Kuidas valida endale sobiv kiiruse vähendaja

Mõistke kiirusreduktorite tüüpe ja nende tööomadusi

Kahur, kaldkäigu, planeet-, tsükloid- ja konusreduktorid: peamised erinevused

Erinevat tüüpi kiirusevähendajad muudavad mehaanilist võimsust erineval viisil, kus igaüks on kavandatud konkreetsete toimimisnõudmiste jaoks. Näiteks teevad ussiratastega vähendajad muljet tugevate üheastmeliste vähendussuhetega, mõnikord kuni 100:1, mis mahub väikesesse ruumi. Siiski töötavad need seadmed tavaliselt madalamatel tõhusustasemetel, umbes 50 kuni 90 protsenti, peamiselt sellepärast, et tooted liiguvad töö käigus üksteise vastu. Kaldratastega vähendajad lähenemine on teistsugune – nende kaldpaigutusega hambad sekkuvad järk-järgult, mis annab palju sujuvama ja vaiksema töö võrreldes ussiratastega vähendajatega, tegelikult umbes 30 protsenti vaiksemalt enamikul juhtudel. Lisaks on nende tõhusus parem, jäädes vahemikku 92 kuni 98 protsenti. Kui ruum on kõige olulisem, siis planeetratastega vähendajad särasid, kuna keskenduvad võimsuse edastamisele piiratud aladel mitme planeetratta abil, mis liiguvad ümber keskse päikeratta. See konstruktsioon tagab suurepärase võimsuse tiheduse koos märkimisväärse täpsusega. Tsükloidvõllid erinevad oma võime poolest taluda suuri löökkoormusi tänu oma unikaalsele ekstsentrilisele liikumisele, millele lisandub rullperemeeste vastasmõju, mis ulatub palju kaugemale kui tavapäraste vähendajate võimalused. Ja ei tohiks unustada ka konusvähendajaid, mis tulevad mängu siis, kui masinael vajatakse võimsuse edastamist täisnurga all, eriti kasulik väikestes ruumides või keerukates mehaanilistes paigutustes, kus vajatakse, et vardad kohtuksid 90-kraadise nurga all.

Iga kiirusealanduri tüübi rakenduslikud eelised

Õige vähendusastme valimine sõltub suuresti rakenduse funktsionaalsetest ja keskkonnanõuetest. Planeetgears on tendentsiks olla eelistatud valik robotite töödel, lennurakendustes ja CNC-masinate puhul, kuna need pakuvad väikesesse ruumala nii palju jõudlust. Need süsteemid vajavad korduvalt järjekindlaid tulemusi täpsusega punkt-punkt. Tsüklodiaalvähendajad leidavad oma koha rasketes keskkondades, nagu kaevandused, materjalide käsitlemise operatsioonid ja kivisuitsutusseadmed. Nad lihtsalt taluvad pidevat löömist paremini kui enamik teisi tüüpe. Toiduainete töötlemise tehastes ja ravimite tootmises on mõistlik kasutada roostevaba terasest kaldpindadega vähendusmasinaid, kuna need suudavad vastu pidada sageli toimuvale puhastamisele ilma korrodeerumiseta ning hoiavad müra tasemel alla 70 detsibellini töö ajal. Konuselgade vähendusmasinad säilitavad endiselt oma positsiooni vedujooksuriba ja pakkimisjoonte puhul, kuigi need on vähem efektiivsed. Seal on ruumi säästev disain tähtsam, lisaks pakub ise lukustuv omadus lisakaitsetaseme, kui asjad ootamatult liikumise peatavad.

