Spiraalhammasratta teenindustegur — KA rakendustegur, AGMA klassifikatsioon ja valik

Teenustegur (SF või KA), mida rakendatakse a-le spiraalne käik Spetsifikatsioon ei ole ohutusvaru, mida saab konservatiivselt ja tagajärgedeta valida – see korrutab otseselt nõutava hammasratta suuruse, materjali klassi ja maksumuse. Vale hooldustegur (liiga madal suurendab enneaegse rikke riski; liiga kõrge raiskab raha ja lisab kaalu) on hammasrataste hankimisel üks levinumaid ja tagajärgedega spetsifikatsioonivigu. See juhend selgitab, kuidas määrata õige väärtus esimeste põhimõtete põhjal, kasutades AGMA ja ISO raamistikke.

Kinnitage oma rakenduse teenindustegur →

Mis on teenindustegur ja miks see eksisteerib

Teenustegur (SF üldkasutuses; KA ISO 6336 tähistuses; suhe CSF või Ks AGMA tähistuses) arvestab asjaolu, et reaalne spiraalne käik Ajamisüsteem edastab tipp-pöördemomente, mis ületavad nimipöördemomenti. Nimivõimsusega 100 kW konveierit käitav mootor ei anna konstantset 100 kW – see annab muutuvat pöördemomenti, mis tõuseb käivitamisel (mootori eralduspöördemoment 200–300% nimipöördemomendist), toote kinnikiilumise ajal (lühike täielik seiskumispöördemoment) ja täiskoormatud lindi käivitamisel. Kõik need mööduvad sündmused akumuleerivad väsimuskahjustusi kiirusega, mis on proportsionaalne tipp-pöördemomendi tõstmisega 6. astmeni (kontaktväsimus) või 8. astmeni (paindeväsimus).

A jaoks spiraalne käik Täpselt nimiväärtusega edastatud pöördemomendile (SF = 1,0) nimiväärtusest ületav tipp kiirendab väsimuskahjustusi kiiremini, kui nimiväärtuse arvutamisel arvesse on võetud. SF > 1,0 annab varu, mis katab need mööduvad piigid. Praktiline tagajärg: standardi ISO 6336 mõistes korrutab KA nimiväärtusega tangentsiaaljõu F_t spiraalne käik enne kõiki teisi arvutusetappe – seega peab KA = 1,5 hammasratas kandma 1,5× tangentsiaaljõudu, mis nõuab kas suuremat moodulit, laiemat hammasratta laiust, kõvemat materjali või mõnda nende kombinatsiooni.

AGMA koormusklassifikatsioon — tööstusstandardi raamistik

AGMA 2101 (ja selle eelkäija AGMA 2001) liigitavad ajamisüsteemid jõuallika omaduste ja käitatava masina omaduste kombinatsioonideks. Iga kombinatsioon annab soovitusliku hooldusteguri:

Toiteallika tegelane Juhitav masin: ühtlane Ajamiga masin: kerge šokk Juhitav masin: Mõõdukas šokk Ajamiga masin: tugev šokk
Ühtlane (elektrimootor, auruturbiin) 1.00 1.25 1.50 1,75–2,00
Kerge amortisaator (mitmesilindriline mootor) 1.25 1.50 1.75 2.00–2.25
Mõõdukas amortisatsioon (ühesilindriline mootor) 1.50 1.75 2.00 2,25–2,50
Tugev löök (löökpress, stants) 1.75+ 2.00+ 2.25+ 2.50–3.00+

Ajamiga masinate klassifikatsioon – milline kategooria?

AGMA tegelane Rakendusnäited Šokitegelane
Vormiriietus Tsentrifugaalpumbad ja kompressorid; kerged ventilaatorid; püsikoormusega konveierid; generaatorid Koormus peaaegu konstantne; käivitub harva ja koormamata
Kerge šokk Tsentrifugaalventilaatorid ja puhurid; koormatud konveierid; kraanade liikumine; üldised tööpingid; trükipressid Mõningane varieeruvus; harv käivitamine kerge koormusega; tugevat lööki pole
Mõõdukas šokk Kuulveskid (tühjad); metallilõikuspingid; spiraalne käik paberivalmistamisrullide ajamid (katkestatud lõikamine); kaevandustõstukid; paberivabrikud; suured ventilaatorid Mõõdukas pöördemomendi kõikumine; perioodilised laadimis- ja mahalaadimistsüklid; teatav mõju käivitamisel mõõduka koormuse korral
Tugev šokk Kuulveskid (laaditud); purusti ajamid; suured spiraalne käik avatud ajamid; valtsimistehase eeltöötluspingid; süvendusmasinad; rasked stantsimismasinad; tsemendiahjud Pöördemomendi järsk kõikumine; sagedased rasked käivitused; löökkoormus; lühiajalise pöördemomendi pöördumise võimalus

