Διπλό ελικοειδές γρανάζι — Μηδενική αξονική ώση για παράλληλους άξονες υψηλής ροπής

Τι είναι ένα διπλό ελικοειδές γρανάζι

ΕΝΑ διπλό ελικοειδές γρανάζι αποτελείται από δύο αντίθετα ελικοειδή τμήματα — μία αριστερή έλικα και μία δεξιά έλικα — κατεργασμένα στο ίδιο κενό γρανάζι με πανομοιότυπες γωνίες στρέψης. Η διάταξη ονομάζεται μερικές φορές γρανάζι ψαροκόκαλο, αν και για να κυριολεκτήσουμε, ένα ψαροκόκαλο δεν έχει κεντρική αυλάκωση ενώ ένα διπλό ελικοειδές γρανάζι έχει μια αυλάκωση ανακούφισης που χωρίζει τα δύο μισά της έλικας. Και τα δύο μεταδίδουν περιστροφική κίνηση μεταξύ παράλληλων αξόνων. Το θεμελιώδες πλεονέκτημα είναι ότι η αξονική ώθηση που παράγεται από το αριστερό και το δεξί τμήμα ενεργεί σε ακριβώς αντίθετες κατευθύνσεις, ακυρώνοντας η μία την άλλη μέσα στο σώμα του γραναζιού. Επομένως, τα ρουλεμάν στήριξης μεταφέρουν μόνο ακτινική δύναμη, η οποία παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των ρουλεμάν και μειώνει την παραμόρφωση του άξονα υπό υψηλή ροπή.

Επειδή η αξονική ώθηση δεν αποτελεί πλέον περιορισμό, διπλά ελικοειδή γρανάζια μπορεί να λειτουργήσει με γωνίες έλικας μεταξύ 20° και 45°. Μονό ελικοειδή γρανάζια κοπής περιορίζονται γενικά σε 15°–20° πριν τα φορτία ώσης των ρουλεμάν γίνουν προβληματικά. Μια ευρύτερη γωνία έλικας αυξάνει τον λόγο επικάλυψης — περισσότερα ζεύγη δοντιών μοιράζονται το φορτίο σε οποιαδήποτε στιγμή — γεγονός που αυξάνει την ισχύ ενός δεδομένου μεγέθους γραναζιού και εξομαλύνει τους κραδασμούς σε υψηλές ταχύτητες. Αυτές οι ιδιότητες τα καθιστούν την τυπική επιλογή για κιβώτια ταχυτήτων γερανών, συστήματα μετάδοσης κίνησης θαλάσσιων μειωτήρων, βιομηχανικούς στροβίλους και συστήματα μετάδοσης κίνησης ελασματουργείων όπου τόσο η πυκνότητα ροπής όσο και η αθόρυβη λειτουργία έχουν σημασία. Η Korea Ever-Power Worm Gear Co.,Ltd προμηθεύει διπλά ελικοειδή γρανάζια σε κράμα χάλυβα, ανθρακούχο χάλυβα και οζώδη χυτοσίδηρο, με φινίρισμα δοντιών με ελατήρια ή τροχισμένα δόντια που αντιστοιχεί στην απαιτούμενη κατηγορία ακρίβειας ISO.

Τεχνικές προδιαγραφές: Διπλό έναντι μονού ελικοειδούς γραναζιού

Η παρακάτω σύγκριση καλύπτει τις κύριες μηχανικές διαφορές μεταξύ μονής και διπλά ελικοειδή γρανάζιαΗ κατανόηση αυτών των διακρίσεων είναι απαραίτητη κατά την αξιολόγηση του τύπου που ταιριάζει σε μια συγκεκριμένη απαίτηση μετάδοσης ισχύος.

