Dimenzioniranje osovinskih spojki za tešku opremu: zakretni moment, neusklađenost i odabir

Pogon pokretne trake od 132 kW na rudarskom gradilištu prošao je kroz tri spojnice u jednoj radnoj sezoni. Svaka zamjena bila je iste kataloške veličine i svaka je otkazala na zubima glavčine. Greška nije bila kvaliteta materijala; bila je to metoda dimenzioniranja koja je gledala samo promjer osovine i snagu motora. Radni ciklus uključivao je česta pokretanja pod opterećenom trakom, a nitko nije mjerio kutno odstupanje koje je stvorilo taloženje temelja. Ta se lekcija odnosi na cijelu tešku industriju: dimenzioniranje osovinskih spojki za tešku opremu je inženjerski izračun, a ne pretraživanje kataloga.

Logika određivanja veličine koja sprječava kvarove na terenu

Radite pravilnim redoslijedom i većina kvarova spojke nestaje. Izračunajte zakretni moment primjene, primijenite servisni faktor koji odražava pokretani stroj i njegovu dužnost, identificirajte vršne uvjete i uvjete udara, izmjerite neusklađenost koju oprema stvarno proizvodi, a tek onda odaberite veličinu spojke koja u isto vrijeme zadovoljava sva ograničenja. Spojka koja je savršeno ocijenjena za nazivni zakretni moment još uvijek može brzo pokvariti kada radi s kontinuiranim kutnim odstupanjem ili kada početni zakretni moment dosegne trostruki zakretni moment.

Projektirani zakretni moment je sidro cijelog proračuna: Td = Tn x SF. Tn je nazivni zakretni moment koji se prenosi u stalnom radu, a SF je radni faktor. Za tešku opremu, SF rijetko pada ispod 1,5 i često doseže 2,5 do 3,0 za drobilice i mlinove za preokretanje. Dva pogona s istim momentom motora mogu zahtijevati različite veličine spojki. Centrifugalna pumpa koja stalno radi na 1480 o/min obično koristi radni faktor od 1,25, dok drobilica s istim motorom treba 2,5 ili više zbog udarnog opterećenja. Tablica ispod navodi servisne faktore koji se obično koriste za elektromotorne pogone.

Tri broja koja odlučuju o veličini spojnice

Svaki odabir spojke vratila svodi se na tri broja: zakretni moment, provrt i neusklađenost. Brzina i okruženje također su važni, ali ovo troje odlučuje o veličini okvira.

Nazivni zakretni moment

Za rotirajući pogon, nominalni moment je T = 9550 x P / n, gdje je P u kilovatima, n je u okretajima u minuti, a T je u njutn metrima. Motor od 132 kW pri 1480 o/min stoga prenosi oko 852 Nm pod stalnim opterećenjem.

Najveći zakretni moment

Električni motori obično proizvode 150 do 200 posto nazivnog momenta tijekom pokretanja. Diesel motori i hidraulički motori mogu proizvesti još veće vršne vrijednosti. Spojka mora preživjeti vrhunac, a ne samo prosjek, jer vršni zakretni moment opterećuje zube, glavčinu i elemente za pričvršćivanje. Ako se pogon redovito pokreće pod opterećenjem ili mijenja smjer, vršni zakretni moment smatrajte kontinuiranim projektnim stanjem, a ne povremenim događajem.

Kapacitet provrta

Spojka može zadovoljiti ciljani zakretni moment, ali ipak otkazati kada je provrt premalen za vratilo i utor za klin. Provjerite maksimalni provrt odabranog okvira i potvrdite da utor za klin može prenijeti projektirani zakretni moment bez prignječenja rubova. Kada su aksijalna opterećenja velika, razmislite o sklopu za zaključavanje umjesto ključa; sila stezanja čvrsto drži glavčinu i eliminira zamor klina.

Neusklađenost

Radijalna, kutna i aksijalna neusklađenost skraćuju vijek trajanja spojke kada premašuju nazivne vrijednosti. Spojke zupčanika podnose kutnu neusklađenost do otprilike 1,5 stupnjeva po oku, dok spojnice s membranom toleriraju manje, ali daju veću torzijsku krutost. Univerzalna vratila prihvaćaju najveće kutne i aksijalne pomake, što ih čini standardom za pogone na velike udaljenosti ili pokretne pogone. Brzina pojačava učinak: pri visokom broju okretaja u minuti, čak i male kutne pogreške stvaraju vibracije i dinamička opterećenja za koje spojka nikada nije bila predviđena.

