Kolme akselin linjausvirheen tyyppiä ja niiden vaikutukset kierukkavaihteisiin
Ihanteellinen kierukkavaihteisto Pari toimii siten, että sen kaksi akselin keskiviivaa ovat täysin yhdensuuntaiset, samassa tasossa (suunnittelukeskipisteiden etäisyydellä) ja hammaspyörän pintojen leveyksien välillä ei ole suhteellista aksiaalista siirtymää. Mikä tahansa poikkeama tästä ihanteellisesta tilasta aiheuttaa linjausvirheen, joka vääristää kosketuspaineen jakautumista. Kolmea erillistä linjausvirhetyyppiä voi esiintyä itsenäisesti tai yhdessä:
Akselin kahden keskiviivan välinen etäisyys on yhdensuuntainen, mutta eri kuin suunniteltu keskipiste-etäisyys C. Jos todellinen keskipiste-etäisyys on pienempi kuin suunniteltu, välys pienenee ja hammaspari voi juuttua. Jos etäisyys on suurempi, välys kasvaa ja kuorman jakautuminen hammasparien välillä muuttuu. 0,1 mm:n keskipiste-etäisyyden virhe M5-hammasparilla muuttaa välystä noin 0,07 mm – standardin DIN 3967 luokan e/f toleranssin rajoissa.
Akselin keskiviivat eivät ole yhdensuuntaiset – ne joko lähenevät tai hajaantuvat pinnan leveydeltä. Kulmapoikkeama aiheuttaa kosketusalueen keskittymisen hampaan toiseen päähän: pää, jossa rako on pienin, kantaa täyden välittyvän kuorman, kun taas toinen pää on kuormittamaton. Tuloksena oleva reunakuormitus nostaa kosketusjännitystä huomattavasti suunniteltua arvoa suuremmaksi. Jopa 0,02 mm / 100 mm:n kulmapoikkeama voi aiheuttaa havaittavaa reunakuormitusta tarkkuus-DIN-luokassa 5. kierukkavaihteisto.
Toinen hammaspyörä on aksiaalisesti siirtynyt vastakappaleeseensa nähden, joten kahden hammaspyörän pinnan leveydet eivät ole täysin päällekkäin. Tämä epäsuhta pienentää tehollista hammaspyörän pinnan leveyttä hammastuksissa, mikä lisää kosketusjännitystä täyden hammaspyörän leveyden ja tehollisen kytkeytyneen leveyden suhteena. 100 mm:n hammaspyörän, jonka hammaspyörän pinnan leveys on 5 mm ja aksiaalinen siirtymä, tehollinen hammaspyörän leveys on 95 mm – 5%:n vähennys kuormankantokyvyssä. 10%:n ylittävällä hammaspyörän pinnan leveydellä paljaan hampaan päätykulmasta tuleva reunakuormitus muuttuu merkittäväksi väsymiskeskittymäksi.
Sallitut vinokulmatoleranssit kierukkavaihteille
Sallittu kulmapoikkeama a:lle kierukkavaihteisto pari on suoraan yhteydessä vaihteen DIN-standardin mukaiseen nousupoikkeamatoleranssiin (Fβ), koska kulmapoikkeama tuottaa saman kosketusvaikutuksen kuin nousupoikkeama – kosketusalueen systemaattisen siirtymisen toista pinnan päätä kohti. Kokonaissuuntauspoikkeaman on pysyttävä toleranssialueen sisällä, kun otetaan huomioon sekä vaihteen valmistuksesta johtuva nousupoikkeama että kotelon aiheuttama linjauspoikkeama:
| DIN-tarkkuusluokka | Tyypillinen Fβ-toleranssi (M5, b=100 mm) | Suurin sallittu kulmapoikkeama | Suurin keskipisteen etäisyyden poikkeama |
|---|---|---|---|
| DIN-luokka 5 (hiottu, tarkkuus) | 8 µm | 0,008 mm / 100 mm (8 µm/100 mm) | ±0,03 mm nimellisestä C:stä |
| DIN-luokka 6 (maadoitus, vakio) | 12 µm | 0,012 mm / 100 mm | ±0,05 mm |
| DIN-luokka 7 (tarkkuusjyrsintä) | 18 µm | 0,018 mm / 100 mm | ±0,08 mm |
| DIN-luokka 8 (vakiojyrsintä) | 25 µm | 0,025 mm / 100 mm | ±0,12 mm |
Vaihdekäyttöjen laserakselin kohdistusmenettely
Vaihteiston kotelon reiän yhdensuuntaisuuden tarkistus — vaihdekotelon reikien kohdistus määrittää todellisen kulmapoikkeaman, jonka mittari havaitsee. kierukkavaihteisto pari. Tarkka kotelon koneistus ja laserkohdistus asennuksen aikana auttavat molemmat pysymään Fβ-toleranssin rajoissa.