Πώς λειτουργούν τα διπλά ελικοειδή γρανάζια

Σταδιακή εμπλοκή των δοντιών

Σε αντίθεση με τα ευθύγραμμα γρανάζια όπου το πλήρες πλάτος των δοντιών εφάπτεται ταυτόχρονα και δημιουργεί μια αιχμηρή ακίδα φορτίου, ένα ελικοειδές γρανάζι Το δόντι έρχεται πρώτα σε επαφή με τη μία άκρη και στη συνέχεια η γραμμή επαφής κινείται διαγώνια κατά μήκος της επιφάνειας του δοντιού καθώς περιστρέφεται το γρανάζι. Αυτή η προοδευτική εμπλοκή κατανέμει την ενέργεια κρούσης σε ένα μετρήσιμο τόξο περιστροφής, παράγοντας σημαντικά χαμηλότερο θόρυβο και κραδασμούς. Στη μορφή διπλής έλικας, και τα δύο σετ δοντιών παραμένουν συνεχώς εμπλεκόμενα σε κάθε περιστροφή, γεγονός που ουσιαστικά διπλασιάζει το ενεργό μήκος επαφής σε σύγκριση με ένα μονοελικοειδές γρανάζι του ίδιου πλάτους όψης. Το πρακτικό αποτέλεσμα είναι μια ομαλότερη καμπύλη ροπής εξόδου και λιγότερη ενίσχυση δυναμικού φορτίου στη συχνότητα πλέγματος — μια ιδιότητα που εκτιμάται σε κιβώτια ταχυτήτων στροβίλου και στάδια μείωσης υψηλής ταχύτητας.

Ακύρωση ώσης μέσα στο σώμα του γραναζιού

Κάθε ελικοειδές γρανάζι κοπής παράγει μια αξονική συνιστώσα ώσης ίση με την εφαπτομενική δύναμη πολλαπλασιασμένη με την εφαπτομενική της γωνίας έλικας. Σε ένα τυπικό μονοελικοειδές γρανάζι σε γωνία έλικας 20°, αυτή η ώθηση μπορεί να φτάσει τα 36% του εφαπτομενικού φορτίου - ένα σημαντικό φορτίο ρουλεμάν σε υψηλή ροπή. Ο σχεδιασμός διπλής έλικας δρομολογεί ίσες και αντίθετες δυνάμεις ώσης μέσω του ίδιου του σώματος του γραναζιού. Η κεντρική αυλάκωση ανακούφισης παρέχει την απαιτούμενη απόσταση για την ανεξάρτητη κοπή και των δύο σετ δοντιών χωρίς παρεμβολές και διασφαλίζει ότι η ώθηση από το ένα μισό δεν μεταφέρεται απλώς στο τοίχωμα της αυλάκωσης. Η καθαρή αξονική δύναμη που φτάνει στον άξονα και τα ρουλεμάν είναι ουσιαστικά μηδενική, επιτρέποντας τη χρήση απλούστερων και λιγότερο δαπανηρών ακτινικών ρουλεμάν αντί για συγκροτήματα γωνιακής επαφής ή κωνικών κυλίνδρων με δυνατότητα ώθησης.

Διπλό ελικοειδές γρανάζι έναντι οδοντωτού γραναζιού — Σύγκριση δίπλα-δίπλα

Μια συνηθισμένη ερώτηση κατά τον καθορισμό ενός κιβωτίου ταχυτήτων είναι εάν ένα διπλό ελικοειδές γρανάζι ή ένα οδοντωτός τροχός είναι η καλύτερη επιλογή. Η απάντηση εξαρτάται από την ταχύτητα, την ανοχή θορύβου, τον αξονικό χώρο και τις απαιτήσεις φορτίου. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τα δύο ως προς τις παραμέτρους που συνήθως καθορίζουν την απόφαση.

Για μέτριες ταχύτητες και απλούστερα κιβώτια ταχυτήτων, ένα τυπικό γρανάζι κωνικού κιβωτίου ταχυτήτων μπορεί να είναι η οικονομική επιλογή. Όπου ο θόρυβος έχει σημασία, τα φορτία είναι μεγάλα ή οι διαμορφώσεις άξονα και ρουλεμάν χρειάζονται απλοποίηση, διπλά ελικοειδή γρανάζια παρέχουν σαφή τεχνικά πλεονεκτήματα σε υψηλότερο αλλά δικαιολογημένο κόστος. Για μια ακριβή σύσταση επιλογής με βάση τη ροπή, την ταχύτητα και τον κύκλο λειτουργίας σας, επικοινωνήστε απευθείας με την Korea Ever-Power.

