Čo je faktor služieb a prečo existuje
Servisný faktor (všeobecne používaný SF; KA v notácii ISO 6336; pomer CSF alebo Ks v notácii AGMA) zohľadňuje skutočnosť, že skutočný špirálové ozubené koleso Pohonný systém prenáša špičkové krútiace momenty, ktoré presahujú menovitý krútiaci moment. Motor s menovitým výkonom 100 kW poháňajúci dopravník neposkytuje konštantných 100 kW – poskytuje premenlivý krútiaci moment, ktorý prudko stúpa počas rozbehu (krútiaci moment motora 200–300% menovitého výkonu), počas zaseknutia produktu (krátkodobý krútiaci moment pri plnom zastavení) a počas rozbehu s plne zaťaženým pásom. Každá z týchto prechodných udalostí akumuluje únavové poškodenie rýchlosťou úmernou špičkovému krútiacemu momentu umocnenému na 6. mocninu (kontaktná únava) alebo 8. mocninu (únava v ohybe).
Pre špirálové ozubené koleso Pri menovitom krútiacom momente s presným menovitým prenášaným krútiacim momentom (SF = 1,0) akýkoľvek vrchol presahujúci 100% menovitého krútiaceho momentu urýchľuje poškodenie únavou materiálu rýchlejšie, ako sa zohľadnilo pri výpočte menovitého krútiaceho momentu. SF > 1,0 poskytuje rezervu, ktorá pokrýva tieto prechodné vrcholy. Praktický dôsledok: v zmysle normy ISO 6336 KA vynásobí menovitú tangenciálnu silu F_t na špirálové ozubené koleso pred všetkými ostatnými krokmi výpočtu – takže ozubené koleso s KA = 1,5 musí prenášať 1,5-násobok tangenciálnej sily, čo si vyžaduje buď väčší modul, širšiu šírku čela, tvrdší materiál alebo nejakú kombináciu.
Klasifikácia zaťaženia AGMA – rámec priemyselných štandardov
Norma AGMA 2101 (a jej predchodca AGMA 2001) klasifikuje pohonné systémy do kombinácií charakteru zdroja energie a charakteru poháňaného stroja. Každá kombinácia udáva odporúčaný prevádzkový faktor:
| Zdroj energie | Poháňaný stroj: Jednotný | Poháňaný stroj: Ľahký šok | Poháňaný stroj: Mierny šok | Poháňaný stroj: Ťažký tlmič |
|---|---|---|---|---|
| Uniforma (elektromotor, parná turbína) | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1,75 – 2,00 |
| Ľahký šok (viacvalcový motor) | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2,00 – 2,25 |
| Mierny tlmič (jednovalcový motor) | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2,25 – 2,50 |
| Silný náraz (úder, razník) | 1.75+ | 2.00+ | 2.25+ | 2,50 – 3,00+ |
Klasifikácia poháňaných strojov – do ktorej kategórie patríte?
| Postava AGMA | Príklady aplikácií | Šoková postava |
|---|---|---|
| Uniforma | Odstredivé čerpadlá a kompresory; ľahké ventilátory; dopravníky so stálym zaťažením; generátory | Zaťaženie takmer konštantné; časté štartovanie a bez záťaže |
| Ľahký šok | Odstredivé ventilátory a dúchadlá; naložené dopravníky; žeriavový pojazd; všeobecné obrábacie stroje; tlačiarenské stroje | Určité odchýlky; zriedkavé štartovanie s ľahkým zaťažením; žiadny silný náraz |
| Mierny šok | Guľové mlyny (prázdne); obrábacie stroje na kov; špirálové ozubené koleso pohony papierenských valcov (prerušovaný rez); banské výťahy; papierne; veľké ventilátory | Mierne kolísanie krútiaceho momentu; periodické cykly zaťaženia a odľahčenia; určitý náraz pri štartovaní pri miernom zaťažení |
| Silný šok | Guľové mlyny (s nákladom); pohony drvičov; veľké špirálové ozubené koleso otvorené pohony; hrubovacie stolice valcovní; pohony bagrovacích rýpadiel; ťažké dierovacie stroje; cementové pece | Výrazné kolísanie krútiaceho momentu; časté ťažké štarty; rázové zaťaženie; možnosť krátkodobého zvrátenia krútiaceho momentu |
ISO 6336 KA – Ekvivalent v medzinárodnej norme
