Co je faktor služeb a proč existuje
Servisní faktor (obecně SF; KA v normě ISO 6336; poměr CSF nebo Ks v normě AGMA) zohledňuje skutečnost, že skutečný spirálové ozubené kolo Pohonný systém přenáší špičkové momenty, které překračují jmenovitý točivý moment. Motor s nominálním výkonem 100 kW pohánějící dopravník nedodává konstantních 100 kW – dodává proměnlivý točivý moment, který se zvyšuje během rozběhu (trhací moment motoru 200–300% jmenovitého výkonu), během zasekávání produktu (krátkodobý plný zastavovací moment) a během rozběhu s plně zatíženým pásem. Každý z těchto přechodných jevů hromadí únavové poškození rychlostí úměrnou špičkovému točivému momentu umocněnému na 6. (kontaktní únava) nebo 8. (únava v ohybu).
Pro spirálové ozubené kolo jmenovitý moment přesně odpovídá jmenovitému přenášenému momentu (SF = 1,0), jakýkoli vrchol přesahující 100% jmenovitého momentu urychluje únavové poškození rychleji, než je zohledněno ve výpočtu jmenovitého momentu. SF > 1,0 poskytuje rezervu, která pokrývá tyto přechodné vrcholy. Praktický důsledek: v termínech ISO 6336 KA vynásobí jmenovitou tečnou silou F_t na spirálové ozubené kolo před všemi ostatními kroky výpočtu – takže ozubené kolo s KA = 1,5 musí nést 1,5násobek tangenciální síly, což vyžaduje buď větší modul, širší šířku čela, tvrdší materiál nebo nějakou kombinaci.
Klasifikace zatížení AGMA – rámec průmyslových standardů
Norma AGMA 2101 (a její předchůdce AGMA 2001) klasifikuje pohonné systémy do kombinací charakteru zdroje energie a charakteru poháněného stroje. Každá kombinace udává doporučený provozní faktor:
| Zdroj energie postava | Poháněný stroj: Jednotný | Poháněný stroj: Lehký šok | Poháněný stroj: Mírný ráz | Poháněný stroj: Silný tlumič |
|---|---|---|---|---|
| Uniforma (elektromotor, parní turbína) | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1,75–2,00 |
| Lehký šok (víceválcový motor) | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2,00–2,25 |
| Mírný ráz (jednoválcový motor) | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2,25–2,50 |
| Silný náraz (rázový lis, úderník) | 1.75+ | 2.00+ | 2.25+ | 2,50–3,00+ |
Klasifikace poháněných strojů – Do které kategorie patří?
| Postava AGMA | Příklady aplikací | Šoková postava |
|---|---|---|
| Jednotný | Odstředivá čerpadla a kompresory; lehké ventilátory; dopravníky se stálým zatížením; generátory | Zatížení téměř konstantní; časté startování a bez zatížení |
| Lehký šok | Odstředivé ventilátory a dmychadla; dopravníky s nákladem; jeřábové pojezdy; všeobecné obráběcí stroje; tiskařské stroje | Určité odchylky; občasné startování s lehkou zátěží; žádný silný náraz |
| Mírný šok | Kulové mlýny (prázdné); obráběcí stroje na kovy; spirálové ozubené kolo pohony papírenských válců (přerušovaný řez); důlní výtahy; papírny; velké ventilátory | Mírné kolísání točivého momentu; periodické cykly zatěžování a odlehčování; určitý náraz při rozběhu za mírného zatížení |
| Silný šok | Kulové mlýny (s nákladem); pohony drtičů; velké spirálové ozubené kolo otevřené pohony; hrubovací stolice válcoven; pohony bagrů; těžké děrovací stroje; cementářské pece | Silné kolísání točivého momentu; časté těžké rozjezdy; rázové zatížení; možnost krátkodobého obrácení točivého momentu |
ISO 6336 KA – Ekvivalent v mezinárodní normě
