Výběr spojky ozubeného kola bubnu: Typy, nesouosost, krouticí moment a aplikace

Uvažujme jeřábový kladkostroj o výkonu 250 kW, který začne vibrovat pouze při zvednutí břemene. Spojka bubnu se kontroluje po několika měsících a opotřebení zubů se soustředí na jeden bok. Běžnou diagnózou není jediná vadná součást; jde o nesoulad mezi katalogovým kroutícím momentem, skutečným vyosením a tukovou vrstvou. Spolehlivý způsob, jak specifikovat bubnovou ozubenou spojku, je považovat točivý moment, profil zubu, uložení hřídele a údržbu jako jednu kompletní logiku výběru.

Co dělá spojka bubnového ozubeného kola a proč záleží na korunovém zubu

Spojka s ozubeným kolem bubnu přenáší točivý moment přes sadu vnějších zubů na každém náboji, které zabírají s vnitřními zuby v objímce. Slovo buben označuje zakřivený tvar zubu v axiálním směru. Tato křivka umožňuje náboji pohybovat se přes malé úhlové přesazení uvnitř objímky, aniž by došlo k vynucení plného zatížení na jeden okraj zubu.

Spojky s přímými zuby se stále používají tam, kde je vyrovnání přesně kontrolováno a je vyžadována minimální ztráta pohybu. U pohonů pro těžký průmysl je profil zubu bubnu obvykle bezpečnější volbou, protože zvyšuje použitelný rozsah úhlového nesouososti a rozděluje kontaktní tlak podél širšího povrchu zubu. Většina standardních bubnových ozubených spojek toleruje úhlové vychýlení přibližně 0,5 až 1,5 stupně, plus omezené množství paralelního a axiálního posunutí. Pro více podrobností o hranici mezi designy, naše srovnání přímého ozubeného kola a spojky vysvětluje praktické rozdíly.

Ozubená spojka neruší nesouosost; vyrovnává nesouosost řízeným klouzáním mezi sadami zubů. Pokud je velký posun považován za rutinní stav, kontaktní tlak a rychlost opotřebení rychle stoupají. Proto jsou tvar korunkového zubu, uložení pouzdra a typ mazání neoddělitelné od rozhodnutí o výběru.

Vyberte podle točivého momentu, rychlosti a geometrie hřídele

Začněte od výkonu, nikoli od samotného průměru hřídele. Jmenovitý točivý moment přenášený přímým pohonem lze odhadnout jako T(Nm)=9550 x P(kW)/n(ot./min.). Pro 200 kW motor při 980 otáčkách za minutu to je zhruba 1950 Nm. Pokud má poháněný stroj rázová zatížení, časté starty nebo reverzní provoz, vynásobte tuto jmenovitou hodnotu servisním faktorem. Výchozí bod je 1,75 pro střední ráz a 2,5 nebo vyšší pro těžký couvací provoz. Velikost spojky musí být nad tímto nastaveným momentem.

Po utažení utahovacího momentu zkontrolujte rozsah vrtání. Spojka může splnit předepsaný kroutící moment na papíře a přesto brzy selže, pokud se vrtání náboje blíží svému maximálnímu limitu s poddimenzovanou drážkou pro pero nebo pokud uložení hřídele nemůže odolat reverzním silám. Vnější průměr a délka náboje musí také odpovídat dostupnému prostoru kolem hřídele.

Sestavte krátký kontrolní seznam výběru pro konstrukční oddělení:

1. Výkon motoru nebo motoru a otáčky při plném zatížení.
2. Pracovní cyklus: nepřetržité, časté starty, couvání nebo brzdění.
3. Průměry hřídele, rozměry klínové drážky a meze vůle náboje.
4. Prostor k dispozici pro vnější průměr spojky a pro demontáž manžety během údržby.
5. Očekávaná nesouosost způsobená tepelnou roztažností, sedáním základny, vůlí ložisek a zatížením potrubí.

