Tengelytengelykapcsolók méretezése nehézgépekhez: nyomaték, eltolódás és kiválasztás

Egy bányatelepen egy 132 kW-os szállítószalag meghajtás három tengelykapcsolón ment keresztül egy üzemi szezonban. Mindegyik csere azonos katalógusméretű volt, és mindegyik meghibásodott az agy fogainál. A hiba nem az anyagminőségben volt; ez egy olyan méretezési módszer volt, amely csak a tengely átmérőjét és a motor teljesítményét vizsgálta. A munkaciklus tartalmazta a gyakori indításokat terhelt szalag alatt, és senki nem mérte az ülepítőalap által okozott szögeltérést. Ez a lecke a nehéziparban érvényes: a nehéz berendezések tengelykapcsolóinak méretezése mérnöki számítás, nem katalógus-keresés.

A méretezési logika, amely megakadályozza a terepi hibákat

A megfelelő sorrendben dolgozzon, és a legtöbb tengelykapcsoló meghibásodás megszűnik. Számítsa ki az alkalmazási nyomatékot, alkalmazzon egy szerviztényezőt, amely tükrözi a hajtott gépet és annak működését, azonosítsa a csúcs- és lökésviszonyokat, mérje meg a berendezés által ténylegesen előidézett beállítási eltérést, és csak ezután válasszon egy olyan tengelykapcsoló méretet, amely egyidejűleg megfelel minden kényszernek. A névleges nyomatékra tökéletesen névleges tengelykapcsoló gyorsan meghibásodhat, ha folyamatos szögeltérés mellett fut, vagy ha az indítónyomaték eléri a futási nyomaték háromszorosát.

A tervezési nyomaték a teljes számítás horgonyja: Td = Tn x SF. Tn az állandó üzemben átvitt névleges nyomaték, az SF pedig a szerviztényező. Nehéz berendezések esetében az SF ritkán marad 1,5 alatt, és gyakran eléri a 2,5-3,0 értéket a zúzógépek és az irányváltó malmok esetében. Két, azonos motornyomatékú hajtáshoz különböző tengelykapcsoló-méretek szükségesek. A folyamatosan, 1480 ford./perc sebességgel működő centrifugálszivattyú jellemzően 1,25-ös szerviztényezőt használ, míg az azonos motorral rendelkező törőgépnek 2,5-ös vagy magasabb értékre van szüksége a lökésterhelés miatt. Az alábbi táblázat az elektromos motoros hajtásokhoz általánosan használt szerviztényezőket sorolja fel.

A három szám, amely meghatározza a csatolás méretét

Minden tengelytengelykapcsoló-választás három számra vonatkozik: nyomaték, furat és eltolás. A sebesség és a környezet is számít, de ez a három határozza meg a keret méretét.

Névleges nyomaték

Egy forgó hajtásnál a névleges nyomaték T = 9550 x P / n, ahol P kilowattban, n fordulat/percben, T pedig newtonméterben jelenik meg. Egy 132 kW-os motor 1480 ford./perc fordulatszámon ezért körülbelül 852 Nm nyomatékot ad át állandó terhelés mellett.

Csúcsnyomaték

Az elektromos motorok általában a névleges nyomaték 150-200 százalékát adják le indításkor. A dízelmotorok és a hidraulikus motorok még magasabb csúcsokat képesek produkálni. A tengelykapcsolónak túl kell élnie a csúcsot, nem csak az átlagot, mert a csúcsnyomaték megterheli a fogakat, az agyat és a rögzítőelemeket. Ha a hajtás rendszeresen elindul terhelés alatt vagy megfordítja az irányt, a csúcsnyomatékot tekintse folyamatos tervezési feltételnek, ne pedig alkalmi eseménynek.

Furatkapacitás

A tengelykapcsoló elérheti a célnyomatékot, de akkor is meghibásodik, ha a furat túl kicsi a tengelyhez és a reteszhornyhoz. Ellenőrizze a kiválasztott keret maximális furatát, és győződjön meg arról, hogy a reteszhorony át tudja-e adni a tervezett nyomatékot anélkül, hogy összenyomná az éleit. Ha nagy az axiális terhelés, fontolja meg a reteszelőegységet a kulcs helyett; a szorítóerő biztonságosan tartja az agyat, és kiküszöböli a reteszhorony kifáradását.

Eltérés

A sugárirányú, szög- és tengelyirányú eltérések mind lerövidítik a tengelykapcsoló élettartamát, ha túllépik a névleges értékeket. A fogaskerekes tengelykapcsolók hálónként nagyjából 1,5 fokos szögeltolódást kezelnek, míg a membrános tengelykapcsolók kevesebbet tolerálnak, de nagyobb torziós merevséget biztosítanak. Az univerzális tengelyek a legnagyobb szög- és tengelyirányú elmozdulásokat fogadják el, így a nagy távolságú vagy mozgó hajtások standardjai. A sebesség felerősíti a hatást: magas fordulatszámon már kis szöghibák is olyan vibrációt és dinamikus terhelést keltenek, amelyre a tengelykapcsolót soha nem tervezték.

