Dimensjonering av akselkoblinger for tungt utstyr: dreiemoment, feiljustering og valg

En 132 kW transportørdrift på en gruveplass gikk gjennom tre koblinger i løpet av en driftssesong. Hver erstatning hadde samme katalogstørrelse, og hver av dem sviktet ved navetennene. Feilen var ikke materiell kvalitet; det var en dimensjoneringsmetode som bare så på akseldiameter og motorkraft. Driftssyklusen inkluderte hyppige starter under et belastet belte, og ingen hadde målt vinkelforskyvningen skapt av setningsfundamentet. Denne leksjonen gjelder på tvers av tungindustrien: dimensjonering av akselkoblinger for tungt utstyr er en teknisk beregning, ikke et katalogoppslag.

Dimensjoneringslogikken som forhindrer feltfeil

Arbeid i riktig rekkefølge og de fleste koblingsfeil forsvinner. Beregn påføringsmomentet, bruk en servicefaktor som gjenspeiler den drevne maskinen og dens plikt, identifiser topp- og sjokkforhold, mål feiljusteringen som utstyret faktisk produserer, og velg først da en koblingsstørrelse som tilfredsstiller alle begrensninger på samme tid. En kobling som er perfekt vurdert for nominelt dreiemoment kan fortsatt svikte raskt når den kjører med kontinuerlig vinkelfeil eller når startmomentet når tre ganger kjøremomentet.

Dimensjonerende dreiemoment er ankeret for hele beregningen: Td = Tn x SF. Tn er det nominelle dreiemomentet som overføres under jevn drift, og SF er servicefaktoren. For tungt utstyr sitter SF sjelden under 1,5 og når ofte 2,5 til 3,0 for knusere og reverseringsmøller. To frekvensomformere med samme motormoment kan kreve forskjellige koblingsstørrelser. En sentrifugalpumpe som kjører jevnt med 1480 rpm bruker vanligvis en servicefaktor på 1,25, mens en knuser med samme motor trenger 2,5 eller høyere på grunn av støtbelastning. Tabellen nedenfor viser servicefaktorer som vanligvis brukes for elektriske motordrifter.

De tre tallene som bestemmer koblingsstørrelsen

Hvert valg av akselkobling kommer ned til tre tall: dreiemoment, boring og feiljustering. Hastighet og miljø betyr også noe, men disse tre bestemmer rammestørrelsen.

Nominelt dreiemoment

For en roterende drivenhet er nominelt dreiemoment T = 9550 x P / n, der P er i kilowatt, n er i omdreininger per minutt, og T kommer ut i newtonmeter. En motor på 132 kW ved 1480 o/min sender derfor rundt 852 Nm under jevn belastning.

Maksimalt dreiemoment

Elektriske motorer produserer vanligvis 150 til 200 prosent av nominelt dreiemoment under start. Dieselmotorer og hydrauliske motorer kan produsere enda høyere topper. Koblingen må overleve toppen, ikke bare gjennomsnittet, fordi toppmomentet belaster tennene, navet og festeelementene. Hvis frekvensomformeren starter regelmessig under belastning eller reverserer retning, behandler det maksimale dreiemomentet som en kontinuerlig designbetingelse i stedet for en sporadisk hendelse.

Borekapasitet

En kobling kan møte momentmålet, men fortsatt svikte når boringen er for liten for akselen og kilesporet. Kontroller den maksimale boringen til den valgte rammen og bekreft at kilesporet kan overføre konstruksjonsmomentet uten å knuse kantene. Når aksiallastene er høye, bør du vurdere en låseenhet i stedet for en nøkkel; klemkraften holder navet sikkert og eliminerer tretthet i kilespor.