Obitelji spajanja za tešku opremu

Svaka obitelj spojki rješava različitu kombinaciju momenta, neusklađenosti i brzine. Poznavanje granica svake obitelji pola je dimenzioniranja.

Spojnice zupčanika bubnja

Spojnice zupčanika s bubnjem su radni konji teške industrije. Njihov krunski oblik zuba smanjuje pritisak ruba i dopušta kutnu neusklađenost bez gubitka kapaciteta zakretnog momenta. Kada pogon mora prenijeti stotine kilonewton metara u kompaktnoj ovojnici, spojnica širokog tipa bubnja obično je prvi izbor. The bubanj zupčaste spojke širokog tipa s velikom nosivošću pokriva raspon provrta i zakretnog momenta koji je tipičan za pogone mlinova, transportnih traka i dizalica, a njegovi izmjenjivi setovi zupčanika pojednostavljuju održavanje. Za širi pogled na to kako se ove spojke ponašaju tijekom rada, članak o bubanj zupčaste spojke za teške industrijske pogonske sustave objašnjava geometriju zuba, podmazivanje i načine kvarova.

RSK-GICL Spojka zupčanika bubnja široke vrste Visoka nosivost i prijenos okretnog momenta Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd je RSK-GICL Drum Gear Coupling Wide Type Visoka nosivost i prijenos momenta Sup... Pogledajte proizvod →

Univerzalne spojke vratila

Kada se pogonski stroj pomiče u odnosu na motor ili pogonski vod ima značajan kutni pomak, kardansko vratilo je pravi odgovor. The precizna univerzalna osovina dvostrukog tipa održava visoku točnost prijenosa pri velikim radnim kutovima i dostupan je s teleskopskim dijelovima gdje se udaljenost između krajeva osovine mijenja tijekom rada. Primjene uključuju valjaonice, pogone mješalica i svu opremu gdje motor i radni stroj stoje na odvojenim temeljima koji se pomiču neovisno.

RSK-WS Precizna univerzalna osovina Dvostruki prijenos zakretnog momenta pod velikim kutom Sup Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd je RSK-WS Precision Universal shaft Double type Large-Angle Torque Transmission Supplie... Pogledajte proizvod →

Membranske spojnice

Za torzijsku krutost i nulti zazor, membranske spojke nadmašuju većinu alternativa. Turbostrojevi, ispitni stolovi i pogoni pumpi velike brzine koriste ih jer prenose okretni moment kroz tanke metalne diskove koji se elastično savijaju. Na pogonima do 10.000 o/min, a prilagođena membranska spojka velike brzine do 10.000 o/min izbjegava podmazivanje i habanje, a potpuno metalna konstrukcija odgovara visokim temperaturama okoline gdje bi se elastomerni dijelovi brzo razgradili.

RSK prilagođena membranska spojka velike brzine do 10000rpm Dobavljači, tvrtka - Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd je RSK prilagođena spojka dijafragme velike brzine do 10000 o/min Dobavljači i veleprodaja ... Pogledajte proizvod →

Elastomerne spojnice

Spojnice za gume i spojnice s klinom i čahurom dodaju torzijsku mekoću i prigušuju vibracije. Oni su ekonomičan izbor za pogone niže brzine i umjerenog zakretnog momenta, ali njihova gustoća zakretnog momenta znatno je ispod one kod dizajna zupčanika ili dijafragme. U teškoj opremi pojavljuju se uglavnom na pomoćnim pogonima i malim transporterima gdje je apsorpcija udarca važnija od kompaktnosti.

Postupak određivanja veličine korak po korak

Postupak u nastavku funkcionira za većinu pogona teške opreme, bilo da mijenjate pokvarenu spojku ili dizajnirate novi prijenos.