Családok összekapcsolása nehézgépekhez

Mindegyik tengelykapcsoló család a nyomaték, az eltolódás és a fordulatszám eltérő kombinációját oldja meg. Az egyes családok határainak ismerete a méretezési munka fele.

Dob fogaskerekes tengelykapcsolók

A dobfogaskerekes tengelykapcsolók a nehézipar igáslovai. Koronás fogazatuk csökkenti az élnyomást, és lehetővé teszi a szögeltéréseket anélkül, hogy a nyomatékkapacitást feladnák. Amikor a hajtásnak több száz kilonewtonmétert kell továbbítania egy kompakt burokban, általában a széles típusú dobfogaskerekes tengelykapcsoló az első választás. A széles típusú dobfogaskerekes tengelykapcsoló nagy teherbírással lefedi a malom-, szállítószalag- és daruhajtásokra jellemző furat- és nyomatéktartományt, cserélhető fogaskerekei pedig leegyszerűsítik a karbantartást. Ha átfogóbb képet szeretne látni arról, hogyan viselkednek ezek a tengelykapcsolók a szolgáltatás során, tekintse meg a következő cikket dobfogaskerekes tengelykapcsolók nehézipari hajtásrendszerekhez elmagyarázza a fogak geometriáját, a kenést és a meghibásodási módokat.

RSK-GICL Dobfogaskerekes tengelykapcsoló széles típus Nagy teherbírás és nyomatékátvitel A Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd. az RSK-GICL dobfogaskerekes tengelykapcsoló széles típusa, nagy teherbírású és nyomatékátviteli... Termék megtekintése →

Univerzális tengelykapcsolók

Ha a hajtott gép a motorhoz képest elmozdul, vagy a hajtásvonal jelentős szögeltolást mutat, a kardántengely a helyes válasz. A precíziós dupla típusú kardántengely megőrzi a nagy átviteli pontosságot nagy munkaszögeknél, és teleszkópos részekkel is elérhető, ahol a tengelyvégek közötti távolság működés közben változik. Az alkalmazások közé tartoznak a hengerművek, a keverőhajtások és minden olyan berendezés, ahol a motor és a munkagép különálló, egymástól függetlenül mozgó alapokon helyezkedik el.

RSK-WS Precíziós kardántengely Kettős típusú nagyszögű nyomatékváltó Sup A Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd. az RSK-WS precíziós kardántengely dupla típusú, nagy szögű nyomatékátviteli... Termék megtekintése →

Membrán csatlakozók

A torziós merevség és a nulla holtjáték érdekében a membráncsatlakozások jobban teljesítenek, mint a legtöbb alternatíva. A turbógépek, a próbapadok és a nagy sebességű szivattyúhajtások használják őket, mert a nyomatékot vékony, rugalmasan hajlító fémtárcsákon keresztül továbbítják. 10 000 ford./perc fordulatszámig futó meghajtókon a személyre szabott nagy sebességű membráncsatlakozás akár 10 000 fordulat/percig elkerüli a kenést és a kopást, és a teljesen fém konstrukció megfelel a magas környezeti hőmérsékletnek, ahol az elasztomer alkatrészek gyorsan lebomlanak.

RSK testreszabott nagysebességű membráncsatlakozás 10000 ford./percig Szállítók, Vállalat - A Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd. az RSK testreszabott nagysebességű membráncsatlakozója akár 10000 ford./percig beszállítók és nagykereskedelmi ... Termék megtekintése →

Elasztomer tengelykapcsolók

A gumiabroncsok és a csap-perselyes tengelykapcsolók torziós lágyságot és nyirkos vibrációt adnak. Gazdaságos választás az alacsonyabb fordulatszámú, közepes nyomatékú hajtásokhoz, de nyomatéksűrűségük jóval alatta marad a hajtómű- vagy membránkialakításoknak. Nehéz berendezésekben főként segédhajtásokon és kis szállítószalagokon jelennek meg, ahol az ütéselnyelés fontosabb, mint a tömörség.

Lépésről lépésre méretezési eljárás

Az alábbi eljárás a legtöbb nehézgép-meghajtónál működik, függetlenül attól, hogy hibás tengelykapcsolót cserél, vagy új sebességváltót tervez.

