ما هو عامل الخدمة ولماذا يوجد؟
يُفسر عامل الخدمة (SF في الاستخدام العام؛ KA في تدوين ISO 6336؛ النسبة CSF أو Ks في تدوين AGMA) حقيقة أن القيمة الحقيقية تروس حلزونية ينقل نظام القيادة عزم دوران أقصى يتجاوز عزم الدوران الاسمي المقنن. فمحرك بقدرة 100 كيلوواط اسميًا يُشغّل ناقلًا لا يُنتج عزم دوران ثابتًا قدره 100 كيلوواط، بل يُنتج عزم دوران متغيرًا يرتفع بشكل حاد أثناء بدء التشغيل (عزم دوران المحرك عند بدء التشغيل يتراوح بين 200 و300 ضعف عزم الدوران المقنن)، وأثناء انحشار المنتجات (عزم دوران قصير عند التوقف التام)، وأثناء بدء التشغيل مع حزام محمل بالكامل. كل حدث من هذه الأحداث العابرة يُراكم تلفًا ناتجًا عن الإجهاد بمعدل يتناسب مع عزم الدوران الأقصى مرفوعًا للأس السادس (إجهاد التلامس) أو الأس الثامن (إجهاد الانحناء).
لـ تروس حلزونية عند تصنيفها بدقة لعزم الدوران المنقول الاسمي (SF = 1.0)، فإن أي ذروة تتجاوز 100% من عزم الدوران المقنن تُسرّع تلف الإجهاد بشكل أسرع مما هو مُراعى في حساب التصنيف. يوفر SF > 1.0 هامشًا يُغطي هذه الذروات العابرة. والنتيجة العملية: وفقًا لمعيار ISO 6336، فإن KA تُضاعف القوة المماسية الاسمية F_t على تروس حلزونية قبل جميع خطوات الحساب الأخرى - لذلك يجب أن يتحمل الترس ذو KA = 1.5 قوة مماسية بمقدار 1.5 مرة، مما يتطلب إما وحدة أكبر، أو عرض وجه أوسع، أو مادة أكثر صلابة، أو مزيج من ذلك.
تصنيف الأحمال وفقًا لمعايير AGMA - الإطار المعياري للصناعة
يصنف معيار AGMA 2101 (وسلفه AGMA 2001) أنظمة القيادة إلى مجموعات من خصائص مصدر الطاقة وخصائص الآلة المُدارة. ويُحدد لكل مجموعة عامل خدمة مُوصى به.
| شخصية مصدر الطاقة | الآلة المُدارة: موحدة | الآلة المُدارة: صدمة خفيفة | الآلة المُدارة: صدمة متوسطة | الآلة المُدارة: صدمة شديدة |
|---|---|---|---|---|
| موحد (محرك كهربائي، توربين بخاري) | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75–2.00 |
| صدمة خفيفة (محرك متعدد الأسطوانات) | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00–2.25 |
| صدمة متوسطة (محرك أحادي الأسطوانة) | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25–2.50 |
| صدمة قوية (ضغط بالصدمة، لكمة) | 1.75+ | 2.00+ | 2.25+ | 2.50–3.00+ |
تصنيف الآلات المُدارة - أي فئة؟
| شخصية AGMA | أمثلة تطبيقية | شخصية صادمة |
|---|---|---|
| زي مُوحد | المضخات والضواغط الطاردة المركزية؛ مراوح الإضاءة؛ سيور النقل ذات الحمل الثابت؛ المولدات | الحمل ثابت تقريبًا؛ بدء التشغيل غير متكرر وبدون حمل |
| صدمة خفيفة | المراوح الطاردة المركزية والمنفاخات؛ السيور الناقلة المحملة؛ حركة الرافعات؛ أدوات الآلات العامة؛ مطابع الطباعة | بعض التباين؛ بدء التشغيل غير المتكرر مع حمولة خفيفة؛ لا يوجد تأثير شديد |
