Tööstuslik spiraal- ja koonus-spiraalkäigukast: valik, pöördemomendi nimi ja hooldusteguri juhend

Käigukasti rike tsemendiahju ajamis, miinikonveieris või kraanatõstukis pole kunagi lihtsalt mehaaniline sündmus. See on tootmisseisak – mõõdetakse kaotatud toodangu tundides, töötlemata materjali tonnides ja hädaolukorras remondi või väljavahetamise kuludes. Rasketööstuses maksab käigukasti seisakuaeg tavaliselt kümme kuni viiskümmend korda rohkem kui käigukasti enda väärtus. Kuid enamiku käigukasti enneaegsete rikete algpõhjus ei ole tootmisdefekt või materjali nõrkus. See on vale valik: käigukast, mis on määratud ainult nimivõimsusel, rakendamata hooldustegureid, mis võtavad arvesse rakenduse tegelikku töötsüklit, põrutuskoormust ja termilist keskkonda.

See juhend pakub täielikku tehnilist raamistikku raskeveokite tööstuslike käigukastide ja kiiruse reduktorite valimiseks – hõlmab käigu tüübi valikut, pöördemomendi ja võimsuse määramise metoodikat, teenindustegurite rakendamist tööstusharude ja rakendustüüpide lõikes, hammasratta hammaste tugevuse arvutamist ISO 6336 järgi, soojusvõimsuse piire, korpuse konstruktsiooninõudeid ja alaspetsifikatsioonist tulenevaid rikkerežiime. See on kirjutatud tehaseinseneridele, hankeinseneridele ja hooldusjuhtidele, kellel on vaja nõudlike tööstuslike rakenduste jaoks määrata asendus- või uued käigukastid.

Osa 1: Käigutüübi valik – käigukasti arhitektuuri sobitamine rakendusega

Esimene otsus käigukasti valikul on käigu tüüp - käiguastmete konfiguratsioon, mis määrab ülekandevahemiku, efektiivsuse, võlli orientatsiooni ja käigukasti füüsilise ümbrise.

1.1 Paralleelvõlliga spiraalkäigukastid

Spiraalsetel hammasratastel on hambad lõigatud hammasratta telje suhtes nurga all (spiraalinurk, tavaliselt 10–25°). See tähendab, et mitu hammast puutuvad korraga kokku, tekitades:

• Sujuv ja vaikne töö – hammaste järkjärguline haardumine vähendab löögikoormust võrreldes hammasratastega

• Suur kandevõime – suurem kontaktide suhe (rohkem hambaid jagavad koormust) võimaldab suuremat pöördemomenti ülekande ühiku kohta

• Kõrge kasutegur – tavaliselt 98–99% astme kohta hästi läbimõeldud spiraalülekannete puhul

Spiraalsed käigukastid on standardne valik:

• Kraanatõstuk ja sõiduajamid – kus on vaja vaikset tööd ja suurt efektiivsust

• Konveieri ajamid — kus sisend- ja väljundvõllid on paralleelsed

• Pumba- ja kompressoriajamid – pidev töö, mõõdukas löökkoormus

• Mitmeastmelised reduktorid – 2-, 3- või 4-astmelised kõrge reduktsiooniastme jaoks (4-astmelises seadmes kuni 400:1)

Paralleelvõlliga spiraalkäigukastide piirang seisneb selles, et sisend- ja väljundvõllid on paralleelsed – need ei saa tagada täisnurkset ajamit ilma kald- või tiguastme lisamata.

1.2 Koon-spiraalkäigukastid (ristnurksed ajamid)

Koon-spiraalne käigukast ühendab koonusülekande esimese astme (mis tagab 90° võlli nurga muutuse) ühe või mitme spiraalse astmega (mis annavad suurema osa kiiruse vähendamisest). See konfiguratsioon on standard:

• Ahjuajamid – mootor on tavaliselt paigaldatud ahju teljega paralleelselt, mis nõuab hammasrattale täisnurkset ajamit

• Veskiajamid — ahjuajamiga sarnane geomeetria

• Kraana sõiduajamid — kus mootori telg on sõidusuunaga risti

• Konveieri ajamid – kus pea rihmaratta võll on mootori teljega risti

Kaldratta aste lisab keerukust – koonushammasrattad nõuavad täpset aksiaalset positsioneerimist, et säilitada õiget hammaste kontakti, ja koonushammaste hammaste geomeetria on valmistamisel nõudlikum kui spiraalhammaste hammaste puhul. See muudab koonus-spiraalkäigukastid kallimaks kui samaväärse pöördemomendiga paralleelvõlli seadmed, kuid need on ainus praktiline lahendus, kui on vaja täisnurkset ajamit.