Norma ISO 6336-1 definuje aplikačný faktor KA ako pomer maximálneho vonkajšieho dynamického zaťaženia ozubeného kolesa k menovitému tangenciálnemu zaťaženiu na rozstupovej kružnici. Tabuľka 1 v norme ISO 6336-1 uvádza orientačné hodnoty:
| Prevádzkový stav hnacieho stroja | Prevádzkový stav poháňaného stroja | KA (ISO 6336) |
|---|---|---|
| Uniforma | Uniforma | 1.00 |
| Uniforma | Mierne otrasy | 1.25 |
| Uniforma | Silné otrasy | 1.50 |
| Ľahké šoky | Uniforma | 1.10 |
| Ľahké šoky | Mierne otrasy | 1.35 |
| Ľahké šoky | Silné otrasy | 1.60 |
| Mierne otrasy | Uniforma | 1.25 |
| Mierne otrasy | Mierne otrasy | 1.50 |
| Mierne otrasy | Silné otrasy | 1.75+ |
Špeciálne prípady, ktoré vyžadujú vyššiu KA
Časté štartovanie motora pod záťažou
Štandardný trojfázový asynchrónny motor vytvára rozbehový krútiaci moment 150 – 3001 TP3T menovitého krútiaceho momentu v pokoji – plný rozbehový krútiaci moment sa aplikuje na špirálové ozubené koleso pohonnú jednotku pri každom spustení motora. Pre pohon, ktorý sa spúšťa 10 – 20-krát denne pri plnom zaťažení, môže byť kumulované poškodenie zo štartov motora značné. Oprava: pridať k základnej hodnote KA „faktor frekvencie spúšťania“ 1,0 – 1,3 v závislosti od počtu denných štartov a multiplikátora štartovacieho momentu. Spoločnosť Korea Ever-Power požaduje informácie o frekvencii spúšťania pre všetky pohony, ktoré sa spúšťajú viac ako 5-krát denne.
Reverzné pohony
Keď špirálové ozubené koleso Pohon mení smer pod zaťažením – žeriavové kladkostroje, valcovacie stolice pri spätnom chode, pohon lodí vpred/vzad – hnací bok aj pobrežný bok každého zuba sú zaťažené striedavým napätím. Norma ISO 6336 znižuje prípustné ohybové napätie σ_F lim o faktor 0,7 pre plne reverzné ohybové zaťaženia (YM = 0,7 v označení) v porovnaní s jednosmerným zaťažením (YM = 1,0). To v skutočnosti vyžaduje buď väčší modul, širšiu šírku čela, alebo tvrdší materiál pre reverzný pohon v porovnaní s jednosmerným pohonom s rovnakým menovitým krútiacim momentom.
Núdzové preťaženie – posúdenie špičkového krútiaceho momentu
Norma ISO 6336 tiež vyžaduje, aby špirálové ozubené koleso prežiť špecifikované núdzové preťaženie (typicky 200 – 3001 TP3T menovitého krútiaceho momentu pre jednu alebo niekoľko udalostí) bez zlomenia zuba. Toto sa kontroluje oproti maximálnemu povolenému ohybovému napätiu, a nie oproti limitu únavového ohybového napätia, s použitím statického bezpečnostného faktora S_F_stat ≥ 1,0 pri špičkovom preťažovacom krútiacom momente vynásobenom statickým preťažovacím faktorom Y_S. Pre cementové mlyny s udalosťami opätovného spustenia zamrznutej vsádzky (krútiaci moment do 4001 TP3T menovitého krútiaceho momentu) táto kontrola často určuje výber prevodového modulu, a nie kontrolu únavy pri menovitom krútiacom momente.
Najčastejšia chyba servisného faktora – ignorovanie štartovacieho momentu motora
Najčastejšia chyba v špirálové ozubené koleso Výber prevádzkového faktora znamená, že pohon elektromotora sa považuje za „rovnomerný“ bez zohľadnenia charakteristík rozbehového krútiaceho momentu motora. Asynchrónny motor s klietkou s priamym štartom (DOL) aplikuje v momente spustenia 250 – 3501 TP3T menovitého krútiaceho momentu. Ak sa pohon spustí 3 – 5-krát denne, v podstate to znamená, že prevodovka zažije približne 3 – 5 udalostí špičkového krútiaceho momentu denne pri 2,5 – 3,5 × menovitý krútiaci moment – čo zodpovedá klasifikácii zdroja AGMA „mierny náraz“, nie „rovnomerný“. Priamym dôsledkom je výber KA = 1,0 pre takýto pohon a následná predčasná únava zubov v ohybe pri 30 – 501 TP3T vypočítanej životnosti.