| صدمة متوسطة | مطاحن الكرات (فارغة)؛ أدوات آلات قطع المعادن؛ تروس حلزونية محركات على بكرات صناعة الورق (قطع متقطع)؛ رافعات المناجم؛ مصانع الورق؛ مراوح كبيرة | تباين معتدل في عزم الدوران؛ دورات تحميل وتفريغ دورية؛ بعض الصدمات عند بدء التشغيل تحت حمل معتدل |
| صدمة شديدة | مطاحن الكرات (محملة)؛ محركات الكسارات؛ كبيرة تروس حلزونية محركات مفتوحة؛ وحدات تشغيل أولية في مصانع الدرفلة؛ محركات جرافات؛ آلات ثقب ثقيلة؛ أفران أسمنت | تباين شديد في عزم الدوران؛ بدء تشغيل متكرر وقوي؛ تحميل بالصدمات؛ احتمال حدوث انعكاس قصير لعزم الدوران |
ISO 6336 KA — المكافئ في المعيار الدولي
يُعرّف معيار ISO 6336-1 عامل التطبيق KA بأنه نسبة أقصى حمل ديناميكي خارجي على التروس إلى الحمل المماسي الاسمي عند دائرة الخطوة. ويُقدّم الجدول 1 في معيار ISO 6336-1 قيمًا إرشادية.
| حالة تشغيل آلة القيادة | حالة تشغيل الآلة المُدارة | KA (ISO 6336) |
|---|---|---|
| زي مُوحد | زي مُوحد | 1.00 |
| زي مُوحد | صدمات متوسطة | 1.25 |
| زي مُوحد | صدمات قوية | 1.50 |
| صدمات خفيفة | زي مُوحد | 1.10 |
| صدمات خفيفة | صدمات متوسطة | 1.35 |
| صدمات خفيفة | صدمات قوية | 1.60 |
| صدمات متوسطة | زي مُوحد | 1.25 |
| صدمات متوسطة | صدمات متوسطة | 1.50 |
| صدمات متوسطة | صدمات قوية | 1.75+ |
حالات خاصة تتطلب قيمة KA أعلى
بدء تشغيل المحرك بشكل متكرر تحت الحمل
ينتج محرك الحث ثلاثي الأطوار القياسي عزم دوران بدء يتراوح بين 150 و300 ضعف عزم الدوران المقنن عند التوقف - ويتم تطبيق عزم الدوران الكامل لبدء التشغيل على تروس حلزونية يُؤثر تشغيل المحرك على نظام الدفع في كل مرة يبدأ فيها. بالنسبة لنظام دفع يبدأ من 10 إلى 20 مرة يوميًا تحت الحمل الكامل، قد يكون التلف المتراكم من عمليات بدء تشغيل المحرك كبيرًا. الحل: إضافة "عامل تردد بدء التشغيل" بقيمة تتراوح بين 1.0 و1.3 إلى قيمة KA الأساسية، وذلك بناءً على عدد مرات بدء التشغيل اليومية ومُضاعِف عزم الدوران عند بدء التشغيل. تطلب شركة Korea Ever-Power معلومات تردد بدء التشغيل لجميع أنظمة الدفع التي تبدأ أكثر من 5 مرات يوميًا.
محركات عكسية
عندما تروس حلزونية في حالة عكس اتجاه الحركة تحت الحمل - كما هو الحال في رافعات الشوكة، ومطاحن الدرفلة عند المرور العكسي، ودفع السفن للأمام/للخلف - يتعرض كل من جانب القيادة وجانب الترس لكل سن لشد متناوب. يقلل معيار ISO 6336 إجهاد الانحناء المسموح به σ_F lim بمعامل 0.7 لأحمال الانحناء العكسية بالكامل (YM = 0.7 في التدوين)، مقارنةً بالتحميل أحادي الاتجاه (YM = 1.0). يتطلب هذا فعليًا إما وحدة قياس أكبر، أو عرض وجه أوسع، أو مادة أكثر صلابة لمحرك عكسي مقارنةً بمحرك أحادي الاتجاه بنفس عزم الدوران الاسمي.