1.3 Planetaarsed käigukastid

Planetaarsed (epitsüklilised) käigukastid kasutavad koaksiaalses konfiguratsioonis päikese-, planeedi- ja rõngaskäiku. Koormus jagatakse korraga mitme planeedi käigu vahel, andes:

• Väga suur võimsustihedus – suurem pöördemoment kaalu- ja mahuühiku kohta kui paralleelvõlliga konstruktsioonidel

• Koaksiaalne sisend ja väljund – sisend- ja väljundvõllid asuvad samal teljel

• Kõrge kasutegur – tavaliselt 97–99% etapi kohta

Planetaarsed käigukastid on eelistatud:

• Rattavedu (mobiilne varustus, vintsid) – kompaktne, koaksiaalne disain sobib rattarummu sisse

• Suure suhtega üheastmelised reduktorid — suhted kuni 10:1 ühes planeediastmes

• Tuuleturbiinide käigukastid – kus kaal ja kompaktsus on kriitilise tähtsusega

Piiranguks on tootmise keerukus ja maksumus – planetaarkäigukastid nõuavad rõngasratta, planeedikanduri ja mitme planeedi hammasratta täpset valmistamist, mis kõik tuleb toota ja kokku panna rangete tolerantside järgi.

1.4 tigukäigukastid

Tigukäigukastides kasutatakse tigu (kruvilaadset hammasratast), mis haakub tigurattaga. Need pakuvad:

• Väga kõrged suhted ühes etapis – suhted 10:1 kuni 100:1 on standardsed

• Täisnurga ajam — sisend- ja väljundvõllid on risti

• Iselukustuvus – suurel ülekandearvul on tiguülekanne iselukustuv (ei saa tagasi juhtida), kasulik tõstukite ja positsioneerimissüsteemide jaoks

Kriitiline piirang on madal kasutegur – tiguülekannetel on tavaliselt 50–90% kasutegur olenevalt vahekorrast, võrreldes 98–99% spiraalülekannetega. Suure võimsusega ja pideva tööga rakenduste puhul tekitab tigukäigukasti võimsuskadu märkimisväärset soojust ja kujutab endast suurt tegevuskulu. Tigukäigukastid on seetõttu piiratud väiksema võimsusega rakendustega (tavaliselt < 75 kW pideva töö puhul) või vahelduva tööga rakendustega, kus tõhususe kadu on vastuvõetav.

1.5 Käigutüübi valiku kokkuvõte

2. osa: Pöördemoment ja võimsus – õige metoodika

Käigukasti enneaegse rikke kõige levinum põhjus on valik ainult mootori nimivõimsuse alusel, ilma hooldustegureid kasutamata. See jaotis pakub õiget metoodikat.

2.1 Kolm võimsuse/pöördemomendi piirangut

Igal tööstuslikul käigukastil on kolm erinevat reitingupiirangut ja käigukast peab vastama kõigile kolmele:

1. Mehaaniline võimsus (hammasratta tugevus)

Maksimaalne pöördemoment, mida hammasrattahambad suudavad üle kanda, ilma väsimuse või pinna täppideta. See on kataloogides kõige sagedamini loetletud reiting ja see arvutatakse ISO 6336 või AGMA 2101 järgi.

2. Soojusvõimsuse reiting

Maksimaalne pidev võimsus, mida käigukast võib soojusena hajutada, ilma et õli temperatuur ületaks lubatud piiri (tavaliselt 80–95°C mineraalõli puhul). Suure töötsükliga rakenduste puhul võib termiline reiting olla madalam kui mehaaniline nimiväärtus – käigukast kuumeneb üle enne, kui käigud mehaaniliselt rikki lähevad.

3. Laagrite eluiga

Maksimaalne radiaal- ja aksiaalkoormus, mida sisend- ja väljundvõlli laagrid nõutava kasutusea jooksul taluvad (tavaliselt 20 000–50 000 tundi tööstuslike rakenduste puhul). Kaasa tuleb võtta keti ketirataste, rihmarataste või võlli pikendustele paigaldatud haakeseadiste rippuvad koormused.

2.2 Nõutava väljundpöördemomendi arvutamine

Vajalik pöördemoment käigukasti väljundvõllil on:

Kus:

= mootori nimivõimsus (W)

= käigukasti kasutegur (kasutage 0,96 3-astmelise spiraali korral; 0,94 koonusspiraali jaoks)

= kogu ülekandearv

= väljundvõlli nurkkiirus (rad/s) =

Näide: 132 kW mootor, 3-astmeline spiraalkäigukast, suhe 45:1, väljundkiirus 33 p/min:

Oodake – õige lähenemine on arvutada väljundmoment sisendmomendist:

2.3 Teenustegurite rakendamine – kriitiline samm

Teenindustegur ​ (

, mida nimetatakse ka rakendusteguriks või

ISO 6336) arvestab asjaolu, et tegelik maksimaalne pöördemoment rakenduses ületab mootori nominaalset pöördemomenti. Selle määrab:

• Käitava masina tüüp — kui palju lööke ja ülekoormust juhitav masin tekitab?

