Raskaiden laitteiden akselikytkimien mitoitus: vääntömomentti, kohdistusvirhe ja valinta

Kaivostyömaalla 132 kW:n kuljetinkäyttö kävi läpi kolme kytkentää yhden käyttökauden aikana. Jokainen vaihto oli samankokoinen luettelossa, ja jokainen niistä epäonnistui navan hampaissa. Vika ei ollut materiaalin laatu; se oli mitoitusmenetelmä, jossa tarkasteltiin vain akselin halkaisijaa ja moottorin tehoa. Käyttöjakso sisälsi toistuvia käynnistyksiä kuormitetun hihnan alla, eikä kukaan ollut mitannut laskeutumisperustan aiheuttamaa kulmapoikkeamaa. Tämä opetus pätee koko raskaaseen teollisuuteen: raskaiden laitteiden akselikytkimien mitoitus on tekninen laskelma, ei luettelohaku.

Mitoituslogiikka, joka estää kenttävirheet

Työskentele oikeassa järjestyksessä ja useimmat kytkentähäiriöt katoavat. Laske sovelluksen vääntömomentti, käytä huoltokerrointa, joka heijastaa käytettävää konetta ja sen käyttöä, tunnista huippu- ja iskuolosuhteet, mittaa laitteen todellisuudessa aiheuttama kohdistusvirhe ja valitse vasta sitten kytkinkoko, joka täyttää kaikki rajoitukset samanaikaisesti. Kytkin, joka on täysin mitoitettu nimellismomentille, voi silti epäonnistua nopeasti, kun se toimii jatkuvalla kulmavirheellä tai kun käynnistysmomentti saavuttaa kolminkertaisen käyntivääntömomentin.

Suunniteltu vääntömomentti on koko laskennan ankkuri: Td = Tn x SF. Tn on tasaisen käytön aikana siirretty nimellismomentti ja SF on käyttökerroin. Raskaiden laitteiden kohdalla SF on harvoin alle 1,5 ja murskaimissa ja kääntömyllyissä usein 2,5–3,0. Kaksi taajuusmuuttajaa, joilla on sama moottorin vääntömomentti, voivat vaatia eri kytkinkokoja. Keskipakopumppu, joka käy tasaisesti nopeudella 1480 rpm, käyttää tyypillisesti huoltokerrointa 1,25, kun taas samalla moottorilla varustettu murskain tarvitsee 2,5 tai korkeamman iskunkuormituksen vuoksi. Alla olevassa taulukossa on lueteltu sähkömoottorikäytöissä yleisesti käytetyt huoltotekijät.

Kolme numeroa, jotka määräävät kytkimen koon

Jokainen akselikytkimen valinta koostuu kolmesta numerosta: vääntömomentti, poraus ja kohdistusvirhe. Nopeudella ja ympäristöllä on myös väliä, mutta nämä kolme määräävät kehyksen koon.

Nimellinen vääntömomentti

Pyörivälle käytölle nimellisvääntömomentti on T = 9550 x P / n, jossa P on kilowatteina, n on kierrosta minuutissa ja T on newtonmetreinä. 132 kW:n moottori nopeudella 1480 rpm siirtää näin ollen noin 852 Nm:n vääntöä tasaisella kuormituksella.

Huippuvääntömomentti

Sähkömoottorit tuottavat tyypillisesti 150-200 prosenttia nimellisvääntömomentista käynnistyksen aikana. Dieselmoottorit ja hydraulimoottorit voivat tuottaa jopa korkeampia huippuja. Kytkimen on kestettävä huippu, ei vain keskiarvo, koska huippumomentti rasittaa hampaita, napaa ja kiinnityselementtejä. Jos taajuusmuuttaja käynnistyy säännöllisesti kuormitettuna tai vaihtaa suuntaa, pidä huippumomenttia jatkuvana suunnittelutilanteena satunnaisen tapahtuman sijaan.

Porauskapasiteetti

Kytkin voi saavuttaa vääntömomenttitavoitteen, mutta silti epäonnistua, kun reikä on liian pieni akselille ja kiilauralle. Tarkista valitun rungon enimmäisreikä ja varmista, että kiilaura pystyy siirtämään suunniteltua vääntömomenttia murskaamatta sen reunoja. Kun aksiaalikuormat ovat suuret, harkitse lukituskokoonpanoa avaimen sijasta; kiristysvoima pitää navan tukevasti paikallaan ja poistaa kiilauran väsymisen.

