Какво е факторът обслужване и защо съществува
Коефициентът на обслужване (SF в общата употреба; KA в нотацията ISO 6336; съотношението CSF или Ks в нотацията AGMA) отчита факта, че реално спирална предавка Задвижващата система предава пикови въртящи моменти, които надвишават номиналния въртящ момент. Номинален двигател с мощност 100 kW, задвижващ конвейер, не осигурява постоянни 100 kW — той осигурява променлив въртящ момент, който се увеличава пиково по време на стартиране (въртящ момент на двигателя 200–300% от номиналния), по време на задръствания на продукта (краткотраен въртящ момент при пълно спиране) и по време на стартиране с напълно натоварен ремък. Всяко от тези преходни събития натрупва умора със скорост, пропорционална на пиковия въртящ момент, повдигнат на 6-та степен (умора при контакт) или 8-ма степен (умора при огъване).
За спирална предавка номинален до точно номиналния предаван въртящ момент (SF = 1.0), всеки пик, надвишаващ 100% на номиналния въртящ момент, ускорява повредата от умора по-бързо, отколкото е отчетено при изчислението на номиналния въртящ момент. SF > 1.0 осигурява границата, която покрива тези преходни пикове. Практическото следствие: в термините на ISO 6336, KA умножава номиналната тангенциална сила F_t върху спирална предавка преди всички други стъпки на изчисление — следователно зъбно колело с KA = 1.5 трябва да поеме 1.5× тангенциалната сила, което изисква или по-голям модул, или по-широка ширина на челото, или по-твърд материал, или някаква комбинация.
Класификация на натоварването по AGMA — рамка за индустриални стандарти
AGMA 2101 (и неговият предшественик AGMA 2001) класифицира задвижващите системи в комбинации от характеристики на захранващия източник и характеристики на задвижваната машина. Всяка комбинация дава препоръчителен сервизен фактор:
| Източник на енергия | Задвижвана машина: Униформа | Задвижвана машина: Лек шок | Задвижвана машина: Умерен шок | Задвижвана машина: Тежък шок |
|---|---|---|---|---|
| Униформа (електрически двигател, парна турбина) | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1,75–2,00 |
| Лек шок (многоцилиндров двигател) | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00–2.25 |
| Умерен шок (едноцилиндров двигател) | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25–2.50 |
| Силен удар (ударна преса, перфоратор) | 1.75+ | 2.00+ | 2.25+ | 2.50–3.00+ |
Класификация на задвижваните машини — коя категория?
| Герой на AGMA | Примери за приложение | Шокиращ герой |
|---|---|---|
| Униформа | Центробежни помпи и компресори; леки вентилатори; конвейери с постоянно натоварване; генератори | Натоварването е почти постоянно; стартиране рядко и без товар |
| Лек шок | Центробежни вентилатори и компресори; натоварени конвейери; движение на крана; общи машинни инструменти; печатни машини | Някои вариации; рядко стартиране с леко натоварване; без сериозен удар |
| Умерен шок | Топкови мелници (празни); металорежещи машини; спирална предавка задвижвания на хартиени ролки (прекъснато рязане); минни подемници; хартиени фабрики; големи вентилатори | Умерено изменение на въртящия момент; периодични цикли на натоварване и разтоварване; известно въздействие при стартиране под умерено натоварване |
| Силен шок | Топкови мелници (с товар); задвижвания на трошачки; големи спирална предавка отворени задвижвания; груби клети за валцови машини; задвижвания на драгиращи машини; тежки щанцови машини; циментови пещи | Силни колебания на въртящия момент; чести тежки стартирания; ударно натоварване; възможност за краткотрайно обръщане на въртящия момент |
ISO 6336 KA — Еквивалентът в международния стандарт
ISO 6336-1 определя коефициента на приложение KA като съотношението на максималното външно динамично натоварване на зъбното колело към номиналното тангенциално натоварване на делителната окръжност. Таблица 1 в ISO 6336-1 предоставя индикативни стойности:
| Работно състояние на шофьорската машина | Работно състояние на задвижваната машина | КА (ISO 6336) |
|---|---|---|
| Униформа | Униформа | 1.00 |
| Униформа | Умерени сътресения | 1.25 |
| Униформа | Силни сътресения | 1.50 |
| Леки шокове | Униформа | 1.10 |
| Леки шокове | Умерени сътресения | 1.35 |
| Леки шокове | Силни сътресения | 1.60 |
| Умерени сътресения | Униформа | 1.25 |
| Умерени сътресения | Умерени сътресения | 1.50 |
| Умерени сътресения | Силни сътресения | 1.75+ |
Специални случаи, които изискват по-висока KA
Често стартиране на двигателя под товар
Стандартен трифазен асинхронен двигател произвежда пусков въртящ момент от 150–3001 TP3T от номиналния въртящ момент в покой — пълният пусков въртящ момент се прилага към спирална предавка задвижващия механизъм всеки път, когато двигателят стартира. За задвижване, което стартира 10–20 пъти на ден при пълно натоварване, натрупаните повреди от стартиранията на двигателя могат да бъдат значителни. Корекцията: добавете „коефициент на честота на стартиране“ от 1,0–1,3 към базовия KA в зависимост от броя на стартиранията на деня и множителя на пусковия момент. Korea Ever-Power изисква информация за честотата на стартиране за всички задвижвания, които стартират повече от 5 пъти на ден.