Laserkohdistusjärjestelmät (kuten PRÜFTECHNIK ROTALIGN tai vastaavat) mittaavat akselin todelliset asennot samanaikaisesti kahdessa tasossa, jolloin saadaan sekä yhdensuuntaissiirtymä että kulmapoikkeama vaaka- ja pystysuunnassa. kierukkavaihteisto Asennon suuntausprosessi on neljässä vaiheessa:
Pehmeän jalan esiasennustarkistus
Ennen mittausta tarkista, että kaikki neljä koneen jalkaa ovat tukevasti ja tasaisesti alustaa vasten. Pehmeä jalka (toinen jalka ei kosketa kokonaan alustaa) saa rungon vääntymään pultteja kiristettäessä, mikä aiheuttaa toistettavissa olevan kohdistusvirheen, joka näyttää vaihtelevan mittauksen aikana. Varmista, että kaikissa jaloissa on alle 0,05 mm:n säätöpalat – missään jalassa ei ole rakoa.
Mittaa nykyinen tila kylmänä
Asenna laserpäät molemmille akseleille; käännä kolmeen asentoon (kello 9, 12 ja 3); anna järjestelmän laskea nykyinen rinnakkaissiirtymä ja kulmapoikkeama. Kirjaa kylmäkohdistustila muistiin ennen korjausta – tämä on lähtökohta lämpölaajenemisen korjauksen laskemiselle.
Käytä lämpölaajenemisen korjausta
Syötä laskettu lämpölaajenemisen siirtymä (kotelomateriaalin kerroin × keskietäisyys × lämpötilan nousu), jotta järjestelmä pyrkii kylmäkohdistustilaan, joka on oikea käyttölämpötilassa. Valurautakotelolle, jonka keskietäisyys on 200 mm ja lämpötilan nousu 50 °C: pystysuora lämpölaajeneminen = 11 µm/m × 0,2 m × 50 °C = 0,11 mm – tämä on kompensoitava etukäteen kylmäkohdistuksessa.
Korjaa ja varmista
Korjaa säätölevyjä laserjärjestelmän osoittamalla tavalla. Mittaa uudelleen, kunnes sekä rinnakkaissiirtymä että kulmapoikkeama ovat yllä olevan taulukon toleranssien rajoissa. Varmista, että lopulliset kylmäkohdistusarvot ovat määritetyn DIN-luokan toleranssien rajoissa. kierukkavaihteisto pari. Dokumentoi ja allekirjoita ennen käyttöä kuormitettuna.
Lyijykruunu – Jäännösvirheen tekninen kompensointi
Tarkan laserkohdistuksen jälkeenkin akselin taipuma käyttökuormituksen alaisena aiheuttaa jäännöskulmapoikkeaman, jota ei ollut kylmäkohdistusmittauksessa. Halkaisijaltaan d ja pituudeltaan L (laakerien välillä) olevalle hammaspyörän akselille, joka välittää tangentiaalista voimaa F_t, kulmapoikkeama kuormituksen alaisena on:
θ_taipuma ≈ F_t × L² / (3 × E × I) [radiaania, jossa I = π × d⁴ / 64]
Tämä taipuman aiheuttama kulmakallistus siirtää kosketusaluetta kohti toista pinnan päätä – täsmälleen sama vaikutus kuin kulmapoikkeama virheellisestä asennuksesta. Kruunaus (hampaan johtimen tarkoituksellinen parabolinen käyrä, jossa pinnan keskipiste on tyypillisesti hieman 5–20 µm korkeammalla kuin pinnan päät) kompensoi tätä taipumaa: käyttökuormituksen alaisena taipuma painaa kruunatun hampaan täyteen pintaan eikä reunaan. Optimaalinen kruunauksen suuruus on yhtä suuri kuin ennustettu taipuman aiheuttama suurin kosketussiirtymä nimellisvääntömomentilla – laskettuna akselin geometriasta ja välitetystä kuormituksesta. Korea Ever-Power hioo hampaan johtimen määritellyn kruunausprofiilin HÖFLER-hiontasyklin aikana, joka kvantifioidaan hammaspyöräanalysaattorin nousujäljessä tasaisena parabolisena poikkeamana suorasta noususta.