• Peamootori tüüp – kui palju pöördemomendi variatsiooni mootor tekitab?

• Igapäevased töötunnid — mitu tundi päevas käigukast töötab?

1. samm: rakenduse (ajamiga masin) tegur

2. samm: põhitegur

3. samm: töötundide tegur

Kombineeritud teenindustegur:

Disain pöördemoment:

Valitud käigukastil peab olema nimiväljundmoment

.

2.4 Töötatud näide: kuulveski ajami valik

Arvestades:

• 250 kW mootor, 1480 p/min, oravapuur, DOL start

• Nõutav veski kiirus: 18 pööret minutis

• Kasutamine: kuulveski (raske šokk)

• Tööaeg: 24 tundi ööpäevas (pidev)

1. samm: nõutav suhe

2. samm: väljundmoment

3. samm: teenindustegur

4. samm: kavandatud pöördemoment

Ainuüksi nimiväljundpöördemomendiga (124,6 kN·m) valitud käigukast oleks 2,6 korda alamõõduline . selle rakenduse jaoks Õige valiku tegemiseks on vaja käigukasti, mille väljundmoment on vähemalt 327 kN·m.

Osa 3: Hammasratta hammaste tugevushinnang – ISO 6336 põhialused

Hammasratta hammaste tugevuse arvutamise mõistmine aitab inseneridel hinnata käigukasti hinnanguid ja tuvastada, millal tootja kataloogihinnang on optimistlik.

3.1 Hammasrataste kaks rikkerežiimi

Painutusväsimus (hambajuure murd):

Hambajuur on koormuse all oleva hammasratta kõige suurema pingega tsoon. Tsükliline paindepinge juurtes põhjustab väsimuspragude teket ja levimist, mis lõpuks hamba murdub. Hambajuure murd on katastroofiline rike – purunenud hambafragment hävitab tavaliselt külgnevad hambad ja käigukasti korpuse.

Hambajuure paindepinge on:

Kus:

= hamba tangentsiaalne jõud (N)

= näo laius (mm)

= tavaline moodul (mm)

= hamba kujutegur

= stressi korrigeerimise tegur

= rakendustegur (= teenindustegur

)

= dünaamiline tegur (arvestab hammasrattavõrgu vibratsiooni)

= näo koormuse jaotustegur (arvestab ebaühtlast koormust hamba laiuse ulatuses)

= põiki koormuse jaotustegur

[3]

Kontaktväsimus (kolded / lõhenemine):

Hamba külg (hamba tööpind) on allutatud tsüklilisele Hertsi kontaktpingele, kuna hambad on omavahel kokku puutunud. See põhjustab pinnaaluseid väsimuspragusid, mis levivad pinnale, tekitades hamba küljes lohke (väikesi kraatreid). Tõsine auk põhjustab lõhenemist (suureulatuslik pinnamurd) ja võimalikku hammaste riket.

Kontaktpinge hamba küljes on:

Kus:

= elastsustegur (terase-terase puhul: 189,8

)

= tsoonitegur (arvestab hamba geomeetriat)

= kontakti suhte tegur

= heeliksi nurga tegur

= hammasratta sammu läbimõõt (mm)

= astme ülekandearv

3.2 Hammasratta hammaste tugevuse materjal ja kuumtöötlus

Lubatud pinged

ja

sõltuvad täielikult ülekande materjalist ja kuumtöötlusest:

Põhiteave: karbureeritud ja karkassiga hammasratastel (20CrMnTi, 17CrNiMo6) on kontaktiväsimuspiirangud (

), mis on 2,5–2,7 korda kõrgemad kui läbikarastatud hammasrattad (42CrMo Q&T). Teatud ülekandesuuruse korral suudavad karbureeritud käigud edastada 2,5 korda rohkem pöördemomenti enne pistikupesa riket. Seetõttu kasutavad kõik suure jõudlusega tööstuslikud käigukastid karbureeritud ja maandatud käiku.