U standardního horizontálního pohonu motor-převodovka je základní GICL spojka bubnu obvykle první variantou ke kontrole.

Spojka GICL bubnu pro horizontální pohony mezi motorem a převodovkou Tato robustní spojka používá korunované ozubení, aby zvládla nízkorychlostní provoz s vysokým točivým momentem a zároveň kompenzovala axiální, radiální a úhlové nesouososti. Je to praktická první volba pro vyhodnocení pro standardní horizontální konfigurace pohonu. Zobrazit produkt →

Níže uvedená tabulka provozních faktorů je výchozím odhadem; konečná hodnota by měla vycházet z provozní analýzy a hodnocení výrobce spojky.

Vyrovnejte instalaci a odhadněte efektivní nesouosost

Bubnové ozubené spojky tolerují nesouosost, ale jejich životnost závisí na tom, jak často zuby klouzají a jak velký tlak je přenášen v kontaktním bodě. Úhlová nesouosost vytváří klouzání mezi vnějšími a vnitřními zuby; paralelní nesouosost posouvá kontaktní bod a zvyšuje ohybové zatížení pouzdra.

V nové instalaci umístěte hřídele co nejblíže skutečnému vyrovnání a poté namontujte spojku. Sednutí základu, tepelný nárůst ve skříni stroje a průhyb ložiska spotřebují některé z přípustných hodnot ještě před spuštěním spojky. Ponechte okraj, ne pouze jmenovité katalogové číslo.

Bubnová spojka není univerzální kloub. Pokud konstrukce stroje vyžaduje velký kloub, je vhodnější třída křížová univerzální spojka nebo membránová spojka. Ozubená spojka je správnou volbou, když pohon potřebuje kompaktní, torzně tuhé spojení s řízeným plovákem a předvídatelným mazáním.

Mazání a údržba: tam, kde se opotřebovávají spojky ozubených kol bubnu

Protože spojka bubnového ozubeného kola přenáší točivý moment prostřednictvím kluzného zubového kontaktu, je mazivo součástí konstrukce. Dutina zubu by měla být naplněna mazivem pro extrémní tlak, které zůstává na místě za provozních podmínek a zůstává stabilní při očekávané provozní teplotě. Mnoho standardních pohonů používá mazivo NLGI třídy 1.5 nebo 2 se syntetickým nebo lithiovým zahušťovadlem. Prašná místa, stříkající voda a vysoké okolní teploty vyžadují mazivo s lepší odolností proti vodě a EP ochranou.

Intervaly domazávání závisí na rychlosti, teplotě a cyklech zatížení. Vysokorychlostní spojka může potřebovat mazivo každých několik měsíců, zatímco pomalá těžká jednotka může někdy běžet déle, ale výchozím bodem je plán výrobce. Pokud změníte typ maziva, nejprve vyčistěte staré mazivo; nekompatibilní zahušťovadla mohou ztvrdnout a omezit vůli zubů.

Kontrola by měla zahrnovat vzor opotřebení na vnějších i vnitřních zubech. Rovnoměrné opotřebení po celé šířce zubu je zdravé. Opotřebení koncentrované na jedné hraně znamená, že skutečná nesouosost je vyšší než návrhová hodnota. Odbarvený maz nebo kovově šedá pasta v dutině zubu obvykle poukazuje na přetížení, nedostatečné domazávání nebo ztrátu tukového filmu.

Vyberte si správnou variantu spojky bubnu

Termín bubnová ozubená spojka zahrnuje celou rodinu konstrukcí. Nejúspornější verze jsou určeny pro horizontální pohony motor-převodovka s normálním přístupem pro vyrovnání a mazání. Když hnací ústrojí obsahuje brzdu, vertikální hřídel nebo velkou mezeru mezi stroji, je účelově navržená varianta lepší volbou než základní spojka přizpůsobená na místě.

