Что такое коэффициент сервиса и зачем он нужен?
Коэффициент обслуживания (SF в общепринятом значении; KA в обозначении ISO 6336; отношение CSF или Ks в обозначении AGMA) учитывает тот факт, что реальный косозубая передача Приводная система передает пиковые крутящие моменты, превышающие номинальный крутящий момент. Номинально 100-киловаттный двигатель, приводящий в движение конвейер, не обеспечивает постоянную мощность в 100 кВт — он передает переменный крутящий момент, который резко возрастает во время запуска (момент отрыва двигателя 200–300% от номинального), во время застревания продукта (кратковременный момент полного торможения) и во время запуска с полностью загруженной лентой. Каждое из этих переходных явлений приводит к накоплению усталостных повреждений со скоростью, пропорциональной пиковому крутящему моменту, возведенному в 6-ю степень (контактная усталость) или в 8-ю степень (изгибная усталость).
Для косозубая передача При точном соответствии номинальному передаваемому крутящему моменту (SF = 1,0) любой пик, превышающий 100% номинального крутящего момента, ускоряет усталостное разрушение быстрее, чем это учитывается в расчете номинального крутящего момента. SF > 1,0 обеспечивает запас прочности, покрывающий эти переходные пики. Практическое следствие: в терминах ISO 6336, KA умножает номинальную касательную силу F_t на косозубая передача до всех остальных этапов расчета — таким образом, шестерня с KA = 1,5 должна выдерживать тангенциальную силу в 1,5 раза больше, что требует либо большего модуля, большей ширины рабочей поверхности, более твердого материала, либо некоторой их комбинации.
Классификация грузов AGMA — отраслевой стандарт.
Стандарт AGMA 2101 (и его предшественник AGMA 2001) классифицирует приводные системы по сочетаниям характеристик источника питания и характеристик ведомой машины. Для каждого сочетания указан рекомендуемый коэффициент запаса прочности:
| Характер источника энергии | Ведомая машина: Равномерная | Ведомая машина: легкий удар | Ведомая машина: умеренный удар | Ведомая машина: Сильный удар |
|---|---|---|---|---|
| Равномерный (электродвигатель, паровая турбина) | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1,75–2,00 |
| Легкий амортизационный удар (многоцилиндровый двигатель) | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00–2.25 |
| Умеренный шок (одноцилиндровый двигатель) | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2,25–2,50 |
| Сильный удар (ударный пресс, пробойник) | 1.75+ | 2.00+ | 2.25+ | 2.50–3.00+ |
Классификация с помощью машинного обучения — Какая категория?
| Персонаж AGMA | Примеры применения | Шокирующий персонаж |
|---|---|---|
| Униформа | Центробежные насосы и компрессоры; легкие вентиляторы; конвейеры с постоянной нагрузкой; генераторы. | Нагрузка практически постоянная; запуск нечастый и без нагрузки. |
| Легкий шок | Центробежные вентиляторы и воздуходувки; конвейеры с грузом; краны; станки общего назначения; печатные станки. | Возможны некоторые отклонения; запуск с небольшой нагрузкой происходит нечасто; серьезных ударов не наблюдается. |
| Умеренный шок | Шаровые мельницы (пустые); металлорежущие станки; косозубая передача приводы на бумагоделательных валках (прерывистая резка); шахтные подъемники; бумажные фабрики; большие вентиляторы | Умеренные колебания крутящего момента; периодические циклы нагрузки и разгрузки; некоторый удар при запуске при умеренной нагрузке. |
| Сильный шок | Шаровые мельницы (с загрузкой); приводы дробилок; большие косозубая передача открытые приводы; черновые прокатные станы; приводы земснарядов; тяжелые штамповочные станы; цементные печи | Значительные колебания крутящего момента; частые резкие пуски; ударные нагрузки; возможность кратковременного изменения направления крутящего момента. |
ISO 6336 KA — эквивалент в международном стандарте.
В стандарте ISO 6336-1 коэффициент применения KA определяется как отношение максимальной внешней динамической нагрузки на зубчатую передачу к номинальной тангенциальной нагрузке на делительной окружности. В таблице 1 стандарта ISO 6336-1 приведены ориентировочные значения:
| Рабочее состояние приводного механизма | Рабочее состояние приводной машины | КА (ISO 6336) |
|---|---|---|
| Униформа | Униформа | 1.00 |
| Униформа | Умеренные толчки | 1.25 |
| Униформа | Сильные толчки | 1.50 |
| Легкие удары | Униформа | 1.10 |
| Легкие удары | Умеренные толчки | 1.35 |
| Легкие удары | Сильные толчки | 1.60 |
| Умеренные толчки | Униформа | 1.25 |
| Умеренные толчки | Умеренные толчки | 1.50 |
| Умеренные толчки | Сильные толчки | 1.75+ |
Особые случаи, требующие более высокого уровня квалификации (KA).