3.3 Hammasrataste lihvimise tähtsus

Pärast karburiseerimist ja kustutamist moonduvad hammasratta hambad kuumtöötlusprotsessi termiliste pingete tõttu veidi. Kui hammasrattaid kasutatakse karastatud olekus (ilma lihvimiseta), on hambaprofiili ja juhtme vead suured, põhjustades:

• Ebaühtlane koormuse jaotus hamba esipinna laiuse ulatuses —

  

  ja

  

  oluliselt suurendada

• Suured dünaamilised koormused -

  

  suureneb profiilivigade tõttu, mis põhjustavad võrgu mõju

• Müra ja vibratsioon – paljudes rakendustes vastuvõetamatu

Hammasrataste lihvimine pärast kuumtöötlust taastab õige hammaste geomeetria, vähendab profiili- ja juhtmevead < 5 μm-ni ning võimaldab koormuse jaotusteguritel läheneda nende teoreetilistele miinimumväärtustele. Raskeveokite tööstuslike käigukastide puhul ei ole hammasrataste lihvimine kohustuslik – see on nimipöördemomendi saavutamise nõue.

4. osa: Soojusvõimsuse nimiväärtus ja jahutus

4.1 Miks on termiline hinnang oluline?

Käigukastis muundatakse võimsuskadu (hammasrattavõrgu hõõrdumisest, laagrite hõõrdumisest ja õli muljumisest tingitud) soojuseks. Kui soojuse tekkekiirus ületab käigukasti korpuse soojuse hajumise kiirust, tõuseb õli temperatuur, kuni saavutatakse püsiseisundi tasakaal. Kui see tasakaalutemperatuur ületab lubatud õlitemperatuuri (tavaliselt 80–95 °C mineraalõli puhul, 100–110 °C sünteetilise õli puhul), laguneb õli kiiresti, kaotades oma viskoossuse ja kilet moodustava võime – mis viib käigukasti ja laagrite kiirenemiseni.

Soojuse tootmise kiirus on:

250 kW 96% efektiivsusega käigukasti jaoks:

Loomulik konvektsioonsoojuse hajumine käigukasti korpusest on järgmine:

Kus

on soojusülekandetegur (tavaliselt 12–18 W/m²·K loomuliku konvektsiooniga malmkorpuse puhul) ja

on korpuse pindala.

Kui

lubatud õlitemperatuuri juures vajab käigukast sundjahutust — kas sisendvõllil olevat jahutusventilaati, välist õlijahutit (soojusvahetit) või mõlemat.

4.2 Soojushinnang jahutusmeetodi järgi

Ööpäevaringselt töötavate kuulveski- ja ahjuajamite jaoks on peaaegu alati vaja välist õlijahutit. Käigukasti määramine ilma pideva töötemperatuuri tegeliku välistemperatuuri juures kontrollimata on tavaline ja kulukas viga.

4.3 Käigukastiõli viskoossuse valik

Käigukastiõli viskoossus peab vastama hammasrataste töötemperatuurile ja sammujoone kiirusele:

Terasetehastes, tsemenditehastes või muudes kõrge temperatuuriga keskkondades, kus ümbritseva õhu temperatuur ületab regulaarselt 40 °C, käigukastide puhul tõstke standardsoovitust ühe viskoossusastme võrra kõrgemale.

5. osa: Korpuse disain ja laagrite paigutus

5.1 Korpuse jäikuse nõuded

Käigukasti korpus ei ole pelgalt hammasrataste ja õli mahuti – see on konstruktsioonielement, mis hoiab hammaste õigeks kokkupuuteks vajalikku täpset hammasrataste joondust. Korpuse läbipaine koormuse all põhjustab käigu ebaühtlust, mis suurendab näo koormuse jaotustegurit

ja vähendab efektiivset hammaste kontaktpinda.

Raskeveokite tööstuslike käigukastide korpus peab olema konstrueeritud nii, et käigukasti võrgusilma nihkumine oleks piiratud:

200 mm laiusega hammasratta jaoks:

Selleks on vaja:

• Paksud korpuse seinad – seina minimaalne paksus 1,5–2,0 × malmkorpuste ülekandemoodul

• Ribiline konstruktsioon – ribid, mis ühendavad laagriauke korpuse põhjaga, vältides hammasratta eraldusjõu mõjul läbipainde

• Täppispuuritud laagrikorpused – laagrite ava joondamine kahe võlli toetava laagri vahel on 0,02 mm

5.2 Laagri valik ja eluea arvutamine

Tööstusliku käigukasti laagrid peavad kandma:

• Radiaalsed koormused hammasratta hammaste eraldusjõust ning võllide ja hammasrataste kaalust

• Aksiaalsed koormused spiraalülekande tõukejõududest ja koonusülekande telgjõududest

• Ülerippuvad koormused võlli pikendustele paigaldatud siduritelt, ketiratastelt või rihmaratastelt

Põhireitingu eluiga (

) laagri kohta on:

Kus:

= laagri dünaamiline põhikoormus (N) — laagrite kataloogist

= ekvivalentne dünaamiline laagrikoormus (N) – arvutatud radiaal- ja aksiaalkoormuste põhjal

= 3 kuullaagrite jaoks; 10/3 rull-laagritele

= laagri pöörlemiskiirus (rpm)

Tööstuslike käigukastide laagrite sihtaeg:

• Standardsed tööstuslikud rakendused:

  

  tundi

• Pidev töötlev tööstus (tsement, teras):

  

  tundi

• Kriitilised rakendused (ahjuajamid, koppkraanaajamid):

  

  tundi

5.3 Võlli tihendi valik

Käigukasti võllitihendid hoiavad ära õlilekke võlli pikendustel. Raskete tööstuslike käigukastide jaoks:

• Radiaalsed huuletihendid (PTFE või NBR): standardne võlli kiirustele < 8 m/s tihendi huule juures. Lihtne, odav, kuid piiratud kulumisvõimega – vahetage välja igal suuremal remondil.