Virheellinen kohdistus

Radiaalinen, kulma- ja aksiaalinen kohdistusvirhe lyhentää kytkimen käyttöikää, kun ne ylittävät nimellisarvot. Hammaspyöräkytkimet käsittelevät kulmavirheitä jopa noin 1,5 astetta silmää kohden, kun taas kalvokytkimet sietävät vähemmän, mutta tarjoavat suuremman vääntöjäykkyyden. Yleisakselit hyväksyvät suurimmat kulma- ja aksiaalisiirtymät, mikä tekee niistä standardin pitkän matkan tai liikkuville käytöille. Nopeus vahvistaa vaikutusta: korkeilla kierrosluvuilla pienetkin kulmavirheet synnyttävät tärinää ja dynaamisia kuormia, joita kytkintä ei koskaan suunniteltu kantamaan.

Perheiden yhdistäminen raskaita laitteita varten

Jokainen kytkinperhe ratkaisee erilaisen vääntömomentin, kohdistusvirheen ja nopeuden yhdistelmän. Kunkin perheen rajojen tunteminen on puolet mitoitustyöstä.

Rumpupyörän kytkimet

Rumpupyöräkytkimet ovat raskaan teollisuuden työhevosia. Niiden kruunuhammasmuoto vähentää reunapainetta ja mahdollistaa kulmavirheen ilman, että he menettävät vääntökapasiteetin. Kun taajuusmuuttajan on lähetettävä satoja kilonewtonmetrejä kompaktissa verhokäyrässä, leveä rumpuhammaskytkin on yleensä ensimmäinen valinta. The leveä rumpuvaihdekytkin, jolla on suuri kantavuus kattaa mylly-, kuljetin- ja nosturikäytöille tyypillisen poraus- ja vääntömomenttialueen, ja sen vaihdettavat vaihteistot yksinkertaistavat huoltoa. Saat laajemman kuvan siitä, miten nämä kytkimet käyttäytyvät käytössä, artikkelissa rumpuvaihteiden kytkimet raskaan teollisuuden käyttöjärjestelmiin selittää hampaiden geometrian, voitelun ja vikatilat.

RSK-GICL rumpuvaihdekytkin Leveä tyyppi Suuri kuormituskyky ja vääntömomentin siirto Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd on RSK-GICL-rumpuvaihteiston leveä tyyppi, korkea kuormituskyky ja vääntömomentin siirto Sup... Näytä tuote →

Yleisakselikytkimet

Kun käytettävä kone liikkuu suhteessa moottoriin tai käyttölinjassa on merkittävä kulmapoikkeama, nivelakseli on oikea ratkaisu. The tarkkuus kaksinkertainen yleisakseli säilyttää korkean voimansiirron tarkkuuden suurilla työskentelykulmilla ja on saatavana teleskooppiosilla, joissa akselin päiden välinen etäisyys muuttuu käytön aikana. Käyttökohteita ovat valssaamot, sekoitinkäytöt ja kaikki laitteet, joissa moottori ja työkone ovat erillisillä ja itsenäisesti liikkuvilla perustuksilla.

RSK-WS Precision yleisakseli Kaksoistyyppinen suurikulmainen vääntömomenttivaihteisto Sup Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd on RSK-WS Precision yleisakselin kaksoistyyppinen suurikulmainen vääntömomenttivaihteisto... Näytä tuote →

Kalvoliitännät

Vääntöjäykkyyden ja nollavälyksen vuoksi kalvokytkimet toimivat useimpia vaihtoehtoja paremmin. Turbokoneet, testipenkit ja nopeat pumppukäytöt käyttävät niitä, koska ne välittävät vääntömomentin ohuiden metallilevyjen läpi, jotka taipuvat elastisesti. Asemissa, joiden nopeus on enintään 10 000 rpm, a räätälöity nopea kalvokytkentä jopa 10 000 rpm estää voitelun ja kulumisen, ja täysmetallinen rakenne sopii korkeisiin ympäristön lämpötiloihin, joissa elastomeeriosat hajoavat nopeasti.

RSK:n räätälöity nopea kalvokytkin jopa 10000 rpm Toimittajat, Yritys - Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd on RSK:n räätälöity nopea kalvokytkin jopa 10 000 rpm: n toimittajat ja tukkumyynti ... Näytä tuote →

Elastomeeriset liitokset

Rengasliitokset ja tappi-holkkiliitokset lisäävät vääntöpehmeyttä ja kosteaa tärinää. Ne ovat taloudellisia valintoja alhaisemmille nopeuksille, kohtalaisen vääntömomentin käytöille, mutta niiden vääntötiheys on selvästi pienempi kuin vaihteisto- tai kalvomalleissa. Raskaissa laitteissa niitä esiintyy pääasiassa apukäytöissä ja pienissä kuljettimissa, joissa iskunvaimennus on tärkeämpää kuin tiiviys.

Vaiheittainen koon määritysmenettely

Alla oleva toimenpide sopii useimpiin raskaan kaluston käyttöihin, olitpa vaihtamassa viallista kytkintä tai suunnittelemassa uutta vaihteistoa.