الحمل الزائد في حالات الطوارئ - تقييم ذروة عزم الدوران
يتطلب معيار ISO 6336 أيضًا أن تروس حلزونية يتحمل هذا الاختبار حملاً زائداً طارئاً محدداً (عادةً ما بين 200 و300% من عزم الدوران المقنن لحدث واحد أو بضعة أحداث) دون حدوث كسر في السن. ويتم التحقق من ذلك بمقارنته بأقصى إجهاد انحناء مسموح به بدلاً من حد إجهاد الانحناء الناتج عن الإجهاد، وذلك باستخدام معامل أمان ثابت S_F_stat ≥ 1.0 عند ذروة عزم الدوران الزائد مضروباً في معامل الأمان الثابت Y_S. بالنسبة لمطاحن الأسمنت التي تشهد أحداث إعادة تشغيل الشحنة المجمدة (عزم دوران يصل إلى 400% من عزم الدوران المقنن)، غالباً ما يُعتمد هذا الاختبار على اختيار وحدة التروس بدلاً من اختبار الإجهاد عند عزم الدوران المقنن.
الخطأ الأكثر شيوعًا في عامل الخدمة - تجاهل عزم بدء تشغيل المحرك
الخطأ الأكثر شيوعًا في تروس حلزونية يُعد اختيار عامل الخدمة بمثابة التعامل مع محرك كهربائي على أنه "موحد" دون مراعاة خصائص عزم بدء تشغيل المحرك. يُطبّق محرك الحث ذو القفص، الذي يبدأ تشغيله مباشرةً (DOL)، عزم دوران يتراوح بين 250 و350% من عزم الدوران المقنن لحظة بدء التشغيل. إذا بدأ تشغيل المحرك من 3 إلى 5 مرات يوميًا، فهذا يعني فعليًا أن التروس تتعرض لما يقارب 3 إلى 5 أحداث ذروة عزم الدوران يوميًا عند 2.5 إلى 3.5 ضعف عزم الدوران المقنن، وهو ما يُعادل تصنيف مصدر الصدمة "متوسط" وفقًا لمعايير AGMA، وليس "موحد". إن اختيار KA = 1.0 لمثل هذا المحرك، ثم التعرض لإجهاد انحناء الأسنان المبكر عند 30 إلى 50% من عمر الخدمة المحسوب، هو النتيجة المباشرة لذلك.
الحل: إما تطبيق تصحيح عزم بدء التشغيل على عامل الخدمة، أو تحديد بادئ تشغيل ناعم أو محرك تردد متغير يحد من عزم بدء تشغيل المحرك إلى 100-120% من القيمة المقدرة - مما يحول المحرك الفعلي إلى مصدر "موحد" حقيقي يبرر KA = 1.0-1.25.