Частый запуск двигателя под нагрузкой
Стандартный трехфазный асинхронный двигатель развивает пусковой момент 150–3001ТН при номинальном крутящем моменте в состоянии покоя — полный пусковой момент прикладывается к... косозубая передача При каждом запуске двигателя приводной механизм подвергается значительным нагрузкам. Для привода, запускающегося 10–20 раз в день под полной нагрузкой, накопленный ущерб от запусков двигателя может быть существенным. Коррекция: к базовому значению KA добавить «коэффициент частоты запуска» 1,0–1,3 в зависимости от количества ежедневных запусков и множителя пускового момента. Компания Korea Ever-Power запрашивает информацию о частоте запуска для всех приводов, запускающихся более 5 раз в день.
Реверсивные приводы
Когда косозубая передача Привод меняет направление вращения под нагрузкой — например, в крановых лебедках, прокатных станах при реверсивном ходе, в судовых движителях вперед/назад — при этом как ведущая, так и боковая поверхность каждого зуба подвергаются переменному растяжению. Стандарт ISO 6336 снижает допустимое изгибающее напряжение σ_F lim в 0,7 раза для полностью реверсивных изгибающих нагрузок (YM = 0,7 в обозначениях) по сравнению с однонаправленной нагрузкой (YM = 1,0). Это фактически требует либо большего модуля, большей ширины рабочей поверхности, либо более твердого материала для реверсивного привода по сравнению с однонаправленным приводом с тем же номинальным крутящим моментом.
Аварийная перегрузка — оценка пикового крутящего момента
Стандарт ISO 6336 также требует, чтобы косозубая передача Выдерживает заданную аварийную перегрузку (обычно 200–300% номинального крутящего момента в течение одного или нескольких событий) без разрушения зубьев. Это проверяется по максимально допустимому изгибному напряжению, а не по пределу усталостного изгибного напряжения, с использованием статического коэффициента безопасности S_F_stat ≥ 1,0 при пиковом моменте перегрузки, умноженного на статический коэффициент перегрузки Y_S. Для цементных мельниц с событиями перезапуска замороженной загрузки (крутящий момент до 400% номинального) эта проверка часто определяет выбор зубчатого модуля, а не проверка на усталость при номинальном крутящем моменте.
Наиболее распространенная ошибка при расчете коэффициента обслуживания — игнорирование пускового момента двигателя.
Наиболее распространенная ошибка в косозубая передача Выбор коэффициента запаса прочности подразумевает рассмотрение электропривода как «равномерного» без учета характеристик пускового момента двигателя. Асинхронный двигатель с прямым пуском (DOL) создает номинальный крутящий момент 250–350% в момент запуска. Если привод запускается 3–5 раз в день, это фактически означает, что шестерня испытывает примерно 3–5 пиковых моментов в день при 2,5–3,5-кратном номинальном значении — что эквивалентно классу источника «Умеренный удар» по классификации AGMA, а не «равномерный». Выбор KA = 1,0 для такого привода и последующее возникновение преждевременной усталости зубьев при 30–50% от расчетного срока службы является прямым следствием этого.
Решение: либо применить поправку на пусковой момент к коэффициенту запаса прочности, либо выбрать устройство плавного пуска или частотно-регулируемый привод (ЧРП), ограничивающий пусковой момент двигателя до 100–1201 ТН3Т номинального значения — преобразуя фактический привод в подлинный «равномерный» источник, оправдывающий значение KA = 1,0–1,25.
Справочный коэффициент сервисного обслуживания для конкретного приложения
| Приложение | Типичный КА | Основной водитель |
|---|---|---|
| Центробежный насос (стабильный поток, запуск с частотно-регулируемым приводом) | 1.00–1.10 | Униформа косозубая передача Привод + равномерная нагрузка; частотно-регулируемый привод исключает пусковой удар. |
| Промышленный вентилятор, центробежный воздуходув (с прямым пуском) | 1,25–1,50 | Пуск двигателя DOL осуществляется при крутящем моменте 250%; инерция вентилятора продлевает период пуска. |
| Конвейер общего назначения, с ленточным приводом (с пуском под нагрузкой). | 1,25–1,50 | Начало загрузки; застревание продукта; проскальзывание ленты. |
| Станки с ЧПУ, печатный станок | 1.25 | Сервоуправление с ограничением крутящего момента; низкий уровень ударной нагрузки. |
| Шахтный подъемник (клетка) | 1,50–2,00 | Частые старты с полной нагрузкой; соревнования по рывкам каната. |
| Шаровая мельница, мельница SAG | 2.00–2.50 | Катарактация шарового заряда; перезапуск замороженного заряда; периодическая перегрузка |
| Щековая дробилка, ударная дробилка | 2.00–3.00 | Прямая ударная нагрузка при входе в скальную породу; повреждения от посторонних предметов |
| черновой прокатный стан | 1,75–2,25 | Ударная волна при входе заготовки; ошибки согласования скорости. |
| Судовая главная силовая установка (двухдвигательная) | 1,50–2,00 | Неравномерность крутящего момента двигателя; аварийные остановки; маневрирование с грузами |
| Редуктор ветряной турбины (согласно AGMA 6006) | На основе спектра (а не отдельных килоамперов) | Стандарт AGMA 6006 требует анализа полного спектра нагрузки — анализ с использованием одного значения килоампера недостаточен. |
Korea Ever-Power — Документация по коэффициенту сервисного обслуживания при каждом заказе
Правильный выбор коэффициента запаса прочности для этого тяжелого промышленного предприятия. косозубая передача Для выбора привода необходимо знать характеристики источника питания (электродвигатель с прямым пуском или плавным пуском), характеристики приводимой в движение машины (уровень ударной нагрузки) и любые особые условия эксплуатации (частый пуск, реверс, аварийная перегрузка). Все четыре параметра должны быть указаны до подтверждения технических характеристик редуктора.
