaný inžiniersky odborný zdroj to vyjadruje ešte jasnejšie a priamo uvádza príslušnú aplikáciu:
V praxi by sa špirálový prevodový mechanizmus nemal používať ako brzdné zariadenie v bezpečnostne kritických systémoch, napr. v zdvíhacích zariadeniach. Niektoré materiály a prevádzkové podmienky môžu spôsobiť samovoľné posunutie (backsliding) špirálového prevodu.
Ak navrhujete zdvíhacie zariadenie, výťah, bránu alebo akékoľvek iné zariadenie, pri ktorom môže pád zaťaženia spôsobiť zranenie osoby, musíte použiť brzdu. Geometria špirálového prevodu nie je náhradou za brzdu.
Tu je inžinierske odôvodnenie tohto tvrdenia.
Samozáverenie závisí od vzťahu medzi uhlom závitu červenej skrutky a uhlom trenia. Uverejnené vyhlásenia tohto pravidla zo troch nezávislých zdrojov:
· Samozáverenie nastáva, keď uhol závitu červenej skrutky sa rovná arctan(koeficient trenia), zvyčajne v rozsahu 2 až 8 stupňov dosah
· Keď je uhol závitu menší ako uhol trenia, ozubené koleso nemôže poháňať červenú skrutku v opačnom smere
· Podmienka je: uhol závitu < arctan(koeficient trenia)
Všetky tri zdroje hovoria to isté, len s použitím odlišnej notácie. Pod určitým uhlom závitu sa prevod odoláva pohánaniu v opačnom smere.
Kritérium využíva koeficient trenia. Ktorý koeficient trenia?
Pri nulovej rýchlosti šmyku je uverejnená hodnota 0.15. Ide o statickú hodnotu, ktorá je najvyššou hodnotou. V okamihu, keď začne dochádzať k šmyku, koeficient trenia klesá.
Jeden zdroj uvádza, že pre hranicu samozáverenia je relevantný práve statický koeficient trenia, pretože prevod nie je možné spustiť.
Toto je mechanizmus, ktorý spôsobuje zlyhania. V pokoji je trenie vysoké a pohonný ústroj udržiava zaťaženie. Ak sa však objaví vibrácia, pohonný ústroj začne vykazovať mikro-pohyb. Mikro-pohyb posúva kontakt zo statického stavu smerom k dynamickému stavu, kde je trenie nižšie. Uhol trenia, ktorý je k dispozícii na udržanie zaťaženia, sa zmenšuje a zaťaženie začína pomaly plaziť.
Vibrácia nie je exotický jav. Stačí stroj bežiaci v blízkosti, štartovanie motora na rovnakej konštrukcii alebo prechádzajúce vozidlo mimo budovy. Všetko to môže znemožniť statické samozáberné uzamknutie.
V publikovanej literatúre, ktorú sme našli, neexistuje kvantifikovaný faktor zníženia výkonu pre podmienky vibrácií. Samotná táto absencia je informujúca: technické riešenie nie je znížiť výkon pri samozábernom uzamknutí, ale nespoliehať sa naň.
Samozáberné uzamknutie a účinnosť sú dva pohľady na tú istú geometriu. Pohonný ústroj, ktorý odoláva spätnému poháňaniu, je pohonný ústroj, ktorý pri priamom poháňaní spotrebuje veľa energie.
Účinnosť červenej prevodovky podľa počtu začiatkov. Samozáverové správanie sa vyskytuje len v oblasti nízkej účinnosti.
Riadiaca rovnica:
η = tan(λ) / tan(λ + φ)
kde λ je uhol stúpania červenej prevodovky a φ je ekvivalentný uhol trenia.
Publikovaný vypočítaný príklad: pre jednozačiatkový červený prevod s λ = 5 stupňov a φ = 6 stupňov je účinnosť 45,01 %.
Účinnosť podľa počtu začiatkov červenej prevodovky:
| Typ červenej prevodovky | Publikovaná účinnosť |
| Jednozačiatkový | 40 až 50 % |
| Jednoduchý začiatok, dobré podmienky a vysoká presnosť obrábania | 50 až 70 % |
| Dvojitý začiatok | 70 až 78 % |
| Viacnásobný začiatok | 78 až 92 % |
Pre návrhy s vysokou účinnosťou sa odporúča uhol stúpania 10 až 20 stupňov . Všimnite si, že táto hodnota je výrazne vyššia ako pásmo samozáveru 2 až 8 stupňov. Nie je možné dosiahnuť oboje naraz.
Jeden zdroj uvádza celkový rozsah účinnosti od 98 % pri najnižších prevodových pomeroch až po 20 % pri najvyšších. Iný zdroj uvádza 50 až 90 % v závislosti od uhla stúpania, počtu začiatkov a trenia.
Tento kompromis je nevyhnutný: samozáveranie spotrebuje viac ako polovicu vstupnej výkonovej kapacity.
Ak potrebujete samozáveranie:
· Prijať jednoduchý závit, malý uhol stúpania, účinnosť 40 až 50 %
· Zvoľte veľkosť motora podľa straty výkonu, nie len podľa zaťaženia
· Zvoľte veľkosť prevodovky podľa tepla, pretože stratový výkon sa mení na teplo
·Stále namontujte brzdu ak by spätné poháňanie mohlo spôsobiť zranenie alebo poškodenie
Ak potrebujete vysokú účinnosť:
· Viaczávitový, uhol stúpania 10 až 20 stupňov, účinnosť 78 až 92 %
· Prijať, že pohonný mechanizmus bude spätné poháňanie
· Nainštalovať brzdu, protizávažie alebo použiť iný typ ozubeného kolesa
Ak potrebujete oboje, červený prevodový mechanizmus je nesprávnou voľbou. Zvážte helikoidný alebo kužeľový helikoidný mechanizmus s vhodnou udržiavacou brzdou.