Feiljustering

Radiell, vinkel- og aksial forskyvning forkorter koblingens levetid når de overskrider nominelle verdier. Girkoblinger håndterer vinkelfeil opp til omtrent 1,5 grader per maske, mens membrankoblinger tåler mindre, men gir høyere torsjonsstivhet. Universalaksler aksepterer de største vinkel- og aksialforskyvningene, noe som gjør dem til standarden for langdistanse- eller bevegelige drev. Hastighet forsterker effekten: ved høye rpm genererer selv små vinkelfeil vibrasjoner og dynamiske belastninger som koblingen aldri ble designet for å bære.

Kobling av familier for tungt utstyr

Hver koblingsfamilie løser en annen kombinasjon av dreiemoment, feiljustering og hastighet. Å kjenne grensene for hver familie er halvparten av dimensjoneringsjobben.

Trommelgirkoblinger

Trommelgirkoblinger er tungindustriens arbeidshester. Deres kronede tannform reduserer kanttrykket og tillater vinkelfeil uten å gi opp dreiemomentkapasiteten. Når drevet må overføre hundrevis av kilonewtonmeter i en kompakt konvolutt, er vanligvis en bred trommelgirkobling førstevalget. Den bred type trommelgirkobling med høy lastekapasitet dekker boringen og dreiemomentområdet som er typisk for mølle-, transportbånd- og krandrift, og dets utskiftbare girsett forenkler vedlikeholdet. For et bredere syn på hvordan disse koblingene oppfører seg i bruk, kan du lese artikkelen om trommelgirkoblinger for tunge industrielle drivsystemer forklarer tanngeometri, smøring og feilmoduser.

RSK-GICL Trommelgirkobling Bred Type Høy lastekapasitet og dreiemomentoverføring Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd er RSK-GICL Trommel Gear Coupling Wide Type Høy lastekapasitet og dreiemomentoverføring Sup... Se produkt →

Universalakselkoblinger

Når den drevne maskinen beveger seg i forhold til motoren, eller drivlinjen har en betydelig vinkelforskyvning, er en kardanaksel det rette svaret. Den presisjon dobbel type universalaksel opprettholder høy overføringsnøyaktighet ved store arbeidsvinkler og er tilgjengelig med teleskopseksjoner hvor avstanden mellom akselendene endres under drift. Bruksområder inkluderer valseverk, blandemotorer og alt utstyr der motoren og arbeidsmaskinen sitter på separate fundamenter som beveger seg uavhengig.

RSK-WS Precision Universalaksel Dobbel type Large-Angle Torque Transmission Sup Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd er RSK-WS Precision universalaksel Dobbel type girkasse med stor vinkel dreiemoment... Se produkt →

Membrankoblinger

For torsjonsstivhet og null tilbakeslag overgår membrankoblinger de fleste alternativer. Turbomaskineri, testbenker og høyhastighets pumpedrev bruker dem fordi de overfører dreiemoment gjennom tynne metallskiver som bøyer seg elastisk. På stasjoner som kjører opp til 10 000 rpm, en spesialtilpasset høyhastighets membrankobling med en hastighet på opptil 10 000 rpm unngår smøring og slitasje, og konstruksjonen i helmetall passer høye omgivelsestemperaturer der elastomere deler raskt brytes ned.

RSK tilpasset høyhastighets membrankobling opp til 10000rpm Leverandører, Company - Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology Co., Ltd er RSK-tilpasset høyhastighets membrankobling opp til 10000 rpm Leverandører og engros ... Se produkt →

Elastomere koblinger

Dekkkoblinger og stift-og-buss-koblinger gir vridningsmykhet og fuktig vibrasjon. De er økonomiske valg for drev med lavere hastighet og moderat dreiemoment, men dreiemomenttettheten er godt under den for gir- eller membrandesign. I tungt utstyr vises de hovedsakelig på hjelpedrev og små transportører hvor støtdemping betyr mer enn kompakthet.

En trinnvis dimensjoneringsprosedyre

Fremgangsmåten nedenfor fungerer for de fleste drev med tungt utstyr, enten du skal bytte ut en defekt kobling eller designe en ny girkasse.