ISO 6336 KA — Rahvusvahelise standardi ekvivalent

Standard ISO 6336-1 määratleb rakendusteguri KA kui maksimaalse välise dünaamilise hammasratta koormuse ja nimilise tangentsiaalkoormuse suhet hammasratta ringil. Standardi ISO 6336-1 tabel 1 annab soovituslikud väärtused:

Sõidumasina tööseisukord Juhitava masina tööseisukord KA (ISO 6336)
Vormiriietus Vormiriietus 1.00
Vormiriietus Mõõdukad löögid 1.25
Vormiriietus Tugevad löögid 1.50
Kerged löögid Vormiriietus 1.10
Kerged löögid Mõõdukad löögid 1.35
Kerged löögid Tugevad löögid 1.60
Mõõdukad löögid Vormiriietus 1.25
Mõõdukad löögid Mõõdukad löögid 1.50
Mõõdukad löögid Tugevad löögid 1.75+
KA käigukasti suuruse mõju: Kontaktväsimuse ohutustegur S_H = σ_H lim / (σ_H0 × √KA), kus σ_H0 on nimiväärtusega hertsi kontaktpinge. KA suurendamine 1,0-lt 1,5-le, hoides samal ajal S_H konstantsena, nõuab σ_H0 vähendamist teguriga √1,5 = 1,22. Kuna σ_H0 ∝ 1/(d₁ × b)^0,5, nõuab selle saavutamine hammasratta suuruse (moodul × hammaste arv või pindlaius) suurendamist ligikaudu 22–50% võrra – see on märkimisväärne kulumõju, mis teeb KA valikust ühe kõige olulisema spetsifikatsiooniotsuse. spiraalne käik hanked.

Erijuhtumid, mis nõuavad kõrgemat KA-d

Sagedane mootori käivitamine koormuse all

Standardne kolmefaasiline asünkroonmootor tekitab seisva mootori käivitusmomendi 150–300% nimipöördemomendist – kogu käivitusmoment rakendatakse spiraalne käik jõuülekannet iga kord, kui mootor käivitub. Ajami puhul, mis käivitub täiskoormusel 10–20 korda päevas, võib mootori käivitustest tulenev akumuleerunud kahjustus olla märkimisväärne. Parandus: lisage baas-KA-le „käivitussageduse tegur“ 1,0–1,3, olenevalt päevaste käivituste arvust ja käivitusmomendi kordistist. Korea Ever-Power taotleb käivitussageduse teavet kõigi ajamite kohta, mis käivituvad rohkem kui 5 korda päevas.

käigukasti tüübid 2

Pööratavad ajamid

Kui a spiraalne käik Koormuse all pöörab ajam suunda – kraanatõstukid, tagasikäigul olevad valtspingid, laevade liikumine ees/tagasi – nii iga hamba ajamikülg kui ka kaldkülg koormatakse vahelduva pingega. Standard ISO 6336 vähendab lubatud paindepinget σ_F lim täielikult vastupidiste paindekoormuste korral (tähistuses YM = 0,7) 0,7 korda võrreldes ühesuunalise koormusega (YM = 1,0). See nõuab sama nimipöördemomendiga ühesuunalise ajamiga võrreldes tegelikult kas suuremat moodulit, laiemat pinna laiust või kõvemat materjali vastupidise liikumisega ajami jaoks.

Avariiline ülekoormus — tipppöördemomendi hindamine

ISO 6336 nõuab ka, et a spiraalne käik üle elama kindlaksmääratud avariiülekoormuse (tavaliselt 200–300% nimipöördemomendist ühe või mõne sündmuse korral) ilma hambamurruta. Seda kontrollitakse maksimaalse lubatud paindepinge, mitte väsimuspaindepinge piirväärtuse suhtes, kasutades staatilist ohutustegurit S_F_stat ≥ 1,0 tippülekoormusmomendil, mis on korrutatud staatilise ülekoormusteguriga Y_S. Tsemendiveskite puhul, kus on külmutatud laadimise taaskäivitamise sündmused (pöördemoment kuni 400% nimipöördemomendist), reguleerib see kontroll sageli käigukasti mooduli valikut, mitte väsimuskontrolli nimipöördemomendil.