Компания Korea Ever-Power запрашивает у клиентов следующую информацию по всем вопросам. косозубая шестерня В тех случаях, когда применение предполагает пуск под нагрузкой, ударом или реверсированием, необходимо учитывать следующие параметры: тип источника питания (тип двигателя, способ пуска), тип приводимого механизма и класс ударной нагрузки, частота ежедневных пусков, наличие реверсивной нагрузки и любые известные пиковые перегрузки. Эта информация используется для определения коэффициента мощности (KA), применяемого при расчете номинальной мощности редуктора, что напрямую устанавливает минимально необходимый модуль и марку материала для заданного срока службы. производитель косозубых передачКомпания Korea Ever-Power включает указанное значение KA в документацию по заказу редуктора, что делает полную техническую основу спецификации редуктора прозрачной и поддающейся проверке. Ознакомьтесь с информацией. Ассортимент продукции с косозубыми шестернями для стандартных и нестандартных промышленных шестерен.
Часто задаваемые вопросы
Да — при условии, что частотно-регулируемый привод запрограммирован на ограничение момента ускорения до 100–120% номинального значения во время пуска и остановки, и приводимая в движение машина имеет равномерную характеристику нагрузки. Частотно-регулируемый привод устраняет скачок момента пуска двигателя прямого включения, что делает привод действительно «равномерным» с точки зрения источника питания AGMA. Однако, если приводимая в движение машина сама создает ударную нагрузку (дробилка, мельница), вклад KA приводимой в нагрузку применяется независимо от источника питания. Частотно-регулируемый привод, приводящий в движение шаровую мельницу, представляет собой комбинацию «равномерный источник питания + машина, создающая сильную ударную нагрузку» = AGMA, и при этом требует KA ≈ 1,75.
КА напрямую влияет косозубая передача При расчете усталостной прочности учитываются размер и марка материала, а не класс точности DIN. Класс точности DIN определяется требованиями к скорости и уровню шума. Однако зубчатые передачи с большим модулем (требуемые более высоким значением KA) иногда проще изготовить в рамках заданного класса DIN, поскольку абсолютные значения допуска масштабируются в зависимости от модуля. косозубая передача Шестерня M10 класса DIN 6 имеет большие абсолютные допуски по профилю и шагу, чем шестерня M5 класса DIN 6, что несколько упрощает производство шестерни M10 в соответствии с указанным классом. Это побочный эффект, и он не оправдывает изменение спецификации класса DIN.
KA учитывает изменения внешней нагрузки от косозубая передача Система привода — нагрузки, создаваемые источником питания или характеристиками приводимой машины (удар, запуск, реверс). KV учитывает внутренние динамические нагрузки — дополнительные силы, возникающие из-за собственной погрешности передачи зубчатой пары и динамики системы зубчатых передач «масса-пружина» на рабочей скорости. Обе величины умножают номинальную тангенциальную силу при расчете номинальной мощности. При низкой скорости вращения по делительной окружности (20 м/с) для зубчатой передачи класса DIN 8 KV может достигать 1,4–1,8. Полный косозубая передача В рейтинге используются объединенные факторы KA × KV × KH × KF, а не только KA.
Да — если косозубая передача В случае отказа причиной была точечная коррозия или усталость при изгибе корня зуба при нагрузке менее 50% от расчетного срока службы, расчетное значение KA, вероятно, было слишком низким для фактических рабочих нагрузок. Служба анализа отказов компании Korea Ever-Power (см. статью об анализе отказов) определяет вид отказа и сравнивает требуемое значение KA при наблюдаемом сроке службы с первоначально заданным значением KA. Если известны фактические пиковые значения крутящего момента, замена косозубая передача Указывается правильное значение KA с первого заказа. Если фактические нагрузки неизвестны, перед назначением замены рекомендуется провести измерение крутящего момента с помощью измерительных приборов в течение двух недель нормальной эксплуатации — в противном случае новая шестерня может выйти из строя с тем же интервалом.
Уточните правильный коэффициент запаса прочности для вашего применения в зубчатых передачах.
Укажите тип источника питания, характеристики приводимого в движение оборудования, частоту ежедневных запусков и любые пиковые перегрузки. Компания Korea Ever-Power определит правильное значение KA, покажет требуемый модуль и марку материала, а также задокументирует это в спецификации заказа, обеспечивая полную проверяемость расчета ресурса при усталостных нагрузках.
Классификация AGMA 2101 · ISO 6336 KA · Коррекция начальной частоты · Коэффициент реверсивной нагрузки · Значение KA указывается в каждом заказе
Редактор: Cxm