1. Határozza meg a névleges nyomatékot a motor teljesítményéből és az üzemi fordulatszámból.
2. Válassza ki a szerviztényezőt a gép típusából, az indítási gyakoriságból és az ütési szintből.
3. Számítsa ki a tervezési nyomatékot úgy, hogy a névleges nyomatékot megszorozza a szerviztényezővel.
4. Ellenőrizze a csúcsnyomatékot indítási, hátrameneti vagy leállási körülmények között.
5. Mérje meg azt a radiális, szög- és tengelyirányú eltérést, amelyet a telepítés ténylegesen produkál.
6. Válasszon olyan tengelykapcsoló keretet, amelynek névleges nyomatéka meghaladja a tervezett nyomatékot, és az eltolódási kapacitás meghaladja a mért értékeket.
7. Erősítse meg a furat és a reteszhorony méreteit a tényleges tengelyvégekhez képest.
8. Ellenőrizze a maximális fordulatszámot, és nagy sebességű vagy változó sebességű hajtások esetén végezzen torziós rezgéselemzést.
9. Tekintse át a környezetet: hőmérséklet-tartomány, por, páratartalom és kenőanyag hozzáférés.

Gyakori méretezési hibák és azok elkerülése

A legtöbb helyszíni hiba az alábbi hibák valamelyikére vezethető vissza:

• A motor adattábláján szereplő nyomaték használata a kitörési vagy leállási nyomaték helyett.
• Túl alacsony szerviztényező kiválasztása időszakos nagy terhelésekhez.
• Az eltolódás mérése csak beépítéskor, a termikus növekedés és az alapozás figyelmen kívül hagyása.
• A tengelykapcsoló kiválasztása kizárólag furatméret alapján, a névleges nyomaték ellenőrzése nélkül.
• Olyan mértékű túlméretezés, hogy a tengelykapcsoló már nem védi a rendszert a túlterheléstől.
• Az axiális visszatartás elfelejtése, amikor a hajtás nagy axiális tolóerővel rendelkezik.

Amikor a berendezésnek meg kell felelnie az európai gyakorlatnak, az útmutató a DIN tengelykapcsoló típusok és választék tisztázza, hogy a DIN sorozat hogyan hasonlítható össze a torziós merevség, az igazítási kapacitás és a karbantartási követelmények tekintetében.

Gyakorlati méretezési példa

Vegyünk egy szalagos szállítószalagot, amelyet 132 kW-os villanymotor hajt meg 1480 fordulat / perc fordulatszámon, 80 mm-es motortengellyel és azonos átmérőjű sebességváltó bemenő tengellyel.

1. Névleges nyomaték: Tn = 9550 x 132 / 1480 = 852 Nm.
2. Mérsékelt lökésű és gyakori indítású szállítószalag szerviztényezője: 1,75.
3. Tervezési nyomaték: Td = 852 x 1,75 = 1491 Nm.
4. Csúcsindítási nyomaték 200 százalékos motornyomatéknál: körülbelül 1704 Nm.
5. Válasszon egy 1491 Nm feletti névleges tengelykapcsolókeretet, legalább 80 mm-es maximális furattal és a tengelyhez illeszkedő hornygal.

A 2000 Nm névleges forgatónyomatékkal, 85 mm-es maximális furattal és körülbelül 1,5 fokos szögeltérési kapacitással rendelkező dobfogaskerekes tengelykapcsoló ésszerű biztonsági ráhagyással megfelelne a követelménynek. A következő kisebb, 1200 Nm-es váz még akkor is megbukna a tervezési nyomatékellenőrzésen, ha a furata illeszkedik a tengelyhez. Ezért a forgatónyomaték-számításnak minden furat-összehasonlítás előtt kell lennie.

Utolsó ellenőrzések a rendelés leadása előtt

A tengelykapcsoló méretének megerősítése előtt tekintse át az alábbi pontokat:

• Győződjön meg arról, hogy a tengelykapcsoló furata illeszkedik a motor tengelyéhez és a meghajtott gép tengelyéhez.
• Ellenőrizze a reteszhorony méreteit a vonatkozó szabvány szerint.
• Döntse el, hogy az alkalmazáshoz fékkerék vagy féktárcsa változat szükséges.
• Jegyezze fel a kenési intervallumot és azt, hogy a telepítés lehetővé teszi-e a könnyű hozzáférést a karbantartáshoz.
• Nagy sebességű vagy irányváltó terhelés esetén kérjen torziós elemzést a gyártótól a méret véglegesítése előtt.

A nehéz berendezések tengelykapcsolóinak méretezése strukturált folyamatként működik a legjobban. Kezdje a forgatónyomatékkal, alkalmazzon becsületes szerviztényezőt, tartsa be a csúcsfeltételeket, és mérje meg a telepítés által okozott eltérést. Ha ezek a számok helyesek, a tengelykapcsoló mérete természetesen következik, és a beszerelt alkatrésznek reális esélye van arra, hogy addig tartsa, amíg a gép szolgál.