Kõige levinum hooldusteguri viga — mootori käivitusmomendi ignoreerimine

Kõige levinum viga spiraalne käik Teenindusteguri valik käsitleb elektrimootori ajamit „ühtlasena“, arvestamata mootori käivitusmomendi omadusi. Otsekäivitusega (DOL) asünkroonmootor rakendab käivitamise hetkel nimipöördemomenti 250–350%. Kui ajam käivitub 3–5 korda päevas, tähendab see sisuliselt, et reduktor kogeb päevas umbes 3–5 tipppöördemomendi sündmust 2,5–3,5× nimipöördemomendi juures – see on samaväärne AGMA „mõõduka löögi“ allika klassifikatsiooniga, mitte „ühtlasega“. Sellise ajami KA = 1,0 valimine ja seejärel enneaegne hammaste paindeväsimus arvutatud kasutusea 30–50% juures on otsene tagajärg.

Lahendus: kas rakendada käivitusmomendi korrektsiooni töötegurile või valida pehme käivitaja või VFD (muutuva sagedusega ajam), mis piirab mootori käivitusmomenti nimiväärtusest 100–120%-ni – muutes tegeliku ajami tõeliseks „ühtlaseks“ allikaks, mis õigustab KA = 1,0–1,25.

Rakenduspõhine teenindusteguri viide

Taotlus Tüüpiline KA Peamine juht
Tsentrifugaalpump (püsiv vool, sagedusmuunduriga käivitus) 1.00–1.10 Vormiriietus spiraalne käik ajam + ühtlane koormus; sagedusmuundur kõrvaldab käivitusšoki
Tööstuslik ventilaator, tsentrifugaalpuhur (otsekäivitusega) 1,25–1,50 DOL-mootori käivitus pöördemomendil 250%; ventilaatori inerts pikendab käivitusperioodi
Üldine konveier, lindiga käitatav (koormusega käivitamine) 1,25–1,50 Koormatud käivitamine; toote kinnikiilumine; lindi libisemise sündmused
CNC-tööpink, trükipress 1.25 Servomootoriga juhitav pöördemomendi piirajaga; madal löök
Kaevandustõstuk (puur) 1.50–2.00 Sagedased käivitused täiskoormusel; köie rebenemise juhtumid
Kuulveski, SAG-veski 2.00–2.50 Kuullaengu katarakti teke; külmunud laengu taaskäivitamine; perioodiline ülekoormus
Lõualuu purusti, löökpurusti 2.00–3.00 Otsene löökkoormus kivimi sisenemispunktis; rauast sissetungimise sündmused
Valtspingi töötlemine alus 1,75–2,25 Hammustusšokk tooriku sisenemisel; kiiruse sobitamise vead
Mereväe peajõuseade (kahemootoriline) 1.50–2.00 Mootori pöördemomendi ebaühtlus; avariipidurdused; koormuste manööverdamine
Tuuleturbiini käigukast (vastavalt AGMA 6006 standardile) Spektripõhine (mitte üksik KA) AGMA 6006 nõuab täielikku koormusspektri analüüsi – üksik KA on ebapiisav

Korea Ever-Power — teenindusteguri dokumentatsioon iga tellimusega

tööstuslik kaldhammasülekande rakendus, kus õige teenindusteguri KA valik määrab hammasratta mooduli materjali ja ülekandepinna laiuse vajaliku väsimuse eluea saavutamiseks tegelike tippkoormuste korral

Õige teenindusteguri valik selle raske tööstusliku toote jaoks spiraalne käik Ajami puhul on vaja teada toiteallika iseloomu (elektrimootor otsekäivituse või pehme käivitusega), käitatava masina iseloomu (löögitase) ja kõiki erisündmusi (sagedane käivitamine, tagurpidi käivitamine, avariiline ülekoormus). Kõik neli tuleb deklareerida enne käigukasti spetsifikatsiooni kinnitamist.

Korea Ever-Power küsib klientidelt järgmist teavet kõigi kohta spiraalne lõigatud hammasratas tellimused, mille rakendus hõlmab käivitamist koormuse all, löögi või tagurpidi liikumisega: toiteallika tüüp (mootori tüüp, käivitusmeetod), käitatava masina tüüp ja löögi klassifikatsioon, päevane käivitussagedus, tagurpidi koormuse olemasolu ja kõik teadaolevad tippkoormuse sündmused. Seda teavet kasutatakse käigukasti nimiväärtuse arvutamisel rakendatava KA määramiseks, mis määrab otseselt kindlaksmääratud kasutusea minimaalse nõutava mooduli ja materjali klassi. Otsese spiraalhammasrataste tootjaKorea Ever-Power lisab käigukasti tellimuse dokumentatsiooni rakendatud KA väärtuse, seega on käigukasti spetsifikatsiooni täielik tehniline alus läbipaistev ja auditeeritav. Sirvige spiraalkäigukasti tootevalik standardsete ja kohandatud tööstuslike hammasrataste jaoks.