1. Odredite nazivni zakretni moment iz snage motora i radne brzine.
2. Odaberite servisni faktor od vrste stroja, učestalosti pokretanja i razine udara.
3. Izračunajte projektirani zakretni moment množenjem nazivnog zakretnog momenta s radnim faktorom.
4. Provjerite vršni zakretni moment pri pokretanju, vožnji unatrag ili uvjetima zastoja.
5. Izmjerite radijalno, kutno i aksijalno odstupanje koje instalacija stvarno proizvodi.
6. Odaberite spojni okvir s nazivnim zakretnim momentom iznad projektiranog zakretnog momenta i kapacitetom neusklađenosti iznad izmjerenih vrijednosti.
7. Provjerite dimenzije provrta i utora za klin prema stvarnim krajevima vratila.
8. Provjerite maksimalnu brzinu, a za pogone velike brzine ili promjenjive brzine provedite analizu torzijskih vibracija.
9. Pregledajte okoliš: raspon temperature, prašinu, vlagu i pristup podmazivanju.

Uobičajene pogreške u određivanju veličine i kako ih izbjeći

Većina pogrešaka na terenu povezuje se s jednom od sljedećih pogrešaka:

• Korištenje zakretnog momenta s natpisne pločice motora umjesto zakretnog momenta odvajanja ili zaustavljanja.
• Odabir preniskog servisnog faktora za povremena velika opterećenja.
• Mjerenje neusklađenosti samo pri ugradnji i zanemarivanje toplinskog rasta i slijeganja temelja.
• Odabir spojke samo prema veličini provrta, bez provjere nazivnog momenta.
• Predimenzioniranje toliko da spojka više ne štiti sustav od preopterećenja.
• Zaboravljamo aksijalno zadržavanje kada pogon nosi veliki aksijalni potisak.

Kada oprema mora biti u skladu s europskom praksom, vodič za Vrste i odabir DIN spojnica pojašnjava usporedbu DIN serije u torzijskoj krutosti, kapacitetu poravnanja i zahtjevima održavanja.

Primjer praktičnog određivanja veličine

Uzmimo transportnu traku koju pokreće električni motor od 132 kW pri 1480 o/min, s osovinom motora od 80 mm i ulaznom osovinom mjenjača istog promjera.

1. Nazivni moment: Tn = 9550 x 132 / 1480 = 852 Nm.
2. Radni faktor za transporter s umjerenim udarom i čestim startovima: 1,75.
3. Projektirani okretni moment: Td = 852 x 1,75 = 1491 Nm.
4. Najveći početni moment pri 200 posto momenta motora: oko 1704 Nm.
5. Odaberite okvir spojke s ocjenom iznad 1491 Nm, s maksimalnim provrtom od najmanje 80 mm i utorom za klin koji odgovara osovini.

Spojnica zupčanika bubnja s nazivnim okretnim momentom od 2000 Nm, maksimalnim provrtom od 85 mm i kapacitetom kutnog odstupanja od oko 1,5 stupnjeva ispunila bi zahtjev s razumnom sigurnosnom marginom. Sljedeći manji okvir, ocijenjen na 1200 Nm, ne bi uspio na provjeri projektiranog momenta čak i ako njegov provrt odgovara osovini. Zbog toga izračun zakretnog momenta mora doći prije usporedbe provrta.

Završne provjere prije nego što predate narudžbu

Prije potvrde veličine spojke, pregledajte ove točke:

• Potvrdite da provrt spojke odgovara i osovini motora i pogonskoj osovini stroja.
• Provjerite dimenzije utora za klin prema primjenjivom standardu.
• Odlučite je li za aplikaciju potrebna verzija kočionog kotača ili kočionog diska.
• Zabilježite interval podmazivanja i dopušta li instalacija lak pristup radi održavanja.
• Za opterećenja pri velikim brzinama ili povratna opterećenja, zatražite torzijsku analizu od proizvođača prije finaliziranja veličine.

Dimenzioniranje osovinskih spojki za tešku opremu najbolje funkcionira kao strukturirani proces. Počnite s okretnim momentom, primijenite faktor poštene usluge, poštujte vršne uvjete i izmjerite odstupanje koje instalacija zapravo stvara. Kada su ti brojevi točni, veličina spojke slijedi prirodno, a dio koji ugradite ima realne izglede da traje jednako dugo kao i stroj kojem služi.