Riešenie: buď aplikovať korekciu rozbehového momentu na prevádzkový faktor, alebo špecifikovať softštartér alebo VFD (frekvenčný menič), ktorý obmedzuje rozbehový moment motora na 100 – 1 201 TP3T menovitého – čím sa skutočný pohon premení na skutočne „jednotný“ zdroj, ktorý odôvodňuje KA = 1,0 – 1,25.
Referenčný údaj o faktore služieb špecifických pre danú aplikáciu
| Aplikácia | Typická KA | Primárny vodič |
|---|---|---|
| Odstredivé čerpadlo (stabilný prietok, štart s frekvenčným meničom) | 1,00 – 1,10 | Uniforma špirálové ozubené koleso pohon + rovnomerné zaťaženie; frekvenčný menič eliminuje nárazy pri štarte |
| Priemyselný ventilátor, odstredivý ventilátor (priamy štart) | 1,25 – 1,50 | Štart motora DOL pri krútiacom momente 250%; zotrvačnosť ventilátora predlžuje dobu štartu |
| Všeobecný dopravník, poháňaný pásom (štart so zaťažením) | 1,25 – 1,50 | Štartovanie s naloženým vozidlom; zaseknutie produktu; udalosti preklzávania remeňa |
| CNC obrábací stroj, tlačiarenský lis | 1.25 | Servoriadenie s obmedzením krútiaceho momentu; nízke rázy |
| Banský výťah (klietka) | 1,50 – 2,00 | Časté štarty pri plnom zaťažení; prípady vytrhnutia lana |
| Guľový mlyn, SAG mlyn | 2,00 – 2,50 | Katarakta náboja gule; zamrznutý reštart náboja; periodické preťaženie |
| Čeľusťový drvič, nárazový drvič | 2,00 – 3,00 | Priame nárazové zaťaženie pri vstupe do skaly; udalosti s netesnosťami zo železa |
| Hrubovacia stolica valcovne | 1,75 – 2,25 | Šok od záberu pri vstupe do polotovaru; chyby pri prispôsobovaní rýchlosti |
| Hlavný lodný pohon (dvojmotorový) | 1,50 – 2,00 | Nerovnomernosť krútiaceho momentu motora; núdzové brzdenie; manévrovacie zaťaženia |
| Prevodovka veternej turbíny (podľa AGMA 6006) | Spektrum (nie jeden KA) | AGMA 6006 vyžaduje analýzu spektra plného zaťaženia – jeden KA nie je dostatočný |
Korea Ever-Power — Dokumentácia k faktoru služieb pri každej objednávke
Správny výber servisného faktora pre tento ťažký priemysel špirálové ozubené koleso Pohon vyžaduje znalosť charakteru zdroja energie (elektromotor s priamym alebo mäkkým štartom), charakteru poháňaného stroja (úroveň rázov) a akýchkoľvek špeciálnych udalostí (časté rozbehy, reverzácia, núdzové preťaženie). Všetky štyri musia byť deklarované pred potvrdením špecifikácie prevodového stupňa.
Spoločnosť Korea Ever-Power požaduje od zákazníkov nasledujúce informácie pre všetkých ozubené koleso so špirálovým rezom objednávky, kde aplikácia zahŕňa štartovanie pod záťažou, nárazom alebo reverzáciou: typ zdroja energie (typ motora, spôsob štartovania), typ poháňaného stroja a klasifikácia nárazov, denná frekvencia štartovania, prítomnosť reverzného zaťaženia a všetky známe udalosti špičkového preťaženia. Tieto informácie sa používajú na určenie KA použitej na výpočet prevodového stupňa, ktorý priamo stanovuje minimálny požadovaný modul a druh materiálu pre stanovenú životnosť. Ako priamy výrobca špirálových ozubených koliesSpoločnosť Korea Ever-Power uvádza použitú hodnotu KA v dokumentácii k objednávke prevodovky, takže kompletný technický základ pre špecifikáciu prevodovky je transparentný a auditovateľný. Prezrite si sortiment špirálových ozubených kolies pre štandardné a zákazkové priemyselné prevody.