Kytkimen valinta ja sen rooli linjausvirheen sovittamisessa
Moottorin ja kytkimen kytkentä kierukkavaihteisto tuloakselin ja lähtöakselin kytkimen välinen linjausvirhe on ratkaisevassa roolissa siinä, kompensoiko kytkin koneen ja vaihdelaatikon kotelon välisen linjausvirheen (oikein) vai siirtyykö se akselin kautta hammaspyöräkytkentään (väärin). Kolme tärkeintä kytkintyyppiä kierukkavaihteisto asemat:
| Kytkimen tyyppi | Kulmapoikkeaman kapasiteetti | Aksiaalinen siirtymä | Paras |
|---|---|---|---|
| Jäykkä levykytkentä | Lähes nolla – välittää linjausvirheen suoraan vaihdeakselille | Lähellä nollaa | Tarkat suurnopeuskäytöt, joissa akselien välinen kohdistus vahvistetaan laserilla DIN-luokan 5 toleranssin rajoissa; ei koskaan yleiskäyttöisenä kytkimenä |
| Joustava leuka-/hämähäkkikytkentä | 1–2° kulmakapasiteetti | Kohtalainen aksiaalinen komplianssi | Standardi teollisuus kierukkavaihteisto käyttöihin, joissa odotetaan pientä linjausvirhettä; elastomeerisen ristikkokappaleen helppo vaihto |
| Hammaspyörän kytkentä (kruunatut hampaat) | 0,5–1,5° elementtiä kohden | Osa aksiaalisesta; hampaan kruunun ohjaama | Raskaat teollisuus- ja nosturikäytöt, joilla on suuri vääntömomentti ja joissa joustava kytkentä ei pysty siirtämään nimellisvääntömomenttia; hammaspyöräkytkentä mukautuu kohtalaiseen linjausvirheeseen siirtämättä taivutusmomentteja kierukkavaihteisto akseli |
| Kardaaninivel | Suuri kulmapoikkeama (5–30°) | Liukuliitoksen ansiosta | Käyttölaitteet, joissa on suuri tarkoituksellinen akselin siirtymä (valssaamon pääkäyttölaitteet, ajoneuvojen kardaaniakselit); suurilla kulmilla aiheuttaa syklisen nopeuden vaihtelun kaksinkertaisella akselitaajuudella |
Korea Ever-Power — Linjaus- ja lyijykruunausmääritykset
Korea Ever-Power määrittää vaaditut asennuksen kohdistustoleranssit (kulma- ja yhdensuuntaisuus) jokaiselle kierrehammaspyörä järjestyksessä, perustuen hammaspyörän DIN-tarkkuusluokkaan ja hammaspyörän pinnan leveyteen. Sovelluksissa, joissa akselin taipuma kuormituksen alaisena on merkittävä, Korea Ever-Power laskee optimaalisen etukeemaisuuden ja hioo sen hampaan etuosaan vakio-ominaisuutena HÖFLERin hiomakoneilla. Suorana kierrevaihteiden valmistajaKorea Ever-Powerin jokaisen vaihdetilauksen suunnitteludokumentaatio sisältää asennuksen kohdistustoleranssin, lyijypomeerauksen määrityksen ja hyväksyttävän käyttölämpötila-alueen – antaen asennustiimille tarvittavat tiedot ennen vaihdeasennuksen asentamista eikä vasta reunakuormitusvian tapahtumisen jälkeen.