Реверсивни задвижвания
Когато спирална предавка Задвижването обръща посоката си под товар — кранови подемници, валцови машини при обратен ход, корабно задвижване напред/назад — както задвижващият ръб, така и крайбрежният ръб на всеки зъб са натоварени с променливо напрежение. ISO 6336 намалява допустимото напрежение на огъване σ_F lim с коефициент 0,7 за напълно обръщащи се огъващи товари (YM = 0,7 в нотацията), в сравнение с еднопосочно натоварване (YM = 1,0). Това ефективно изисква или по-голям модул, или по-широка ширина на повърхността, или по-твърд материал за реверсивно задвижване в сравнение с еднопосочно задвижване със същия номинален въртящ момент.
Аварийно претоварване — оценка на пиковия въртящ момент
ISO 6336 също изисква спирална предавка да преживеят определено аварийно претоварване (обикновено 200–300% номинален въртящ момент за едно или няколко събития) без счупване на зъба. Това се проверява спрямо максимално допустимото напрежение на огъване, а не спрямо границата на напрежение на огъване от умора, като се използва коефициент на статична безопасност S_F_stat ≥ 1,0 при пиковия въртящ момент на претоварване, умножен по коефициента на статично претоварване Y_S. За циментови мелници със събития на рестартиране на замръзнала шихта (въртящ момент до 400% номинален), тази проверка често определя избора на зъбен модул, а не проверката за умора при номинален въртящ момент.
Най-често срещаната грешка, свързана с фактора на обслужване - Пренебрегване на пусковия момент на двигателя
Най-често срещаната грешка в спирална предавка Изборът на коефициент на експлоатация третира електрическото задвижване като „равномерно“, без да се отчитат характеристиките на пусковия въртящ момент на двигателя. Асинхронен двигател с клетка и директно стартиране прилага 250–3501 TP3T номинален въртящ момент в момента на стартиране. Ако задвижването стартира 3–5 пъти на ден, това ефективно означава, че зъбното колело изпитва приблизително 3–5 събития на пиков въртящ момент дневно при 2,5–3,5× номинален – еквивалентно на класификация на източника на AGMA „Умерен удар“, а не „Равномерен“. Избирането на KA = 1,0 за такова задвижване и последващото изпитване на преждевременна умора от огъване на зъбите при 30–501 TP3T от изчисления експлоатационен живот е прякото следствие от това.
Решението: или да се приложи корекция на пусковия въртящ момент към сервизния фактор, или да се определи плавен стартер или VFD (честотно задвижване), което ограничава пусковия въртящ момент на двигателя до 100–120% от номиналния — превръщайки действителното задвижване в истински „равномерен“ източник, който оправдава KA = 1,0–1,25.
Справка за специфичния за приложението фактор на обслужване
| Приложение | Типичен KA | Основен драйвер |
|---|---|---|
| Центробежна помпа (постоянен поток, стартиране с честотна превключвател) | 1.00–1.10 | Униформа спирална предавка задвижване + равномерно натоварване; VFD елиминира шока при стартиране |
| Индустриален вентилатор, центробежен вентилатор (директен старт) | 1,25–1,50 | Пускане на двигателя DOL при въртящ момент 250%; инерцията на вентилатора удължава периода на стартиране |
| Общ конвейер, задвижван с лента (стартиране с натоварване) | 1,25–1,50 | Стартиране с товар; засядане на продукта; събития на приплъзване на ремъка |
| CNC машина, печатна машина | 1.25 | Сервоуправляем с ограничаване на въртящия момент; ниско ниво на удар |
| Минен подемник (клетка) | 1,50–2,00 | Чести стартирания при пълно натоварване; случаи на издърпване на въже |
| Топкова мелница, мелница SAG | 2.00–2.50 | Катарактиране на заряда на топката; рестартиране на замръзналия заряд; периодично претоварване |
| Челюстна трошачка, ударна трошачка | 2.00–3.00 | Директно ударно натоварване при навлизане в скалата; събития с приплъзване на желязо |
| Груба стенд за валцуване | 1,75–2,25 | Удар от захапване при влизане в заготовката; грешки в съпоставянето на скоростта |
| Главно корабно задвижване (двудвигателно) | 1,50–2,00 | Неравномерност на въртящия момент на двигателя; аварийно спиране; маневриране с товари |
| Редуктор на вятърна турбина (съгласно AGMA 6006) | Спектърно базиран (не единичен KA) | AGMA 6006 изисква анализ на спектъра на пълно натоварване — единичен KA е недостатъчен |
Korea Ever-Power — Документация за фактор на обслужване с всяка поръчка
Правилен избор на сервизен фактор за тази тежка промишленост спирална предавка Задвижването изисква познаване на характера на източника на захранване (електрически двигател с директно стартиране или плавен старт), характера на задвижваната машина (ниво на удар) и всички специални събития (често стартиране, обръщане, аварийно претоварване). И четирите трябва да бъдат декларирани, преди да се потвърди спецификацията на предавката.