Červené prevodovky sú zvyčajne obmedzené tepelne namiesto mechanicky . Ozubené kolesá by mohli prenášať vyšší krútiaci moment, než je schopná prevodovka odviesť vo forme tepla.
Toto je priamym dôsledkom vyššie uvedených údajov o účinnosti. Jednochodový červený prevod s účinnosťou 45 % premieňa viac ako polovicu vstupnej energie na teplo v malom puzdre. Preto katalógy červených prevodoviek uvádzajú tepelné zaťaženie samostatne od mechanického zaťaženia a preto je tepelné zaťaženie často rozhodujúcim obmedzením.
Praktické dôsledky:
· Hodnoty pre nepretržitý prevádzkový režim sú výrazne nižšie ako hodnoty pre prerušovaný prevádzkový režim
· Okolitá teplota má význam; prevodovka, ktorá je vyhodnotená v dielni s teplotou 20 °C, sa správa inak v strojovni s teplotou 40 °C
· Vynútené chladenie alebo väčšia skriňa je často lacnejšie ako riešenie predčasného zlyhania
Krytia jednostupňových červených prevodov 5:1 až 75:1 podľa jedného zdroja, pričom iný uvádza 5:1 až 300:1 pre červené prevody používané špecificky na veľké prevodové pomery.
Vysoká prevodová schopnosť v jednom stupni je skutočnou výhodou červených prevodov, spolu s usporiadaním pod pravým uhlom a tichým chodom, ktorý vyplýva zo šmykovejho kontaktu. To sú dôvody, prečo sa tento typ prevodu volí. Samozáber by nemal byť medzi týmito dôvodmi.
Pre štandardný normálny tlakový uhol 20 stupňov by uhol stúpania mal zostať pod 25 stupňov .
Červené kolesá bežia z bronzového materiálu proti kalenému ocele červenej skrutky. Dôvodom je šmykový kontakt: červené prevody sa pohybujú šmykom namiesto valenia, preto potrebuje pár rozdielne materiály s dobrými vlastnosťami šmyku a zabudovania. Bronz v kombinácii s oceľou je tá kombinácia, ktorá funguje.
Červ je kalený a brousený; koleso je komponent, ktorý sa obetuje. Toto je zámerné. Keď sa pohonná súčiastka opotrebuje, vymeníte lacnejšiu a jednoduchšie vymeniteľnú časť.
Rýchlosť na čiarke rozstupu môže dosiahnuť 30 m/s za ideálnych podmienok, avšak väčšina priemyselných červových prevodoviek pracuje výrazne nižšie ako táto hodnota.
Môžem použiť červovú prevodovku na udržanie zaťaženia bez brzdy?
Nie v prípadoch, keď pád zaťaženia spôsobí škodu. Oficiálne pokyny od AGMA a uznávané inžinierske referencie jasne uvádzajú, že červové súpravy nesmú byť považované za samozáberné a výslovne varujú pred ich používaním ako brzdné zariadenia v zdvíhacích zariadeniach.
Moja červová prevodovka udržiava zaťaženie už roky bez prešmyku. Nie je teda samozáberná?
Je staticky samozáberná za súčasných podmienok. Zmena maziva, opotrebovanie ozubenia, vibrácie od nového zariadenia alebo zvýšenie zaťaženia môžu túto situáciu zmeniť. Samozábernosť je stav, nie vlastnosť.
Prečo sa moja červová prevodovka tak veľmi zahrieva?
Pretože červené prevody sú neefektívne a stratový výkon sa mení na teplo. Skontrolujte, či ste v rámci tepelnej záťažovej kapacity, nie mechanickej záťažovej kapacity; ide o odlišné hodnoty a tepelná kapacita zvyčajne obmedzuje systém ako prvá.
Vyrieši dvojchodový červený prevod môj problém s efektívnosťou?
Zvýši efektívnosť z rozsahu 40 až 50 % na rozsah 70 až 78 %. Zároveň odstráni akúkoľvek samozámkovaciu funkciu. Uistite sa, že nič v stroji nezávisí od tejto funkcie.
Akú efektívnosť mám použiť pri výbere motora?
Použite hodnotu pre vašu konkrétnu prevodovú pomer a počet chodov z údajov výrobcu prevodovky, nie všeobecnú hodnotu. Rozsah efektívnosti medzi jednotlivými návrhmi červených prevodov je taký široký, že všeobecný predpoklad by viedol k nesprávnemu výberu motora.
Je bronz jedinou možnosťou pre červené koleso?
Je to štandard z dobrého dôvodu, avšak konkrétny typ bronzu sa líši podľa zaťaženia. Uveďte triedu materiálu u svojho dodávateľa prevodovky na základe zaťaženia, rýchlosti a cyklu prevádzky.
Spoločnosť Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. vyrába súpravy červeníc a červenícových kolies, kde sa bronzové koleso dotýka kaleného a brouseného ocele červenice, v jednoduchých aj viacstartových konfiguráciách. Uveďte nám premenový pomer, cyklus zaťaženia a či musí pohonný systém odolať spätnému pohybu (back-driving), a my Vám uprimne povieme, či je červenica vhodnou voľbou pre Vašu záťaž.