1. Bestem det nominelle dreiemomentet fra motoreffekt og driftshastighet.
2. Velg servicefaktor fra maskintype, startfrekvens og sjokknivå.
3. Beregn konstruksjonsmomentet ved å multiplisere det nominelle dreiemomentet med servicefaktoren.
4. Kontroller det maksimale dreiemomentet under start-, reverserings- eller stoppforhold.
5. Mål den radielle, vinkelmessige og aksiale feiljusteringen som installasjonen faktisk produserer.
6. Velg en koblingsramme med nominelt dreiemoment over konstruksjonsmomentet og feiljusteringskapasitet over de målte verdiene.
7. Bekreft dimensjonene for boring og kilespor mot de faktiske akselendene.
8. Kontroller maksimal hastighet, og for høyhastighets eller variabel hastighet, utfør en torsjonsvibrasjonsanalyse.
9. Gjennomgå miljøet: temperaturområde, støv, fuktighet og smøretilgang.

Vanlige størrelsesfeil og hvordan du unngår dem

De fleste feltfeil spores tilbake til en av følgende feil:

• Bruker motorens navneskilt dreiemoment i stedet for brudd- eller stoppmoment.
• Å velge for lav servicefaktor for periodisk tung belastning.
• Måler feiljustering kun ved installasjon og ignorerer termisk vekst og fundamentsetting.
• Velge koblingen etter borestørrelse alene, uten å kontrollere momentantallet.
• Overdimensjonering så langt at koblingen ikke lenger beskytter systemet mot overbelastning.
• Glemmer aksial retensjon når drivverket har høy aksial skyvekraft.

Når utstyret skal være i samsvar med europeisk praksis, veiledningen til DIN-koblingstyper og utvalg klargjør hvordan DIN-serien er sammenlignet med hensyn til torsjonsstivhet, innrettingskapasitet og vedlikeholdskrav.

Et praktisk størrelseseksempel

Ta en båndtransportør drevet av en 132 kW elektrisk motor ved 1480 rpm, med en 80 mm motoraksel og en girkasseinngangsaksel med samme diameter.

1. Nominelt dreiemoment: Tn = 9550 x 132 / 1480 = 852 Nm.
2. Servicefaktor for en transportør med moderat sjokk og hyppige starter: 1,75.
3. Konstruksjonsmoment: Td = 852 x 1,75 = 1491 Nm.
4. Topp startmoment ved 200 prosent motormoment: ca 1704 Nm.
5. Velg en koblingsramme klassifisert over 1491 Nm, med en maksimal boring på minst 80 mm og en kilespor som passer til akselen.

En trommelgirkopling med et nominelt dreiemoment på 2000 Nm, en maksimal boring på 85 mm og en vinkelforskyvningskapasitet på ca. 1,5 grader vil oppfylle kravet med en rimelig sikkerhetsmargin. Den neste mindre rammen, vurdert til 1200 Nm, ville mislykkes ved konstruksjonsmomentkontrollen selv om boringen passer til akselen. Dette er grunnen til at momentberegningen må komme før enhver boringssammenligning.

Siste kontroller før du legger inn bestillingen

Før du bekrefter koblingsstørrelsen, se gjennom disse punktene:

• Bekreft at koblingsboringen passer til både motorakselen og den drevne maskinakselen.
• Kontroller kilespordimensjonene mot gjeldende standard.
• Bestem om en versjon av bremsehjul eller bremseskive er nødvendig for applikasjonen.
• Legg merke til smøreintervallet og om installasjonen gir enkel tilgang for vedlikehold.
• For høyhastighets- eller reverserende belastninger, be om en torsjonsanalyse fra produsenten før du fullfører størrelsen.

Dimensjonerende akselkoblinger for tungt utstyr fungerer best som en strukturert prosess. Start med dreiemomentet, bruk en ærlig servicefaktor, respekter toppforholdene og mål feiljusteringen som installasjonen faktisk skaper. Når disse tallene er riktige, følger koblingsstørrelsen naturlig, og delen du installerer har en realistisk sjanse til å vare så lenge maskinen den betjener.