مرجع عامل الخدمة الخاص بالتطبيق
| طلب | نموذج KA | المحرك الرئيسي |
|---|---|---|
| مضخة طرد مركزي (تدفق ثابت، بدء تشغيل بتردد متغير) | 1.00–1.10 | زي مُوحد تروس حلزونية محرك + حمل منتظم؛ محول التردد المتغير يزيل صدمة بدء التشغيل |
| مروحة صناعية، منفاخ طرد مركزي (بدء التشغيل المباشر) | 1.25–1.50 | يبدأ تشغيل محرك DOL بعزم دوران 250%؛ ويؤدي قصور المروحة الذاتي إلى إطالة فترة بدء التشغيل |
| ناقل عام، يعمل بحزام (بدء التشغيل مع التحميل) | 1.25–1.50 | بدء التشغيل المحمّل؛ تعطل المنتج؛ انزلاق الحزام |
| آلة CNC، مكبس طباعة | 1.25 | يتم التحكم فيه بواسطة محرك مؤازر مع تحديد عزم الدوران؛ صدمات منخفضة |
| رافعة المنجم (قفص) | 1.50–2.00 | انطلاقات متكررة تحت الحمل الكامل؛ فعاليات انتزاع الحبل |
| مطحنة الكرات، مطحنة SAG | 2.00–2.50 | شحنة كروية متجمدة؛ إعادة تشغيل الشحنة المجمدة؛ حمل زائد دوري |
| كسارة فكية، كسارة صدمية | 2.00–3.00 | تحميل مباشر عند دخول الصخور؛ أحداث حديدية عابرة |
| وحدة الدرفلة الخشنة | 1.75–2.25 | صدمة العضة عند دخول القطعة المعدنية؛ أخطاء مطابقة السرعة |
| نظام الدفع البحري الرئيسي (محرك مزدوج) | 1.50–2.00 | عدم انتظام عزم دوران المحرك؛ التوقفات الطارئة؛ أحمال المناورة |
| علبة تروس توربينات الرياح (وفقًا لمعيار AGMA 6006) | قائم على الطيف (وليس على KA واحد) | يتطلب معيار AGMA 6006 تحليل طيف الحمل الكامل - قيمة KA واحدة غير كافية |
كوريا إيفر باور - توثيق عامل الخدمة مع كل طلب
اختيار عامل الخدمة الصحيح لهذا القطاع الصناعي الثقيل تروس حلزونية يتطلب نظام القيادة معرفة خصائص مصدر الطاقة (محرك كهربائي مع تشغيل مباشر أو بدء تشغيل ناعم)، وخصائص الآلة المُدارة (مستوى الصدمات)، وأي أحداث خاصة (التشغيل المتكرر، عكس الاتجاه، الحمل الزائد الطارئ). يجب تحديد جميع هذه المعلومات الأربعة قبل تأكيد مواصفات التروس.
تطلب شركة كوريا إيفر-باور المعلومات التالية من عملائها لجميع تروس القطع الحلزونية في الطلبات التي تتضمن بدء التشغيل تحت الحمل أو الصدمات أو الانعكاس: نوع مصدر الطاقة (نوع المحرك، طريقة بدء التشغيل)، نوع الآلة المُدارة وتصنيف الصدمات، معدل بدء التشغيل اليومي، وجود حمل الانعكاس، وأي أحداث معروفة لزيادة الحمل القصوى. تُستخدم هذه المعلومات لتحديد معامل القدرة (KA) المُطبق على حساب تصنيف التروس، والذي يُحدد مباشرةً الحد الأدنى المطلوب من الوحدة النمطية ودرجة المادة لعمر الخدمة المحدد. مصنع التروس الحلزونيةتُدرج شركة Korea Ever-Power قيمة KA المُطبقة في وثائق طلب التروس، مما يجعل الأساس التقني الكامل لمواصفات التروس شفافًا وقابلًا للتدقيق. تصفح مجموعة منتجات التروس الحلزونية للتروس الصناعية القياسية والمخصصة.
الأسئلة الشائعة
نعم، بشرط برمجة محول التردد المتغير (VFD) لتقييد عزم التسارع إلى 100-120% من القيمة المقدرة أثناء بدء التشغيل والإيقاف، وأن تتمتع الآلة المُدارة بحمل منتظم. يُزيل محول التردد المتغير (VFD) ذروة عزم بدء تشغيل محرك التشغيل المباشر (DOL)، مما يجعل القيادة "منتظمة" حقًا من منظور مصدر طاقة AGMA. مع ذلك، إذا كانت الآلة المُدارة نفسها تُسبب صدمة (كسارة، مطحنة)، فإن مساهمة KA للآلة المُدارة تُطبق بغض النظر عن مصدر الطاقة. على سبيل المثال، محرك التردد المتغير (VFD) الذي يُشغل مطحنة كروية هو مصدر طاقة منتظم + آلة ذات صدمات قوية = تركيبة AGMA لا تزال تتطلب KA ≈ 1.75.