• Labürindi tihendid: mittekontaktne – ei kulu, piiramatu eluiga. Sissetungimise vältimiseks nõuda käigukasti (õhutusventiili) kerget positiivset rõhku. Eelistatud suure kiirusega šahtide ja tolmuste keskkondade jaoks.

• Mehaanilised pinnatihendid: Väga tolmuses või niiskes keskkonnas (tsemendiveskid, kaevandamine). Kõrgemad kulud, kuid parem saastumise välistamine.

Tsemenditehastes või muudes tolmustes keskkondades asuvate käigukastide jaoks määrake labürint- või mehaanilised pinnatihendid – standardsed huultihendid purunevad kiiresti abrasiivse tolmu tõttu.

Osa 6: Käigukasti valik konkreetsete rasketööstuse rakenduste jaoks

6.1 Kraanatõstuk ja sõiduajamid

Käigukasti tüüp: Paralleelvõlliga spiraalne (tõstuk); kald-spiraalne (reisimine)

Põhinõuded:

• Suur käivitusmoment – ​​kraana mootorid toodavad käivitamisel 2,0–2,5-kordse nimipöördemomendi

• Löögikoormuse vastupidavus – koormuse kogumine tekitab löögi pöördemomendi naelu

• Kompaktne ümbris – peab mahtuma kraana otsatõstuki või tõstuki korpusesse

• Kõrge kasutegur – vähendab soojuse teket suletud kraanakonstruktsioonis

Kasutustegur: 1,75–2,5 × sõltuvalt kraana tööklassist (vt meie Trumli siduri valimise juhend tööklassi määratluste jaoks)

Käigu materjal: 20CrMnTi karbureeritud ja lihvitud kõigi etappide jaoks – kõrge kontakti väsimuspiir on kraana töötsüklite löökkoormuse jaoks hädavajalik

6.2 Kuulveski ja SAG-veski ajamid

Käigukasti tüüp: koonus-spiraalne (hammasratta täisnurga juhtimiseks) või paralleelvõlliga spiraalne (reaajam)

Põhinõuded:

• Äärmuslik pöördemoment – ​​kuulveskid on ühed suurima pöördemomendiga rakendused tööstuses

• Pidev 24-tunnine töö – termiline reiting on kriitiline

• Kõrge löögikindlus – freeslaengu löök tekitab käivitamisel ja töötamisel tõsiseid pöördemomendi naelu

• Pikk kasutusiga – veski käigukasti vahetus on suur hooldussündmus, mis nõuab kraana tuge

Hooldustegur: 2,0–2,5 × (tugev šokk + 24-tunnine pidev töö)

Jahutus: väline õlijahuti on > 500 kW veskitel kohustuslik

Käigu materjal: 17CrNiMo6 karbureeritud ja lihvitud – maksimaalne hammaste tugevus äärmuslikuks töötsükliks

6.3 Pöördahjuajamid

Käigukasti tüüp: koonus-spiraalne (täisnurkne ajam mootorilt ahju hammasrattale)

Põhinõuded:

• Väga kõrge reduktsioonisuhe (tavaliselt 100:1 kuni 300:1 kokku)

• Äärmiselt sile, madala vibratsiooniga väljund – ahju kest on tundlik dünaamilise koormuse suhtes

• Pikk kasutusiga (10-20 aastat kapitaalremondi vahel)

• Lisaajam – peab suutma ahju käitada aeglasel kiirusel (roomamisajam) hoolduseks ja termilise võrdsustamise jaoks

Hooldustegur: 1,5–2,0 × (mõõdukas šokk, kuid 24-tunnine pidev töö)

Erinõue: Soojuspaisumine - ahju kest laieneb aksiaalselt 50–200 mm töötamise ajal; käigukasti väljundvõll peab selle paindliku haakeseadise või ujuva hammasratta paigutuse kaudu vastu võtma

Ahjuajami süsteemi joondamise kohta lisateabe saamiseks vaadake meie Pöördahju haru joondamise juhend.