Tõhusus, müra ja koormustaluvus kiiruse alandaja disaini järgi

Jõudluse kompromissid erinevate arhitektuuride vahel mõjutavad otseselt elutsükli kulusid ja süsteemi usaldusväärsust:

Planeed- ja kaudruumkäigud suurendavad tõhusust oluliselt, kuna kasutavad rataste vahel rullumispuute ja eriliselt kujundatud hambaid, mis sobivad hästi kokku. Need tüübid sobivad suurepäraselt rakendustesse, kus masin töötab pidevalt ja peatub harva. Teisest küljest keskenduvad kergkäigud ja tsüklodiaalvõlud pigem vastupidavusele kui maksimaalsele tõhususele. See muudab need mudelid paremateks valikuteks seismis-töörežiimis, rasketes löökkoormustes või olukordades, kus võivad tekkida ootamatud ülekoormused. Nii tsüklodiaal- kui ka planeedivähendajad suudavad taluda äkki tõusvaid pöördemomente, mis mõnikord ületavad nende tavapäraseid väärtusi kuni kolm korda. See võime on eriti oluline suure inertsiaga masinate puhul, nagu tööstuslikud purustid ja segamisseadmed, millel on sageli käivitamisel vaja lisavõimsust.

Sobitage kiiruse vähendajad rakenduse nõuetele: pöördemoment, kiirus ja käigusuhe

Kiirusvähendajate täpne sobitamine tööparameetritega takistab vara ebaõnnestumist ja tagab energiasäästliku töö. Väändemomendi nõude, sisend/väljundkiiruse ja vajaliku tõuke suhet tuleb hinnata koos – mitte isolatsioonis – mootori ja vähendaja ühilduvuse ning pikaajalise usaldusväärsuse säilitamiseks.

Koormuste tüüpide analüüs: pidev, käivitamise ja kiirendusmomendid

Sellest, kuidas koormused rakendatakse, sõltub, millise kulumisvastase varustusega tuleb toime tulla. Kui masinad töötavad pidevalt ühel ja samal kiirusel, näiteks transportöörid, mis vedavad materjale tehasepõhja ümber, tekitavad need seda, mida me nimetame pidevaks võimsuseks. Kuid kui see koormus jääb liiga kauaks liiga kõrgeks, hakkavad komponendid kuuma minema ja kuluma kiiremini kui oodatud. Teine oluline tegur on käivitustork, mis on suur võimsussüste, mis on vajalik raske tööstusmasina seismajaselt käivitamiseks. Mõelge näiteks tööstuspurustite või plastikupurskuri seadmetele, kus käivitusjõud võib ulatuda 1,5–2 korda normaalse töörežiimi tasemest. Just sellistes olukordades väldisgirliigid eristuvad, sest nende konstruktsioon jaotab koormuse mitmele kontaktlepingule, hoides samas palju tugevust kompaktsetesse ruumidesse. Teine oluline kaalutlus tekib kiirendusperioodidel, mil kiirused muutuvad kiiresti, näiteks liftides või neis isejuhtivates ladumasinates, millest kõik praegu räägivad. Need olukorrad avaldavad korduvat survet hammastikule, mis vajab erilist tugevdust katkemise ärahoidmiseks. Nende erinevate koormusmustrite arvestamata jätmine viib sageli hilisemate probleemideni, sealhulgas hammaste murdumiseni, laagrite kahjustumiseni või isegi täielikele ühenduste rikkeni, eriti siis, kui algused võimsussütted ületavad esialgu projekteerimisspetsifikatsioonides ettenähtut.

Gearsuhte arvutamine ja pöördemomendi-kiiruse tasakaalustamine optimaalse jõudluse saavutamiseks

Gearsuhe määratletakse kui sisendkiirus jagatud väljundkiirusega ning see määrab mehaanilise kasu. Näiteks kui vähendatakse 1750 pööret minutis (RPM) mootorit 5:1 suhtega, saadakse 350 RPM väljundkiirus ja viiekordne pöördemomendi kasv – miinus tõhususetaolised kaod (nt ~95% planeeta-, ~75% mardika-). See vastastikune kiiruse ja pöördemomendi suhe nõuab hoolikat tasakaalustamist:

• Liiga suured gearsuhted tekitavad liialt suurt madalakiirusega pöördemomenti, mis võib ülekoormata ühendusi või kahjustada allavoolu asuvaid komponente.
• Liiga väikesed gearsuhted sundivad mootoreid töötama ebaefektiivselt kõrgetel kiirustel, suurendades soojuse, vibreerimise ja energiatarbimise taset.

