Шта је фактор услуге и зашто постоји
Фактор услуге (SF у општој употреби; KA у ISO 6336 нотацији; однос CSF или Ks у AGMA нотацији) објашњава чињеницу да је стварни спирални зупчаник Погонски систем преноси вршне обртне моменте који прелазе номинални номинални обртни момент. Мотор номиналне снаге 100 kW који покреће транспортер не испоручује константних 100 kW — он испоручује променљиви обртни момент који се повећава током покретања (обртни момент мотора при ломљењу 200–300% номиналног), током заглављивања производа (кратки обртни момент при пуном застоју) и током покретања са потпуно оптерећеним каишем. Сваки од ових пролазних догађаја акумулира оштећења од замора брзином пропорционалном вршном обртном моменту подигнутом на 6. степен (контактни замор) или 8. степен (замор од савијања).
За спирални зупчаник номинално пренети обртни момент (SF = 1,0), сваки врх који прелази 100% номиналног обртног момента убрзава оштећење услед замора брже него што је урачунато у прорачун номиналног момента. SF > 1,0 пружа маргину која покрива ове пролазне врхове. Практична последица: у терминима ISO 6336, KA множи номиналну тангенцијалну силу F_t на спирални зупчаник пре свих осталих корака прорачуна — тако да зупчаник KA = 1,5 мора да носи 1,5× тангенцијалну силу, што захтева или већи модул, ширу ширину чела, тврђи материјал или неку комбинацију.
AGMA класификација оптерећења — оквир индустријског стандарда
AGMA 2101 (и његов претходник AGMA 2001) класификује погонске системе у комбинације карактера извора енергије и карактера покретане машине. Свака комбинација даје препоручени фактор сервиса:
| Извор енергије лик | Погоњена машина: Униформа | Погоњена машина: Лагани шок | Погоњена машина: Умерени шок | Погоњена машина: Тешки шок |
|---|---|---|---|---|
| Униформа (електрични мотор, парна турбина) | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1,75–2,00 |
| Благи шок (вишецилиндрични мотор) | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2,00–2,25 |
| Умерени шок (једноцилиндрични мотор) | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2,25–2,50 |
| Јак удар (ударни притисак, ударац) | 1.75+ | 2.00+ | 2.25+ | 2,50–3,00+ |
Класификација погоњених машина — Која категорија?
| АГМА лик | Примери примене | Шокантни лик |
|---|---|---|
| Униформа | Центрифугалне пумпе и компресори; лагани вентилатори; транспортери са сталним оптерећењем; генератори | Оптерећење скоро константно; ретко паљење и без оптерећења |
| Благи шок | Центрифугални вентилатори и дуваљке; оптерећени транспортери; кретање крана; опште машине алатке; штампарске машине | Неке варијације; ретко покретање са малим оптерећењем; без озбиљног удара |
| Умерени шок | Куглични млинови (празни); алатне машине за сечење метала; спирални зупчаник погони на ролнама за производњу папира (прекинути рез); рударске дизалице; фабрике папира; велики вентилатори | Умерене варијације обртног момента; периодични циклуси оптерећења и растерећења; извесни удар при покретању под умереним оптерећењем |
| Јак шок | Куглични млинови (напуњени); погони дробилица; велики спирални зупчаник отворени погони; грубе обраде ваљаоница; погони багера; тешке машине за пробијање; цементне пећи | Јаке варијације обртног момента; чести тешки стартови; ударно оптерећење; могућност краткотрајног преокрета обртног момента |
ISO 6336 KA — Еквивалент у међународном стандарду
ISO 6336-1 дефинише фактор примене KA као однос максималног спољашњег динамичког оптерећења зупчаника и номиналног тангенцијалног оптерећења на кругу корака. ISO 6336-1 Табела 1 даје индикативне вредности:
| Радно стање возачке машине | Радно стање погоњене машине | КА (ISO 6336) |
|---|---|---|
| Униформа | Униформа | 1.00 |
| Униформа | Умерени потреси | 1.25 |
| Униформа | Јаки потреси | 1.50 |
| Лагани шокови | Униформа | 1.10 |
| Лагани шокови | Умерени потреси | 1.35 |
| Лагани шокови | Јаки потреси | 1.60 |
| Умерени потреси | Униформа | 1.25 |
| Умерени потреси | Умерени потреси | 1.50 |
| Умерени потреси | Јаки потреси | 1.75+ |
Посебни случајеви који захтевају виши KA
Често покретање мотора под оптерећењем
Стандардни трофазни асинхрони мотор производи почетни обртни момент од 150–300% номиналног обртног момента у стању мировања — пуни почетни обртни момент се примењује на спирални зупчаник погонски склоп сваки пут када се мотор покрене. За погон који се покреће 10–20 пута дневно под пуним оптерећењем, акумулирана штета од покретања мотора може бити значајна. Исправка: додајте „фактор учесталости покретања“ од 1,0–1,3 основном KA у зависности од броја дневних покретања и мултипликатора обртног момента при покретању. Korea Ever-Power захтева информације о учесталости покретања за све погоне који се покрећу више од 5 пута дневно.