U zdvihacích nebo navijáků, kde je bubnová brzda již součástí stroje, spojka s integrovaným brzdovým kolem zkracuje hnací ústrojí a udržuje brzdnou plochu soustřednou s hřídelí.

WGZ spojka s integrovaným brzdovým kolem pro zdvihací stroje Tato spojka s designem korunovaného převodu a integrovaným brzdovým bubnem kombinuje přenos točivého momentu s brzděním v jedné kompaktní jednotce. Hodí se pro zdvihací a navijáky, kde by samostatná brzdová sestava komplikovala hnací ústrojí. Zobrazit produkt →

U vertikálních hřídelí čerpadla nebo směšovače zkontrolujte konstrukci spojky svislého bubnu, spíše než předpokládejte, že jakoukoli spojku lze namontovat svisle beze změny zadržování mazání. Pro údržbu čerpadla umožňuje distanční spojka vytáhnout čerpadlo zpět bez pohybu motoru.

Bubnové ozubené spojky v průmyslových aplikacích

Bubnové ozubené spojky se objevují téměř v každém těžkém hřídelovém soukolí, kde je potřeba kompaktní, torzně tuhé spojení. V oceli a metalurgii spojují stojany pastorků a pohony válečkových stolů, kde jsou běžné vibrace a špičky točivého momentu. V petrochemických závodech a při výrobě energie přenášejí krouticí moment prostřednictvím čerpadel, ventilátorů a dmychadel, kde se souosost může posunout s vývojem zatížení potrubí. U námořních instalací určuje design snadná obsluha a odolnost proti korozi. Při těžbě je kvůli prachu a vodě důležité utěsněné mazání a robustní povrch zubů.

Zvedací zařízení je zvláštní případ, protože pohon je krátký, reverzní a často kombinovaný s brzdným zařízením. Spojky s ozubenými koly bubnu to zvládají dobře, když varianta odpovídá provozu jeřábu. Protože jeřáby mají specifické zatěžovací cykly a bezpečnostní faktory, je řada spojek jeřábového bubnu dimenzována konzervativněji. The přehled zdvihacích a stavebních strojů poskytuje užitečný výchozí bod pro tyto aplikace; pro kompaktní pohon jeřábu s integrovanou možností brzdy je typickou volbou spojka bubnu s korunkou a okrajem DC.

DC spojka s korunkovým ozubeným bubnem pro jeřábové zdvihací systémy Tato spojka, navržená speciálně pro připojení reduktorů k bubnům ve zdvihacích aplikacích, zvládá vysoké radiální zatížení a krouticí moment pomocí samonastavitelného kulového ložiska. Je to typická volba pro kompaktní pohony jeřábů s integrovanými možnostmi brzdění. Zobrazit produkt →

Kontrolní seznam konečného výběru

Konečné rozhodnutí by mělo být učiněno na základě tabulky velikostí s údaji o skutečném zatížení, které máte před sebou. Častými chybami je použití průměru hřídele jako jediného vstupu pro dimenzování, ignorování podmínek uzamčení točivého momentu nebo zablokování a očekávání větší kapacity nesouososti, než může spojka poskytnout bez zrychleného opotřebení.

• Použijte nastavený točivý moment se správným servisním faktorem.
• Zkontrolujte, zda průměr hřídele a drážka pro pero jsou v rozsahu katalogu.
• Vyberte si variantu konstrukce, která odpovídá požadavkům na brzdu, rozpěrku, svislou nebo jeřábovou konstrukci.
• Definujte cíl vyrovnání pro instalaci a proveďte konečný záznam vyrovnání.
• Nastavte plán domazávání a zahrňte stav zubů do kontrolního seznamu.

Bubnová ozubená spojka může poskytnout dlouhou životnost, pokud je vybrána pro skutečný provoz, je mazána jako zatížená mechanická součást a je chráněna před nadměrným vychýlením instalace. Tato kombinace je to, co mění standardní součást na spolehlivou součást výrobní linky.