Βασικά πλεονεκτήματα απόδοσης

Τυπικές εφαρμογές

Θαλάσσια κιβώτια ταχυτήτων μείωσης

Τα κιβώτια ταχυτήτων του πλοίου πρέπει να μειώνουν την ταχύτητα εξόδου του ντίζελ ή του αεριοστροβίλου σε σχέση με την ταχύτητα του άξονα της προπέλας — συχνά σε αναλογία 5:1 έως 15:1 — ενώ μεταδίδουν αρκετές χιλιάδες κιλοβάτ. Διπλά ελικοειδή γρανάζια είναι στάνταρ σε αυτή την χρήση επειδή το χαρακτηριστικό μηδενικής ώσης επιτρέπει την κατασκευή του κιβωτίου ταχυτήτων χωρίς τα βαριά ωστικά κολάρα που απαιτούνται στις μονοελικικές διατάξεις. Η χαμηλή στάθμη θορύβου έχει επίσης σημασία: ο θόρυβος που μεταδίδεται από το κιβώτιο ταχυτήτων μέσω της δομής του κύτους επηρεάζει την άνεση του πληρώματος και, στα ναυτικά σκάφη, την ακουστική υπογραφή.

Τουρμπίνες παραγωγής ενέργειας

Οι ατμοστρόβιλοι και οι αεριοστρόβιλοι περιστρέφονται στις 3.000–15.000 σ.α.λ. και πρέπει να έχουν μειωμένη ταχύτητα στις 1.500 σ.α.λ. ή 1.800 σ.α.λ. για την τυπική σύνδεση γεννήτριας. Σε αυτές τις ταχύτητες, ακόμη και μικρές μη ισορροπημένες δυνάμεις προκαλούν σημαντικούς κραδασμούς και θόρυβο. Διπλά ελικοειδή γρανάζια αποτελούν την προεπιλογή του κλάδου για κιβώτια ταχυτήτων με στροβιλοκινητήρα, επειδή η διάταξη αυτοεξισορρόπησης έλικας προσαρμόζεται στις υψηλές ταχύτητες και τους συνεχείς κύκλους λειτουργίας πλήρους φορτίου που είναι τυπικοί για γεννήτριες κλίμακας κοινής ωφέλειας. Τα φινιρίσματα δοντιών με ενανθράκωση και λείανση στην κλάση ακρίβειας ISO 5 ή καλύτερη είναι κοινές προδιαγραφές για αυτήν την εργασία.

Γερανοί βαρέως τύπου και βιομηχανικοί ανυψωτήρες

Σε γερανογέφυρες, συστήματα κίνησης φορτωτών πλοίων και μεγάλα βιομηχανικά ανυψωτικά μηχανήματα, το κιβώτιο ταχυτήτων υφίσταται συχνές αντιστροφές φορτίου καθώς το φορτίο ανυψώνεται, συγκρατείται και κατεβαίνει. Η αντιστροφή της κατεύθυνσης φορτίου σε ένα πλέγμα γραναζιών μπορεί να προκαλέσει θόρυβο που σχετίζεται με την αντίστροφη κίνηση και τάσεις κρούσης. Η συνεχής εμπλοκή των δοντιών του διπλά ελικοειδή γρανάζια μειώνει αυτά τα παροδικά φορτία κρούσης διατηρώντας περισσότερα δόντια σε εμπλοκή ανά πάσα στιγμή, και το χαρακτηριστικό μηδενικής ώσης σημαίνει ότι οι αντιστροφές φορτίου δεν αλλάζουν την κατεύθυνση της αξονικής δύναμης στα ρουλεμάν. Το αποτέλεσμα είναι μειωμένο κόστος συντήρησης του κιβωτίου ταχυτήτων κατά τη διάρκεια ζωής του γερανού.