Usein kysytyt kysymykset
Kulma-akselin linjausvirhe kierukkavaihteisto veto vastaa kosketusvaikutukseltaan hammaspyörän systemaattista nousupoikkeamaa. Täydellisellä hammaspyörän geometrialla, mutta kulmapoikkeamalla 0,02 mm / 100 mm pinnan leveydellä, kosketusalue siirtyy toiselle pinnan reunalle – aivan kuten se tapahtuisi hammaspyörällä, jonka Fβ = 20 µm. Nämä kaksi vaikutusta ovat additiivisia: DIN-luokan 7 hammaspyörällä (Fβ = 18 µm toleranssi), joka on asennettu 0,015 mm / 100 mm:n linjauspoikkeamalla, efektiivinen kokonaisnousupoikkeama on noin 33 µm – ylittää DIN-luokan 8. Seurauksena oleva pistekorroosio näyttää identtiseltä valmistuksesta johtuvan reunakuormituksen pistekorroosion kanssa; vasta linjaustietojen historia paljastaa todellisen syyn.
Kyllä, rajoituksin. Suurempi kontaktipinta keskittää koskettimen kapeammalle leveydelle pinnan keskellä – mikä pienentää tehollista koskettimen pituutta ja lisää siten kosketusjännitystä. Jos linjausvirhe on 0,02 mm / 100 mm, jota ei voida korjata uudelleenkohdistuksella (esim. kotelon luontainen taipuminen kuormituksen alaisena), 15–20 µm:n kontaktipinta kompensoi virheen riittävästi ilman liiallista kosketusjännityksen kasvua. M5-vaihteen 30–40 µm:n kohouman ylittäessä pienempi kosketusleveys lisää kosketusjännitystä riittävästi kompensoidakseen kontaktin jakautumisen hyödyn – oikea ratkaisu tällä linjausvirheen tasolla on vähentää linjausvirhettä kohouman lisäämisen sijaan.
Tavallisessa lattialle asennettavassa vaihteistossa vaihteen akselit ovat vaakasuorassa. Kotelon ja moottorin jalkojen lämpölaajeneminen tapahtuu kaikilla kolmella akselilla, mutta pystysuora laajeneminen on merkittävintä linjauksen kannalta: painovoima vaikuttaa alaspäin, joten koneen paino on lattiakiinnikkeillä. Vaakasuora lämpölaajeneminen absorboituu koneen kyvyllä liukua perusrungollaan ilman palautusvoimia. Pystysuora lämpölaajeneminen nostaa moottorin akselia vaihteiston akseliin nähden, jos molemmat eivät kasva yhtä paljon, mikä aiheuttaa pystysuuntaisen kulmapoikkeaman. Yläpuolelle asennetuilla moottorikokoonpanoilla on erilaiset lämpölaajenemisen vaikutukset ja ne vaativat erityistä analyysia.
varten kierukkavaihteisto Vakiovälysluokalla (DIN 3967 luokka e/f) vastakkaisten hammaspyörien välinen aksiaalisiirtymä on hyväksyttävä noin 3–5%:n hammaspinnan leveyteen asti – kun b = 100 mm, tämä on enintään 3–5 mm:n aksiaalisiirtymä ennen kuin hampaan paljastunut reunakulma aiheuttaa merkittävää jännityskeskittymää. Käytännössä aksiaalinen työntövoima on absorboitava työntölaakereilla, jotta hammastuksissa ei tapahdu aksiaalista siirtymää. Vapaasti kelluvat hammaspyöräparit (ilman työntölaakeria) ovat hyväksyttäviä vain kaksoiskierukkavaihteille (kalanruotokuvioisille vaihteille), joissa hammaspyöräpari itsekeskittyy aksiaalisesti.
Linjaustoleranssien dokumentointi jokaisen kierukkapyörätilauksen mukana
Korea Ever-Power toimittaa asennuksen kohdistustoleranssit, lyijypomeerausmääritykset ja lämpölaajenemisohjeet jokaisen tarkkuuskierrevaihteen tilauksen mukana – antaen asennustiimille tarvittavat tiedot ennen vaihteen asennusta, ei vasta vian sattuessa.
Kohdistustoleranssi · Johdon kruunaus · Lämpöpoikkeaman laskenta · Kytkentäsuositus · Sisältyy jokaiseen tilaukseen
Toimittaja: Cxm