Norma ISO 6336-1 definuje aplikační faktor KA jako poměr maximálního vnějšího dynamického zatížení ozubeného kola k jmenovitému tangenciálnímu zatížení na roztečné kružnici. Tabulka 1 v normě ISO 6336-1 uvádí orientační hodnoty:
| Provozní stav hnacího stroje | Provozní stav poháněného stroje | KA (ISO 6336) |
|---|---|---|
| Jednotný | Jednotný | 1.00 |
| Jednotný | Mírné otřesy | 1.25 |
| Jednotný | Silné otřesy | 1.50 |
| Lehké šoky | Jednotný | 1.10 |
| Lehké šoky | Mírné otřesy | 1.35 |
| Lehké šoky | Silné otřesy | 1.60 |
| Mírné otřesy | Jednotný | 1.25 |
| Mírné otřesy | Mírné otřesy | 1.50 |
| Mírné otřesy | Silné otřesy | 1.75+ |
Zvláštní případy vyžadující vyšší KA
Časté spouštění motoru pod zátěží
Standardní třífázový asynchronní motor vytváří v klidovém stavu rozběhový moment 150–3001 TP3T jmenovitého momentu – plný rozběhový moment je aplikován na spirálové ozubené kolo hnací ústrojí při každém spuštění motoru. U pohonu, který se spouští 10–20krát denně při plném zatížení, může být kumulované poškození ze startů motoru značné. Oprava: přidejte k základnímu KA „faktor frekvence spouštění“ 1,0–1,3 v závislosti na počtu denních startů a multiplikátoru spouštěcího momentu. Společnost Korea Ever-Power požaduje informace o frekvenci spouštění pro všechny pohony, které se spouští více než 5krát denně.
Reverzační pohony
Když spirálové ozubené kolo Pohon obrací směr pod zatížením – jeřábové kladkostroje, válcovny při obráceném průchodu, pohon lodí vpřed/vzad – jak hnací bok, tak i pobřežní bok každého zubu jsou zatíženy střídavým tahem. Norma ISO 6336 snižuje přípustné ohybové napětí σ_F lim o faktor 0,7 pro plně obrácené ohybové zatížení (YM = 0,7 v notaci) ve srovnání s jednosměrným zatížením (YM = 1,0). To ve skutečnosti vyžaduje buď větší modul, širší šířku čela, nebo tvrdší materiál pro reverzní pohon ve srovnání s jednosměrným pohonem se stejným jmenovitým krouticím momentem.
Nouzové přetížení – posouzení špičkového točivého momentu
Norma ISO 6336 také vyžaduje, aby spirálové ozubené kolo přežít specifikované nouzové přetížení (obvykle 200–3001 TP3T jmenovitého momentu po dobu jedné nebo několika událostí) bez zlomení zubu. Toto se kontroluje spíše oproti maximálnímu přípustnému ohybovému napětí než oproti mezi únavového ohybového napětí, s použitím statického součinitele bezpečnosti S_F_stat ≥ 1,0 při špičkovém momentu přetížení vynásobeném statickým součinitelem přetížení Y_S. U cementových mlýnů s událostmi restartu zamrzlé vsázky (točivý moment až 4001 TP3T jmenovitého momentu) tato kontrola často určuje výběr převodového modulu spíše než kontrolu únavy při jmenovitém momentu.
Nejčastější chyba servisního faktoru – ignorování rozběhového momentu motoru
Nejčastější chyba v spirálové ozubené kolo Volba provozního faktoru znamená, že pohon elektromotoru je považován za „rovnoměrný“ bez zohlednění charakteristik rozběhového momentu motoru. Asynchronní motor s klecí s přímým spouštěním (DOL) aplikuje v okamžiku spuštění 250–3501 TP3T jmenovitého momentu. Pokud se pohon spouští 3–5krát denně, znamená to, že převodovka zažívá přibližně 3–5 událostí špičkového momentu denně při 2,5–3,5× jmenovitý – což odpovídá klasifikaci zdroje AGMA „střední ráz“, nikoli „rovnoměrný“. Přímým důsledkem je volba KA = 1,0 pro takový pohon a následná předčasná únava zubů v důsledku ohybu při 30–501 TP3T vypočítané životnosti.