Seadme valimisel on oluline arvestada maksimaalse pöördemomendi nõuetega, eriti äksetippudega käivitumise ja kiirendusfaaside ajal. Üldreegel on lisada nendesse arvutustesse vähemalt 20% turvaruum. Võtke näiteks tüüpilise tsentrifugaalpumba. Kui see tarbib pidevalt 50 njuutonmeetrit, kuid tõuseb käivitumisel 90 njuutonmeetrini, siis on vaja vähemalt umbes 108 njuutonmeetrit taluvat reduktori. Selle õigeks tegemine on tähtis, sest komponentide valesti sobitamine võib põhjustada mitmesuguseid probleeme hilisemas etapis. Ka mootori ja reduktori liidestele tuleb pöörata erilist tähelepanu. Kui seda tehakse korralikult, siis edastub võimsus süsteemis sujuvalt. Aga kui midagi läheb valesti, siis tuleb oodata kahjulikke kõrvalmõjusid, nagu ootamatud vibraatsioonid või varajane kulumine, mida põhjustavad aja jooksul kasvavad eba-keskel toimivad jõud.

Hinnake keskkonnamõjusid ja koormusrežiimi usaldusväärseks tööks

Temperatuuri, saastumise ja korrosiooni mõju kiiruse reduceri valikul

Ekstreemsed keskkonnamõjud avaldavad tugevat mõju niestesüsteemidele ja masinate elueale. Kui temperatuur tõuseb üle 140 Fahrenheiti (umbes 60 Celsiust), hakkavad tavapärased mineraalõlid kiiresti lagunema. Sünteetilised variandid vastupidavamad, säilitades oma viskoossuse ja kaitseomadused isegi kõrge temperatuuri korral. Külm ilm toob kaasa hoopis teistsuguse väljakutse. Tavaline smeerimisõli kõveneb jäätemperatuuridel, mistõttu on olemas erilised madala temperatuuri valemiga koostised, et vältida halva niestamise ja seadme seiskumise ohtu käivitamisel. Õhus lebavad tolm, peened metallipinnad ja niiskus aitavad kaasa kiiremale kulumisele. Sellepärast vajavad näiteks valamites või teraviljaga töötavad asutused IP65-ga hinnanguga hermeetilisi korpuseid. Masinatele, mis töötavad rasketes keemilistes tingimustes, merekeskkonnas või reovee puhastusjaamades, on korrosioonikindlate komponentide kasutamine mitte ainult targus, vaid vajalikkus. Üksnes soolane vesi võib vähendada laagrite elukest umbes 40%, kui puudub piisav kaitse rooste ja degradatsiooni eest.

Tihendamine, hooldusvajadus ja koormus tsüklid rasketes või nõudlikus keskkonnas

Selle järgi, kui tihti seade töötab ja millist keskkonda see talub, otsustame, kuidas seda ehitada ja hooldada. Süsteemide puhul, mis töötavad pidevalt, näiteks nende ööpäevaringseid vöödega konveieride puhul, on vajalikud tugevamad ratastehed, suuremad laagrid ja erilised kuumusekindlad õlid, et tagada usaldusväärne töö. Need uuendused vähendavad ootamatuid katkeseisusid umbes 30% võrreldes tavapäraste seadmetega. Kui masinad töötavad ainult osalise koormusega, saab materjalide pealt raha säästa, kuid siiski on vaja head tihendeid, mis takistavad veelt, puhastuskeemiat või tolmult sisenemist sisse. Seal sobivad hästi kahele lipsule või labürindtihte. Hooldust vajavaid seadmeid, millel on kergesti ligipääsetavad õlitamispunktid, kiiresti asendatavad tihendid ja standardse paigaldusaukudega konstruktsioon, ei pea hooldama nii sageli. Oleme näinud, et hooldusvahemikke on võimalik pikendada üle 200 lisatunni seal, kus seismine maksab tegelikult raha. Toiduainete töötlemise tehastes ja ravimite valmistamisel pole FDA heakskiidetud kummist tihendite ja NSF H1 sertifitseeritud libestite kasutamine oluline mitte ainult ohutusnõuete tõttu, vaid ka selleks, et kontrollid kulgeksid sujuvamalt, kui inspektorid saabuvad.