يؤثر KA بشكل مباشر تروس حلزونية يُؤخذ في الاعتبار حجم ونوع المادة عند حساب معدل الإجهاد، وليس فئة دقة DIN. تُحدد فئة دقة DIN بناءً على متطلبات السرعة والضوضاء. مع ذلك، قد يكون من الأسهل أحيانًا تصنيع تروس ذات وحدات أكبر (مطلوبة لقيم KA أعلى) ضمن فئة DIN معينة، لأن قيم التفاوت المطلق تتناسب مع حجم الوحدة. تروس حلزونية تتميز تروس M10 من الفئة السادسة وفقًا لمعيار DIN بتفاوتات أكبر في الشكل والخطوة مقارنةً بتروس M5 من الفئة السادسة وفقًا لمعيار DIN، مما يجعل إنتاج تروس M10 أسهل نسبيًا وفقًا للفئة المحددة. هذا تأثير ثانوي ولا يبرر تغيير مواصفات فئة DIN.
يأخذ برنامج KA في الاعتبار تغيرات الأحمال الخارجية من تروس حلزونية نظام القيادة - الأحمال الناتجة عن مصدر الطاقة أو خصائص الآلة المُدارة (الصدمات، بدء التشغيل، الانعكاس). يأخذ معامل KV في الاعتبار الأحمال الديناميكية الداخلية - قوى الأسنان الإضافية الناتجة عن خطأ نقل زوج التروس وديناميكيات الكتلة والنابض لنظام التروس عند سرعة التشغيل. كلاهما يضرب القوة المماسية الاسمية في حساب التصنيف. عند سرعة خط التماس المنخفضة (20 م/ث) لترس من الفئة DIN 8، يمكن أن يصل KV إلى 1.4–1.8. تروس حلزونية يستخدم التصنيف KA × KV × KH × KF كعوامل مجتمعة - وليس KA فقط.
نعم — إذا كان تروس حلزونية كان نمط الفشل هو التآكل النُقري أو إجهاد انحناء جذر السن عند أقل من 50% من العمر التصميمي المحسوب، ومن المرجح أن يكون عزم الدوران التصميمي (KA) منخفضًا جدًا بالنسبة لأحمال التشغيل الفعلية. تُحدد خدمة تحليل الأعطال من شركة Korea Ever-Power (انظر مقال تحليل الأعطال) نمط الفشل وتقارن عزم الدوران المطلوب عند عمر الفشل المُلاحظ مع عزم الدوران المُحدد أصلاً. إذا كانت أحداث عزم الدوران القصوى الفعلية معروفة، فسيتم استبدال القطعة. تروس حلزونية يتم تحديد قيمة KA الصحيحة من الطلب الأول. إذا كانت الأحمال الفعلية غير معروفة، يُنصح بإجراء قياس عزم الدوران باستخدام أجهزة قياس خلال أسبوعين من التشغيل العادي قبل تحديد الاستبدال، وإلا فقد يتعطل الترس الجديد في نفس الفترة.
تأكد من عامل الخدمة الصحيح لتطبيق التروس الحلزونية الخاص بك
قدّم نوع مصدر الطاقة، وخصائص الآلة المُشغّلة، وتكرار بدء التشغيل اليومي، وأي حالات زيادة في الحمل. تقوم شركة Korea Ever-Power بتحديد قيمة KA الصحيحة، وعرض متطلبات الوحدة ونوع المواد، وتوثيق الأساس في مواصفات الطلب، مما يتيح إمكانية تدقيق كاملة لحساب عمر الإجهاد.
تصنيف AGMA 2101 · ISO 6336 KA · تصحيح تردد البدء · معامل الحمل العكسي · توثيق KA في كل طلب
المحرر: Cxm