6.4 Lintkonveieri ajamid

Käigukasti tüüp: paralleelvõlliga spiraalne (kõige tavalisem) või kald-spiraalne (kus paigutuse järgi on vajalik täisnurkne ajam)

Põhinõuded:

• Mõõdukas põrutuskindlus — lintkonveieritel on võrreldes veskite ja purustitega suhteliselt sujuv laadimine

• Kõrge efektiivsus – konveieri ajamid töötavad pidevalt; tõhusus mõjutab otseselt tegevuskulusid

• Ülerippuv kandevõime — ajami rihmaratta võll avaldab käigukasti väljundvõllile märkimisväärset radiaalset koormust

Kasutustegur: 1,25–1,75× sõltuvalt konveieri tüübist ja käivitusmeetodist

Üleulatuva koormuse kontroll: arvutage väljundvõlli laagri radiaalkoormus alati rihma pingutuse põhjal ja kontrollige seda käigukasti tootja ristkoormusnormi järgi.

6.5 Purusti ajamid (lõug, koonus, pöörd)

Käigukasti tüüp: kald- või paralleelvõlliga spiraalne

Põhinõuded:

• Äärmuslik põrutuskindlus – purustite ajamid kogevad tööstuses suurimat tipp-keskmise pöördemomendi suhet

• Suur pöördemoment – ​​purustite ajamid on tavaliselt tugevalt koormatud

• Hooratta efekt — paljud purustiajamid kasutavad tipppöördemomentide neelamiseks hooratast; käigukast peab vastama hooratta kaudu edastatavale pöördemomendile, mitte ainult mootori pöördemomendile

Hooldustegur: 2,0–3,0 × (väga tugev põrutus)

Erimärkus: Lõuapurustite puhul võib maksimaalne pöördemoment purustamistsükli ajal olla 5–8 × keskmine pöördemoment. Käigukast peab olema hinnatud selle tipppöördemomendi, mitte keskmise pöördemomendi jaoks. Vaadake meie Sepistatud ja valatud terasest võllid purustite jaoks, et saada juhiseid võlli spetsifikatsioonide kohta.

7. osa: Käigukasti ülevaatus, hooldus ja rikete analüüs

7.1 Rutiinse hoolduse ajakava

7.2 Õlianalüüs – kõige väärtuslikum diagnostikatööriist

Õlianalüüs on tööstuslike käigukastide kõige kuluefektiivsem seisukorra jälgimise tööriist. Kord kvartalis laborisse saadetav õliproov annab:

• Viskoossuse mõõtmine – tuvastab õli lagunemise ja saastumise

• Veesisaldus – tuvastab tihendi rikke või kondenseerumise

• Osakeste arv ja suurusjaotus — tuvastab hammasrataste ja laagrite kulumisjäägid

• Elementaalanalüüs (ICP) – tuvastab kulumisjääkide allika (raud = hammasratta/võlli kulumine; vask = pronkslaagrite kulumine; kroom = laagriratta kulumine)

• Happearv (AN) — mõõdab õli oksüdatsioonitaset

Tegevusläved:

7.3 Tavalised tõrkerežiimid

1. tõrkerežiim: hammaste auk (kontakti väsimus)

Välimus: väikesed kraatrid (süvendid) hamba küljel, tavaliselt dedendumis (allpool kaldejoont). Progresseeruv aukude tekkimine põhjustab lõpuks lõhenemist ja hamba murdumist.

Algpõhjus: materjali väsimuspiiri ületav kontaktpinge – põhjuseks alamõõduline käigukast (ebapiisav hooldustegur), ebapiisav hambapinna kõvadus või määrdekihti vähendav saastunud õli.

Ennetamine: rakendage õigeid hooldusfaktoreid; täpsustage karbureeritud ja maandatud käigud; säilitada õli puhtus ja õige viskoossus.

Rikkerežiim 2: hambajuure murd

Välimus: ühe või mitme hamba täielik murd juure juures. Katastroofiline — purunenud hambakild hävitab kõrvalolevad hambad.

Algpõhjus: materjali väsimuspiiri ületav paindepinge – põhjustatud tugevast ülekoormusest (purusti ummistus, freesi laengu löök), hambajuure ebapiisavast raadiusest või materjali defektist.

Ennetamine: rakendage löögikoormuse teenindusfaktoreid; määrata piisav hambajuure raadius (helde filee); kasutage kontrollitud terastruktuuriga sepistatud hammasrataste toorikuid.

3. tõrkerežiim: kulumine (kleepuv kulumine)

Välimus: karedad, kriimustatud hambaküljed, materjali ülekandega paaritushammaste vahel. Tekib ootamatult, tavaliselt käivitamise või ülekoormuse ajal.

Algpõhjus: määrdeõli kile purunemine – põhjuseks on ebapiisav õli viskoossus, liiga kõrge õlitemperatuur, õliklassi jaoks liiga kõrge kaldejoone kiirus või saastumine.