Korduma kippuvad küsimused

Kas ma saan sagedusmuunduriga käitatava kaldhammasülekande puhul kasutada KA = 1,0?

Jah — eeldusel, et sagedusmuundur on programmeeritud piirama kiirendusmomenti käivitamise ja seiskamise ajal nimiväärtusest väärtusele 100–120% ning et käitataval masinal on ühtlane koormuskarakteristik. Sagedusmuundur kõrvaldab otsese mootori käivitusmomendi hüppe, muutes ajami AGMA toiteallika vaatenurgast tõeliselt „ühtlaseks“. Kui aga käitatav masin ise tekitab löögi (purusti, veski), rakendub käitatava masina KA panus olenemata toiteallikast. Kuulveskit käitav sagedusmuundur on ühtlane toiteallikas + tugeva löögiga masin = AGMA kombinatsioon, mis nõuab ikkagi KA ≈ 1,75.

Kas KA muudab nõutavat DIN-täpsusklassi või ainult hammasratta suurust?

KA mõjutab otseselt spiraalne käik Väsimusreitingu arvutamisel kasutatakse suurust ja materjali klassi, mitte DIN-täpsusklassi. DIN-täpsusklass määratakse kiiruse ja müra nõuete järgi. Suuremaid moodulhammasrattaid (mida nõuab suurem KA) on aga antud DIN-klassi korral mõnikord lihtsam saavutada, kuna absoluutsed tolerantsi väärtused skaleeruvad mooduliga. A spiraalne käik M10 DIN-klassi 6 hammasrattal on suurem absoluutne profiil ja juhttolerantsid kui M5 DIN-klassi 6 hammasrattal, mis muudab M10 hammasratta tootmise ettenähtud klassi mõnevõrra lihtsamaks. See on teisejärguline mõju ega õigusta DIN-klassi spetsifikatsiooni muutmist.

Mis vahe on standardis ISO 6336 KA (rakendustegur) ja KV (dünaamiline tegur) vahel?

KA arvestab välise koormuse kõikumistega spiraalne käik ajamisüsteem — jõuallika või käitatava masina omaduste (löök, käivitamine, tagasikäik) tekitatud koormused. KV arvestab sisemisi dünaamilisi koormusi — hammasrataspaari enda ülekandevea ja hammasratassüsteemi mass-vedru dünaamika poolt töökiirusel tekitatud täiendavaid hambajõude. Mõlemad korrutavad nimiväärtuse arvutamisel nimitangentsiaaljõu. Madala sammu-joone kiiruse (20 m/s) DIN-klassi 8 hammasratta puhul võib KV ulatuda 1,4–1,8-ni. Täielik spiraalne käik Hinnang kasutab KA × KV × KH × KF-i kombineeritud teguritena – mitte ainult KA-d.

Kui olemasolev käik peaks enneaegselt rikki minema, kas asenduskäik peaks kasutama suuremat KA-d?

Jah — kui spiraalne käik Kui rikkeviisiks oli süvendumine või hambajuure painutusväsimus arvutatud konstruktsiooniea 50% juures, oli konstruktsiooni KA tõenäoliselt tegelike töökoormuste jaoks liiga madal. Korea Ever-Poweri rikkeanalüüsi teenus (vt rikkeanalüüsi artiklit) tuvastab rikkeviisi ja võrdleb nõutavat KA-d vaadeldava konstruktsiooniea juures algselt määratud KA-ga. Kui tegelikud tippmomendi sündmused on teada, siis asendus spiraalne käik on esimesest tellimusest alates õige KA juures määratud. Kui tegelikud koormused pole teada, on enne asendusdetaili määramist soovitatav mõõta kahe nädala jooksul normaalse töö käigus instrumenteeritud pöördemomenti – vastasel juhul võib uus käik sama intervalliga rikki minna.

Kinnitage oma spiraalkäigukasti rakenduse õige teenindustegur

Esitage oma toiteallika tüüp, käitatava masina iseloom, päevane käivitussagedus ja kõik tippkoormuse sündmused. Korea Ever-Power määrab õige KA, näitab sellest tulenevat mooduli ja materjali klassi nõuet ning dokumenteerib aluse tellimuse spetsifikatsioonis – pakkudes väsimuse eluea arvutamiseks täielikku auditeeritavust.

AGMA 2101 klassifikatsioon · ISO 6336 KA · Käivitussageduse korrektsioon · Pööratav koormustegur · KA dokumenteeritud igas tellimuses

Toimetaja: Cxm