Řešení: buď aplikovat korekci rozběhového momentu na servisní faktor, nebo specifikovat softstartér nebo VFD (frekvenční měnič), který omezuje rozběhový moment motoru na 100–120% jmenovitého – čímž se skutečný pohon převede na skutečně „jednotný“ zdroj, který odůvodňuje KA = 1,0–1,25.
Referenční informace o faktoru služeb specifické pro danou aplikaci
| Aplikace | Typická KA | Primární hnací síla |
|---|---|---|
| Odstředivé čerpadlo (ustálený průtok, spouštění frekvenčním měničem) | 1,00–1,10 | Jednotný spirálové ozubené kolo pohon + rovnoměrné zatížení; frekvenční měnič eliminuje nárazy při rozjezdu |
| Průmyslový ventilátor, odstředivé dmychadlo (přímý start) | 1,25–1,50 | Rozběh motoru DOL při momentu 250%; setrvačnost ventilátoru prodlužuje dobu rozběhu |
| Obecný dopravník, poháněný pásem (spouštění s zatížením) | 1,25–1,50 | Spouštění s zatížením; zasekávání produktu; prokluzování řemene |
| CNC obráběcí stroj, tiskařský lis | 1.25 | Servořízení s omezením točivého momentu; nízké rázy |
| Důlní zvedák (klec) | 1,50–2,00 | Časté starty při plném zatížení; případy vytrhnutí lana |
| Kulový mlýn, mlýn SAG | 2,00–2,50 | Katarakta náboje koule; zamrzlý restart náboje; periodické přetížení |
| Čelistní drtič, nárazový drtič | 2.00–3.00 | Přímé nárazové zatížení při vstupu do horniny; události s trampovaným železem |
| Hrubovací stolice válcovny | 1,75–2,25 | Rázový ráz při vstupu do sochoru; chyby v porovnání rychlosti |
| Hlavní lodní pohon (dvoumotorový) | 1,50–2,00 | Nerovnoměrnost točivého momentu motoru; nouzové brzdění; manévrovací zatížení |
| Převodovka větrné turbíny (dle AGMA 6006) | Spektrum (ne jeden KA) | AGMA 6006 vyžaduje analýzu spektra plného zatížení – jeden KA není dostačující |
Korea Ever-Power — Dokumentace k faktoru služeb s každou objednávkou
Správný výběr servisního faktoru pro tento těžký průmysl spirálové ozubené kolo Pohon vyžaduje znalost charakteru zdroje energie (elektromotor s přímým rozběhem nebo pozvolným rozběhem), charakteru poháněného stroje (úroveň rázů) a případných zvláštních událostí (časté rozběhy, reverzace, nouzové přetížení). Všechny čtyři faktory musí být deklarovány před potvrzením specifikace převodu.
Společnost Korea Ever-Power požaduje od zákazníků následující informace pro všechny ozubené kolo se spirálovým řezem objednávky, u kterých aplikace zahrnuje spouštění pod zatížením, rázem nebo reverzací: typ zdroje energie (typ motoru, způsob spouštění), typ poháněného stroje a klasifikace rázů, denní frekvence spouštění, přítomnost reverzačního zatížení a jakékoli známé události špičkového přetížení. Tyto informace se používají k určení KA použité při výpočtu jmenovitého převodu, který přímo stanoví minimální požadovaný modul a jakost materiálu pro stanovenou životnost. Jako přímý výrobce šikmých ozubených kolSpolečnost Korea Ever-Power uvádí použitou hodnotu KA v dokumentaci k objednávce převodovky, takže kompletní technický základ pro specifikaci převodovky je transparentní a auditovatelný. Prohlédněte si sortiment šikmých ozubených kol pro standardní i zakázkové průmyslové převody.