Ennetamine: Valige töötemperatuuri ja kiiruse jaoks õige õli viskoossus; hoidke õli temperatuuri alla 90 ° C; kasutage suure koormuse ja väikese kiirusega käigukastide jaoks EP (äärmuslik surve) lisandeid.

Vearežiim 4: laagritõrge

Välimus: vibratsiooni suurenemine, müra, õli temperatuuri tõus, lõpuks krambid.

Algpõhjus: laagri ebapiisav eluiga (alamõõduline laager või ülekoormatud), saastunud õli jõudmine laagrisse, ebapiisav määrdevool laagrisse või vale laagri eelkoormus.

Ennetamine: Kontrollige laagrit

eluea arvutus hõlmab kõiki koormusi (radiaalne + aksiaalne + ülerippuv); säilitada õli puhtus; kontrollige kasutuselevõtu ajal õli voolu laagritesse.

Rikkerežiim 5: korpuse pragunemine

Välimus: praod käigukasti korpuses, tavaliselt pinge koondumispunktides (laagripea nurgad, kontrollkaane avad, paigaldusjalad).

Algpõhjus: tsüklilisest koormusest tingitud väsimus – põhjustatud resonantsist (töötab käigukasti vundamendisüsteemi loomulikul sagedusel või selle lähedal), tugevast löökkoormusest või korpuse seina ebapiisavast paksusest.

Ennetamine: kasutuselevõtu ajal teostada vibratsioonianalüüsi; veenduge, et käigukast on paigaldatud jäigale tasasele alusele; määrake rakenduse jaoks piisav korpuse seina paksus.

Korduma kippuvad küsimused

K1: Mis vahe on spiraalkäigukastil ja koonuskäigukastil?

Spiraalkäigukastil on paralleelsed sisend- ja väljundvõllid - mõlemad võllid on suunatud samas suunas. Koon-spiraalkäigukastil on sisend- ja väljundvõllide vaheline nurk 90°, mis saavutatakse koonusülekande esimese astmega. Koon-spiraalseid käigukaste kasutatakse siis, kui mootor ja käitatav masin on üksteisega risti – tavaline ahjuajamite, veskiajamite ja kraanaajamite puhul. Spiraalkäigukastid on antud pöördemomendi puhul tõhusamad ja odavamad, kuid neid saab kasutada ainult siis, kui võlli paigutus võimaldab paralleelseid võlle.

Q2: Kuidas arvutada oma käigukasti rakenduse hooldustegurit?

Korrutage kolm tegurit: rakendustegur (1,0 sujuvate koormuste korral, kuni 2,5 lõualuupurustite ja koppkraanade puhul), peamootoritegur (1,0 elektrimootorite puhul, 1,25–1,5 diiselmootorite puhul) ja töötundide koefitsient (0,8 < 2 tundi päevas, 1,5 24-tunnise pideva töö korral). Ööpäevaringselt töötava elektrimootoriga töötava kuulveski puhul on teenindustegur

. Käigukasti nimipöördemoment peab ületama nimiväljundpöördemomendi, mis on korrutatud selle hooldusteguriga.

K3: Miks kasutavad raskeveokite käigukastid karbureeritud ja maandatud käike, mitte läbikarastatud käike?

Karburiseeritud ja karkassiga hammasrattad (20CrMnTi, 17CrNiMo6) saavutavad pinna kõvaduse 58–62 HRC, mis annab kontakti väsimuspiiri (

) 1500–1550 MPa – võrreldes läbikarastatud 42CrMo 900 MPa-ga. See tähendab, et karbureeritud käigud suudavad edastada 2,5–3 korda rohkem pöördemomenti, enne kui sama suurusega käigukasti korral tekib tõrge. Hammasrataste lihvimine pärast karburiseerimist taastab kuumtöötlemisel moonutatud hammaste geomeetria, vähendades dünaamilisi koormusi ja võimaldades praktikas saavutada kõrget pöördemomenti.

Q4: Mis põhjustab käigukasti ülekuumenemist ja kuidas seda vältida?

Ülekuumenemine toimub siis, kui võimsuskadu (sisendvõimsus × (1 − kasutegur)) ületab korpuse soojuseraldusvõime. 250 kW käigukasti puhul 96% kasuteguriga on võimsuskadu 10 kW – mida standardkorpus ei pruugi kõrgel ümbritseval temperatuuril hajuda. Ennetamine: kontrollige soojusvõimsust tegeliku ümbritseva õhu temperatuuril; lisage pidevaks tööks võllile paigaldatud jahutusventilaator; määrake väline õlijahuti suure võimsusega rakenduste jaoks (> 200 kW pidev). Mineraalõli asemel kasutage sünteetilist õli (ISO VG 220 PAO) — sellel on parem termiline stabiilsus ja see võimaldab kõrgemat töötemperatuuri.