1. Määritä nimellismomentti moottorin tehosta ja käyttönopeudesta.
2. Valitse huoltotekijä konetyypistä, käynnistystaajuudesta ja iskutasosta.
3. Laske suunniteltu vääntömomentti kertomalla nimellismomentti käyttökertoimella.
4. Tarkista huippuvääntömomentti käynnistys-, peruutus- tai pysähtymisolosuhteissa.
5. Mittaa asennuksen aiheuttama radiaalinen, kulma- ja aksiaalinen kohdistusvirhe.
6. Valitse kytkinrunko, jonka nimellismomentti on suunniteltua vääntömomenttia suurempi ja kohdistusvirhekapasiteetti ylittää mitatut arvot.
7. Tarkista reiän ja kiilauran mitat todellisia akselinpäitä vasten.
8. Tarkista maksiminopeus ja suorita suurnopeuksisille tai muuttuvanopeuksisille käytöille vääntövärähtelyanalyysi.
9. Tarkista ympäristö: lämpötila-alue, pöly, kosteus ja voitelu.

Yleisimmät kokovirheet ja niiden välttäminen

Useimmat kenttähäiriöt johtuvat jostakin seuraavista virheistä:

• Moottorin tyyppikilven vääntömomentin käyttäminen irrotus- tai pysähtymismomentin sijaan.
• Liian alhaisen käyttökertoimen valinta ajoittaista raskasta kuormaa varten.
• Mitataan kohdistusvirhe vain asennuksen yhteydessä ja jätetään huomioimatta lämpökasvu ja perustuksen painuma.
• Kytkimen valinta pelkän reiän koon mukaan, tarkistamatta vääntömomenttia.
• Ylimitoitus niin pitkälle, että kytkin ei enää suojaa järjestelmää ylikuormitukselta.
• Unohdetaan aksiaalinen pidätys, kun taajuusmuuttajalla on suuri aksiaalinen työntövoima.

Kun laitteiden on oltava eurooppalaisen käytännön mukaisia, opas DIN-kytkimien tyypit ja valinta selventää DIN-sarjan vääntöjäykkyyden, kohdistuskapasiteetin ja huoltovaatimusten vertailua.

Käytännön mitoitusesimerkki

Otetaan hihnakuljetin, jota käyttää 132 kW sähkömoottori nopeudella 1480 rpm, 80 mm:n moottorin akseli ja saman halkaisijan omaava vaihteiston syöttöakseli.

1. Nimellisvääntömomentti: Tn = 9550 x 132 / 1480 = 852 Nm.
2. Käyttökerroin kuljettimelle, jossa on kohtalainen isku ja usein käynnistyvät: 1,75.
3. Suunniteltu vääntömomentti: Td = 852 x 1,75 = 1491 Nm.
4. Huippukäynnistysmomentti 200 prosentin moottorin vääntömomentilla: noin 1704 Nm.
5. Valitse kytkinrunko, jonka mitoitusvääntö on yli 1491 Nm, maksimireikä vähintään 80 mm ja kiilaura, joka sopii akseliin.

Rumpupyöräkytkin, jonka nimellisvääntömomentti on 2000 Nm, maksimireikä 85 mm ja kulmapoikkeama noin 1,5 astetta, täyttäisi vaatimuksen kohtuullisella turvamarginaalilla. Seuraava pienempi runko, jonka vääntömomentti on 1200 Nm, epäonnistuisi suunnitellussa vääntömomentin tarkistuksessa, vaikka sen reikä sopiikin akseliin. Tästä syystä vääntömomentin laskennan tulee olla ennen porausvertailua.

Viimeiset tarkastukset ennen tilauksen tekemistä

Ennen kuin vahvistat kytkimen koon, tarkista seuraavat seikat:

• Varmista, että kytkinreikä sopii sekä moottorin akseliin että käytettävän koneen akseliin.
• Tarkista kiilauran mitat sovellettavan standardin mukaan.
• Päätä, tarvitaanko sovellukseen jarrupyörä- tai jarrulevyversio.
• Huomioi voiteluväli ja se, mahdollistaako asennuksen helpon pääsyn huoltoon.
• Pyydä vääntöanalyysi valmistajalta nopeille tai peruutuskuormille ennen koon viimeistelyä.

Raskaiden kaluston akselikytkimien mitoitus toimii parhaiten strukturoituna prosessina. Aloita vääntömomentista, käytä rehellistä huoltokerrointa, kunnioita huippuolosuhteita ja mittaa asennuksen aiheuttama virhe. Kun nämä luvut ovat oikein, kytkimen koko seuraa luonnollisesti, ja asennetulla osalla on realistinen mahdollisuus kestää niin kauan kuin konetta se palvelee.