Παράμετροι επιλογής για διπλά ελικοειδή γρανάζια

Καθορισμός ενός διπλό ελικοειδές γρανάζι απαιτεί σωστά την επιβεβαίωση των ακόλουθων παραμέτρων πριν από την υποβολή μιας παραγγελίας. Η παροχή πλήρων δεδομένων εκ των προτέρων αποφεύγει τις επαναλήψεις σχεδιασμού και τις καθυστερήσεις.

1. Ισχύς και ροπή: Ονομαστική ισχύς (kW) και μέγιστη ροπή στρέψης (Nm) στην εμπλοκή του γραναζιού, συμπεριλαμβανομένου του συντελεστή λειτουργίας για τον τύπο φορτίου (ομαλός, μέτριος κραδασμός, ισχυρός κραδασμός).
2. Ταχύτητα: Ταχύτητες άξονα εισόδου και εξόδου (rpm). Αυτό καθορίζει την ταχύτητα της γραμμής βήματος και επηρεάζει τον απαιτούμενο βαθμό ακρίβειας.
3. Αριθμός μονάδων και δοντιών: Επιβεβαιώστε την κανονική μονάδα (Mn), τη γωνία έλικας (συνήθως 20°–35° για τυπικές εφαρμογές διπλής έλικας) και τον αριθμό των δοντιών στο πινιόν και το γρανάζι.
4. Απόσταση από το κέντρο και οπή: Σταθερή κεντρική απόσταση σε περίπτωση εκ των υστέρων τοποθέτησης· διάμετρος οπής, εγκοπή κλειδαριάς και ανοχή τοποθέτησης άξονα τόσο για το γρανάζι όσο και για το πινιόν.
5. Υλικό και σκληρότητα: Χάλυβας άνθρακα (45# ή 40Cr), κράμα χάλυβα (20CrMnTi για εφαρμογές ενανθράκωσης) ή οζώδης χυτοσίδηρος (QT600-3). Προσδιορίστε την επιφανειακή σκληρότητα (HRC) ή τη σκληρότητα πυρήνα (HB) όπως απαιτείται από τον κύκλο λειτουργίας.
6. Κλάση ακρίβειας: Κλάση ISO 1328 ή AGMA. ISO 6–8 για γενική βιομηχανική χρήση. ISO 4–6 για υψηλής ταχύτητας ή ακριβείας δίσκους. Αυτό καθορίζει εάν απαιτείται κοπή με ελατήριο ή λείανση για το φινίρισμα των δοντιών.

Σχετικά προϊόντα γραναζιών και εξαρτήματα κίνησης

• ➜ Ελικοειδές κιβώτιο ταχυτήτων: Ένας πλήρως συναρμολογημένος μειωτήρας ελικοειδών γραναζιών παράλληλου άξονα που συσκευάζει το σετ γραναζιών με περίβλημα, ρουλεμάν και στεγανοποιήσεις. Κατάλληλο όπου προτιμάται μια μονάδα κίνησης με βίδα αντί για χαλαρά γρανάζια. Δείτε τα προϊόντα μας. ελικοειδή γρανάζια κοπής εύρος για τα αντίστοιχα εξαρτήματα.
• ➜ Εργαλείο σκουληκιών: Για ορθογώνιες κινήσεις με υψηλούς λόγους μείωσης σε ένα μόνο στάδιο, ένα ατέρμονα κοχλία μπορεί να συνδυαστεί με ένα ελικοειδές πρώτο στάδιο για να επιτευχθεί υψηλή συνολική σχέση μετάδοσης διατηρώντας παράλληλα τον άξονα εξόδου κάθετο. Επικοινωνήστε μαζί μας για συστάσεις αντιστοίχισης.
• ➜ Διπλό ελικοειδές γρανάζι (παραλλαγές ψαροκόκαλου): Για εφαρμογές που απαιτούν υψηλότερη αναλογία επαφής χωρίς κεντρική αυλάκωση, προφίλ ψαροκόκαλου διπλά ελικοειδή γρανάζια χωρίς αυλάκι ανακούφισης είναι διαθέσιμα. Ρωτήστε για τις προδιαγραφές.

Συχνές ερωτήσεις

---

---

---

---

---

---

---

Κριτικές πελατών

---

---

---

---

---