Často kladené otázky
Áno – za predpokladu, že frekvenčný menič (VFD) je naprogramovaný tak, aby obmedzil akceleračný krútiaci moment na 100 – 1 201 TP3T menovitého počas štartu a zastavovania a poháňaný stroj má rovnomernú zaťažovaciu charakteristiku. VFD eliminuje špičkový štartovací krútiaci moment motora DOL, čím sa pohon stáva skutočne „jednotným“ z hľadiska zdroja energie AGMA. Ak však samotný poháňaný stroj spôsobuje rázy (drvič, mlyn), príspevok KA poháňaného stroja sa uplatňuje bez ohľadu na zdroj energie. VFD poháňajúci guľový mlyn je kombináciou Jednotný zdroj energie + Ťažký rázový stroj = AGMA, ktorá stále vyžaduje KA ≈ 1,75.
KA priamo ovplyvňuje špirálové ozubené koleso veľkosť a druh materiálu pri výpočte únavy materiálu, nie trieda presnosti DIN. Trieda presnosti DIN je určená požiadavkami na rýchlosť a hluk. Väčšie moduly ozubených kolies (vyžadované vyššou KA) sa však niekedy ľahšie dosiahnu pri danej triede DIN, pretože absolútne hodnoty tolerancie sa menia s modulom. A špirálové ozubené koleso Ozubené koleso M10 DIN triedy 6 má väčšie absolútne tolerancie profilu a stúpania ako ozubené koleso M5 DIN triedy 6, čo značne uľahčuje výrobu ozubeného kolesa M10 podľa špecifikovanej triedy. Toto je sekundárny efekt a neodôvodňuje zmenu špecifikácie triedy DIN.
KA zohľadňuje zmeny vonkajšieho zaťaženia z špirálové ozubené koleso hnací systém – zaťaženia generované zdrojom energie alebo charakteristikami poháňaného stroja (náraz, rozbeh, reverzácia). KV zohľadňuje vnútorné dynamické zaťaženia – dodatočné sily na zuboch generované vlastnou prevodovou chybou ozubeného kolesa a dynamiku hmotnosti a pružiny ozubeného systému pri prevádzkovej rýchlosti. Obe hodnoty vynásobia nominálnu tangenciálnu silu pri výpočte menovitého výkonu. Pri nízkej rýchlosti na osi rozstupu ( 20 m/s) pre ozubené koleso triedy DIN 8 môže KV dosiahnuť 1,4 – 1,8. Kompletný špirálové ozubené koleso Hodnotenie používa KA × KV × KH × KF ako kombinované faktory – nielen KA samostatne.
Áno – ak špirálové ozubené koleso Ak bol spôsob poruchy jamková kôra alebo únava v dôsledku ohybu koreňa zuba pri menej ako 50% vypočítanej projektovanej životnosti, projektovaná KA bola pravdepodobne príliš nízka pre skutočné prevádzkové zaťaženie. Služba analýzy porúch spoločnosti Korea Ever-Power (pozri článok o analýze porúch) identifikuje spôsob poruchy a porovnáva požadovanú KA pri pozorovanej životnosti pri poruche s pôvodne špecifikovanou KA. Ak sú známe skutočné udalosti špičkového krútiaceho momentu, náhrada špirálové ozubené koleso je špecifikovaný pri správnej KA z prvej objednávky. Ak skutočné zaťaženie nie je známe, pred špecifikovaním výmeny sa odporúča meranie krútiaceho momentu prístrojom počas dvoch týždňov bežnej prevádzky – inak môže nový prevodový stupeň zlyhať v rovnakom intervale.
Potvrďte správny servisný faktor pre vašu aplikáciu so špirálovým ozubeným kolesom
Uveďte typ zdroja energie, charakter poháňaného stroja, dennú frekvenciu spúšťania a všetky prípady špičkového preťaženia. Spoločnosť Korea Ever-Power určí správnu KA, zobrazí výsledný modul a požiadavku na triedu materiálu a zdokumentuje základ v špecifikácii objednávky – čím zabezpečí úplnú auditovateľnosť pre výpočet únavovej životnosti.
Klasifikácia AGMA 2101 · ISO 6336 KA · Korekcia rozbehovej frekvencie · Reverzný faktor zaťaženia · KA zdokumentovaná v každej objednávke
Redaktor: Cxm