Korea Ever-Power изисква следната информация от клиентите си за всички спирално нарязано зъбно колело поръчки, при които приложението включва стартиране под товар, удар или обръщане: тип източник на захранване (тип на двигателя, метод на стартиране), тип на задвижваната машина и класификация на удара, дневна честота на стартиране, наличие на натоварване при обръщане и всички известни пикови събития на претоварване. Тази информация се използва за определяне на KA, приложена към изчислението на предавката, което директно определя минималния необходим модул и клас на материала за определения експлоатационен живот. Като пряк производител на спирални зъбни колела, Korea Ever-Power включва приложената стойност KA в документацията за поръчка на предавка, така че пълната техническа основа за спецификацията на предавката е прозрачна и одитируема. Разгледайте продуктова гама от спирални зъбни колела за стандартни и нестандартни индустриални зъбни колела.
Често задавани въпроси
Да — при условие че честотният регулатор (VFD) е програмиран да ограничава въртящия момент при ускорение до 100–120% от номиналния по време на стартиране и спиране и задвижваната машина има равномерна характеристика на натоварване. VFD елиминира пика на въртящия момент при стартиране на двигателя с директно движение (DOL), което прави задвижването наистина „равномерно“ от гледна точка на източника на захранване AGMA. Ако обаче самата задвижвана машина въвежда удар (трошачка, мелница), приносът на KA на задвижваната машина се прилага независимо от източника на захранване. VFD, задвижващ топкова мелница, е комбинация от равномерен източник на захранване + машина с тежки ударни натоварвания = AGMA, която все още изисква KA ≈ 1,75.
КА пряко засяга спирална предавка размер и клас на материала при изчисляването на степента на умора, а не клас на точност по DIN. Класът на точност по DIN се определя от изискванията за скорост и шум. Въпреки това, по-големи модулни зъбни колела (изисквани от по-висок KA) понякога са по-лесни за постигане при даден клас по DIN, тъй като абсолютните стойности на толеранс се мащабират с модула. A спирална предавка При M10 DIN клас 6 зъбното колело има по-големи абсолютни допуски на профил и стъпка от зъбното колело M5 DIN клас 6, което прави производството на зъбното колело M10 донякъде по-лесно за съответния клас. Това е вторичен ефект и не оправдава промяна на спецификацията на DIN класа.
KA отчита вариациите на външното натоварване от спирална предавка задвижваща система — натоварвания, генерирани от източника на захранване или характеристиките на задвижваната машина (удар, стартиране, обръщане). KV отчита вътрешните динамични натоварвания — допълнителните сили върху зъбите, генерирани от собствената грешка в предаването на зъбната двойка и динамиката на масата-пружина на зъбната система при работна скорост. И двете умножават номиналната тангенциална сила при изчислението на номиналната мощност. При ниска скорост по стъпковата линия (20 m/s) за зъбно колело по DIN клас 8, KV може да достигне 1,4–1,8. Пълно спирална предавка Оценката използва KA × KV × KH × KF като комбинирани фактори, а не само KA.
Да — ако спирална предавка Ако режимът на повреда е бил точкова деформация или умора от огъване на корена на зъба при по-малко от 50% от изчисления проектен живот, проектният коефициент на повреди (KA) вероятно е бил твърде нисък за действителните експлоатационни натоварвания. Услугата за анализ на повреди на Korea Ever-Power (вижте статията за анализ на повреди) идентифицира режима на повреда и сравнява необходимия KA при наблюдавания живот на повреда с първоначално зададения KA. Ако действителните събития на пиков въртящ момент са известни, заместващият... спирална предавка е посочен при правилния KA от първата поръчка. Ако действителните натоварвания са неизвестни, се препоръчва измерване на въртящия момент с инструменти в продължение на две седмици нормална работа, преди да се определи подмяната — в противен случай новата предавка може да се повреди през същия интервал.
Потвърдете правилния сервизен фактор за вашето приложение с винтови зъбни колела
Посочете типа на вашия източник на захранване, характеристиките на задвижваната машина, дневната честота на стартиране и всички пикови претоварвания. Korea Ever-Power определя правилния KA, показва получения модул и изисквания за клас на материала и документира основата в спецификацията на поръчката, което осигурява пълна проверимост за изчисляване на експлоатационния живот.
Класификация по AGMA 2101 · ISO 6336 KA · Корекция на честотата на пускане · Коефициент на натоварване при обръщане · KA документирана във всяка поръчка
Редактор: Cxm