Погони за обртање
Када спирални зупчаник Погон мења смер под оптерећењем — дизалице кранова, ваљаонице на обрнутом пролазу, погон брода напред/назад — и бочна страна погона и бочна страна обале сваког зубаца су оптерећене наизменичним напоном. ISO 6336 смањује дозвољени напон савијања σ_F lim за фактор 0,7 за потпуно обрнута оптерећења савијања (YM = 0,7 у нотацији), у поређењу са једносмерним оптерећењем (YM = 1,0). Ово ефикасно захтева или већи модул, ширу ширину површине или тврђи материјал за погон за обртање у поређењу са једносмерним погоном истог номиналног обртног момента.
Преоптерећење у ванредним ситуацијама — процена вршног обртног момента
ISO 6336 такође захтева да спирални зупчаник преживети одређено ванредно преоптерећење (типично 200–300% номиналног обртног момента за један или неколико догађаја) без лома зуба. Ово се проверава у односу на максимално дозвољени напон савијања, а не на границу напона савијања услед замора, користећи статички фактор сигурности S_F_stat ≥ 1,0 при вршном обртном моменту преоптерећења помножен са статичким фактором преоптерећења Y_S. За млинове цемента са догађајима поновног покретања замрзнутог шаржа (обртни момент до 400% номиналног), ова провера често управља избором модула зупчаника, а не провером замора при номиналном обртном моменту.
Најчешћа грешка сервисног фактора — игнорисање обртног момента при покретању мотора
Најчешћа грешка у спирални зупчаник Избор фактора рада подразумева третирање електромоторног погона као „равномерног“ без узимања у обзир карактеристика почетног момента мотора. Кавезни асинхрони мотор са директним укључивањем (DOL) примењује 250–350% номиналног обртног момента у тренутку покретања. Ако се погон покреће 3–5 пута дневно, то ефикасно значи да зупчаник доживљава приближно 3–5 догађаја вршног обртног момента дневно при 2,5–3,5× номиналног – што је еквивалентно AGMA класификацији извора „умереног удара“, а не „равномерног“. Избор KA = 1,0 за такав погон, а затим доживљавање превременог замора зубаца услед савијања при 30–50% израчунатог века трајања је директна последица.
Решење: или применити корекцију обртног момента при покретању на фактор сервиса, или одредити софт-стартер или VFD (погон са променљивом фреквенцијом) који ограничава обртни момент мотора на 100–120% номиналне снаге — претварајући стварни погон у прави „униформни“ извор који оправдава KA = 1,0–1,25.
Референца фактора услуге специфичног за апликацију
| Примена | Типични КА | Примарни покретач |
|---|---|---|
| Центрифугална пумпа (сталан проток, VFD старт) | 1,00–1,10 | Униформа спирални зупчаник погон + равномерно оптерећење; VFD елиминише шок при покретању |
| Индустријски вентилатор, центрифугални вентилатор (директан старт) | 1,25–1,50 | Покретање DOL мотора на обртном моменту од 250%; инерција вентилатора продужава период покретања |
| Општи транспортер, са каишним погоном (почетак са теретом) | 1,25–1,50 | Покретање под оптерећењем; заглављивање производа; проклизавање каиша |
| CNC машина алатка, штампарска машина | 1.25 | Серво управљано са ограничавањем обртног момента; мали ударци |
| Рудник дизалица (кавез) | 1,50–2,00 | Чести стартови под пуним оптерећењем; случајеви трзања ужета |
| Куглични млин, SAG млин | 2,00–2,50 | Катаракта у набоју кугле; поновно покретање замрзнутог набоја; периодично преоптерећење |
| Чељусна дробилица, ударна дробилица | 2.00–3.00 | Директно ударно оптерећење при уласку у стену; догађаји са гвозденим траговима |
| Груба обрада ваљаонице | 1,75–2,25 | Удар загриза на улазу у греду; грешке у подешавању брзине |
| Главни бродски погон (двомоторни) | 1,50–2,00 | Неравномерност обртног момента мотора; нагло заустављање; маневрисање оптерећењем |
| Мењач ветротурбине (према AGMA 6006) | Засновано на спектру (не појединачни KA) | AGMA 6006 захтева анализу спектра пуног оптерећења — један KA није довољан |
Кореја Евер-Пауер — Документација о фактору услуге уз сваку поруџбину
Правилан избор фактора сервиса за ову тешку индустрију спирални зупчаник Погон захтева познавање карактера извора напајања (електрични мотор са директним стартом или меким стартом), карактера покретане машине (ниво удара) и свих посебних догађаја (често покретање, обртање, преоптерећење у случају нужде). Сва четири морају бити декларисана пре него што се потврди спецификација преносника.