Často kladené otázky
Ano – za předpokladu, že je frekvenční měnič naprogramován tak, aby omezil akcelerační moment na 100–1201 TP3T jmenovitého během rozběhu a zastavování a že poháněný stroj má rovnoměrnou zatěžovací charakteristiku. frekvenční měnič eliminuje špičkový rozběhový moment motoru DOL, čímž se pohon z pohledu zdroje energie AGMA stává skutečně „jednotným“. Pokud však samotný poháněný stroj způsobuje rázy (drtič, mlýn), příspěvek KA poháněného stroje se uplatní bez ohledu na zdroj energie. frekvenční měnič pohánějící kulový mlýn je kombinací rovnoměrného zdroje energie + stroje s těžkým rázovým motorem = AGMA, která stále vyžaduje KA ≈ 1,75.
KA přímo ovlivňuje spirálové ozubené kolo velikost a třída materiálu ve výpočtu únavy materiálu, nikoli třída přesnosti DIN. Třída přesnosti DIN je stanovena požadavky na rychlost a hluk. Větší modul ozubených kol (požadovaných vyšší KA) je však někdy snazší dosáhnout v dané třídě DIN, protože absolutní hodnoty tolerance se mění s modulem. A spirálové ozubené kolo Ozubené kolo M10 DIN třídy 6 má větší absolutní tolerance profilu a stoupání než ozubené kolo M5 DIN třídy 6 – což ozubené kolo M10 poněkud usnadňuje jeho výrobu ve specifikované třídě. Toto je sekundární efekt a neopravňuje ke změně specifikace třídy DIN.
KA zohledňuje změny vnějšího zatížení od spirálové ozubené kolo hnací systém – zatížení generovaná zdrojem energie nebo charakteristikami poháněného stroje (ráz, rozběh, reverzace). KV zohledňuje vnitřní dynamické zatížení – dodatečné síly na zuby generované vlastní převodovou chybou dvojice ozubených kol a dynamiku hmotnost-pružina převodového systému při provozní rychlosti. Obojí vynásobí jmenovitou tangenciální sílu ve výpočtu jmenovitých hodnot. Při nízké rychlosti na ose stoupání (20 m/s) pro ozubené kolo třídy DIN 8 může KV dosáhnout 1,4–1,8. Kompletní spirálové ozubené kolo Hodnocení používá KA × KV × KH × KF jako kombinované faktory – nejen KA samotný.
Ano – pokud spirálové ozubené kolo Pokud byl způsob selhání důlkovou třmenovou únavou nebo únavou z ohybu kořene zubu při méně než 50% vypočítané návrhové životnosti, byla návrhová KA pravděpodobně příliš nízká pro skutečné provozní zatížení. Služba analýzy selhání společnosti Korea Ever-Power (viz článek o analýze selhání) identifikuje způsob selhání a porovnává požadovanou KA při pozorované životnosti s původně specifikovanou KA. Pokud jsou známy skutečné události špičkového krouticího momentu, náhrada spirálové ozubené kolo je specifikována při správné hodnotě KA z první objednávky. Pokud nejsou skutečná zatížení známa, doporučuje se před specifikací výměny provést přístrojové měření točivého momentu během dvou týdnů normálního provozu – jinak může nové ozubené kolo selhat ve stejném intervalu.
Ověřte správný servisní faktor pro vaši aplikaci se šikmým ozubeným kolem
Uveďte typ zdroje napájení, charakter poháněného stroje, denní frekvenci spouštění a veškeré případy špičkového přetížení. Společnost Korea Ever-Power určí správnou KA, uvede výsledný modul a požadavek na jakost materiálu a zdokumentuje podklad ve specifikaci objednávky – což zajistí plnou auditovatelnost pro výpočet únavové životnosti.
Klasifikace dle AGMA 2101 · ISO 6336 KA · Korekce spouštěcí frekvence · Reverzní zatěžovací faktor · KA zdokumentována v každé objednávce
Střihač: Cxm