Кореа Евер-Пауер захтева следеће информације од купаца за све спирално сечени зупчаник наруџбине где примена укључује покретање под оптерећењем, удар или обртање: тип извора напајања (тип мотора, начин покретања), тип погоњене машине и класификација удара, дневна учесталост покретања, присуство обртаног оптерећења и сви познати догађаји вршног преоптерећења. Ове информације се користе за одређивање KA примењеног на израчунавање рејтинга преносника, што директно одређује минимални потребни модул и квалитет материјала за наведени век трајања. Као директно произвођач спиралних зупчаника, Korea Ever-Power укључује примењену KA вредност у документацији за наруџбину зупчаника, тако да је комплетна техничка основа за спецификацију зупчаника транспарентна и доступна за ревизију. Прегледајте асортиман производа са спиралним зупчаницима за стандардне и прилагођене индустријске зупчанике.
Често постављана питања
Да — под условом да је VFD програмиран да ограничи обртни момент убрзања на 100–120% номиналног током покретања и заустављања, и да покретана машина има једнолику карактеристику оптерећења. VFD елиминише скок обртног момента при покретању DOL мотора, чинећи погон заиста „једноликим“ са становишта AGMA извора напајања. Међутим, ако сама покретана машина уноси удар (дробилица, млин), допринос KA покретане машине примењује се без обзира на извор напајања. VFD који покреће куглични млин је комбинација Једноличан извор напајања + Машина са тешким ударима = AGMA која и даље захтева KA ≈ 1,75.
КА директно утиче спирални зупчаник величина и квалитет материјала у прорачуну оцене замора, а не DIN класа тачности. DIN класа тачности је одређена захтевима за брзину и буку. Међутим, већи модул зупчаника (захтевани већим KA) понекад је лакше постићи у датој DIN класи јер се апсолутне вредности толеранције скалирају са модулом. А спирални зупчаник Зупчаник M10 DIN класе 6 има веће апсолутне толеранције профила и хода него зупчаник M5 DIN класе 6 — што чини зупчаник M10 донекле лакшим за производњу према наведеној класи. Ово је секундарни ефекат и не оправдава промену спецификације DIN класе.
KA узима у обзир варијације спољашњег оптерећења од спирални зупчаник погонски систем — оптерећења генерисана извором енергије или карактеристикама покретане машине (удар, покретање, обртање). KV узима у обзир унутрашња динамичка оптерећења — додатне силе зубаца генерисане сопственом грешком преноса зупчаног пара и динамиком масе и опруге зупчаног система при радној брзини. Оба множе номиналну тангенцијалну силу у прорачуну номиналне снаге. При малој брзини на линији корака (20 m/s) за зупчаник DIN класе 8, KV може достићи 1,4–1,8. Комплетан спирални зупчаник Оцена користи KA × KV × KH × KF као комбиноване факторе — не само KA.
Да — ако спирални зупчаник Ако је начин отказа био услед тачкастог кршења или замора од савијања корена зуба при мање од 50% израчунатог пројектованог века трајања, пројектована вредност KA је вероватно била прениска за стварна радна оптерећења. Услуга анализе отказа компаније Korea Ever-Power (погледајте чланак о анализи отказа) идентификује начин отказа и упоређује потребну вредност KA при посматраном веку отказа са првобитно наведеном KA. Ако су познати стварни догађаји вршног обртног момента, замена спирални зупчаник је наведен на исправном KA из првог редоследа. Ако су стварна оптерећења непозната, препоручује се инструментално мерење обртног момента током две недеље нормалног рада пре одређивања замене — у супротном нови зупчаник може отказати у истом интервалу.
Потврдите исправан сервисни фактор за вашу примену спиралног зупчаника
Наведите тип извора напајања, карактеристике покретане машине, дневну учесталост покретања и све догађаје вршног преоптерећења. Korea Ever-Power одређује исправан KA, приказује резултујући модул и захтев за квалитет материјала и документује основу у спецификацији поруџбине — пружајући потпуну могућност провере за прорачун века трајања до замора.
AGMA 2101 класификација · ISO 6336 KA · Корекција почетне фреквенције · Фактор оптерећења при обртању · KA документован у свакој поруџбини
Уредник: Cxm