K5: Kui tihti tuleks käigukasti õli vahetada?

Mineraalõli puhul: iga 4000–6000 töötunni või 2 aasta järel, olenevalt sellest, kumb saabub varem. Sünteetilise õli (PAO või PAG) puhul: iga 8000–12 000 tunni või 4 aasta järel. Õlianalüüs on siiski kindlam kui fikseeritud intervall — kui kvartaalne õlianalüüs näitab viskoossuse muutust > 20%, veesisaldust > 0,1% või rauasisaldust > 150 ppm, vaheta õli koheselt olenemata intervallist. Uute käigukastide puhul vahetage õli pärast esimest 500 töötundi, et eemaldada sissesõitmise kulumisjäägid.

K6: Kas rikkis käigukasti saab parandada või tuleb see välja vahetada?

Paljusid käigukasti rikkeid saab kulutõhusamalt parandada kui asendamist, eriti suurte kohandatud käigukastide puhul, mille asendamise aeg on pikk. Parandatavate tingimuste hulka kuuluvad: laagrite vahetus, tihendi vahetus, võlli remont või vahetus ja käiguvahetus (kui korpus ja muud komponendid on kahjustamata). Tingimused, mis nõuavad väljavahetamist: korpuse pragunemine, mitme hammasratta hammaste murrud või hammasratta kõigi külgede tugev kriimustus. Yile Machinery pakub käigukasti ümberehitusteenuseid – võtke meiega ühendust käigukasti mudeli ja rikete kirjeldusega, et saaksime hinnata remondi ja asendamise kohta.

Yile masinad: kohandatud raskeveokite käigukastid ja kiiruse reduktorid

Yile Machinery projekteerib ja toodab kohandatud raskeveokite tööstuslikke käigukaste ja kiiruse reduktoreid kõige nõudlikumate rakenduste jaoks kaevandamise, tsemendi, terase, elektritootmise ja kraana-/tõstesüsteemide jaoks. Pakume nii uute käigukastide valmistamise kui ka käigukasti ümberehituse/remondi teenust.

Meie käigukasti valmistamise võimalused:

• Hammasülekande tüübid: paralleelvõlliga spiraalne, kald-spiraalne, planetaarne ja kombineeritud konfiguratsioon

• Pöördemomendi vahemik: kuni 2000 kN·m väljundpöördemoment (saadaval on kohandatud disainilahendused, mis jäävad sellest vahemikust kaugemale)

• Käigumaterjalid: 20CrMnTi ja 17CrNiMo6 karburiseeritud ja jahvatatud; 42CrMo induktsioonkarastus; tellimisel kohandatud sulamid

• Hammasratta täpsus: DIN 5 kuni DIN 7 (ISO 1328 klass 5–7) pärast lihvimist

• Korpus: malm HT250 või valmistatud terasest; täppispuuritud laagrikorpused

• Laagrid: SKF, FAG, NSK või samaväärsed;

  

  arvutusega kinnitatud eluiga

• Jahutus: võllile paigaldatud ventilaator, väline õlijahuti või sundtsirkulatsioonisüsteem vastavalt vajadusele

• Testimine: koormuseta sissesõidukatse + koormatud test; vibratsiooni- ja temperatuurianalüüs; õlilekke kontroll

• Ümberehitusteenus: täielik lahtivõtmine, ülevaatus, kulunud komponentide asendamine, kokkupanek ja testimine

Valmistame ka täielikku valikut ajamisüsteemi komponente:

• Raskeveokite tööstuslikud käigukastid ja kohandatud kiiruse reduktorid – tooteleht koos täielike spetsifikatsioonidega

• Kohandatud raskeveokite koonuskäigukastid – koonus- ja koonusspiraalsed täisnurksed ajamid

• Trummelühendus kraana- ja tõsteajamite jaoks – integreeritud pidurirataste ühendused kraanatõstukite käigukastidele

• Raskeveokite sepistatud kraanarattad — sepistatud 42CrMo kraanarattad sild- ja pukk-kraanadele

• Kraanadele ja ekskavaatoritele mõeldud trossirattad – täppistöödeldud veorataste sooned

• Raskeveokite ümbermõõduga hammasrattad ahjudele, veskidele ja kuivatitele – suure läbimõõduga segmenteeritud hammasrattad

• Sepistatud terasest hammasrataste toorikud ja rõngassepised – kohandatud sepistatud toorikud hammasrataste valmistamiseks

• Rotary Kiln Trunnion Alignment Guide — ahju ajamisüsteemi tehniline ressurss

• Kaevandus- ja tsemenditööstuse lahendused – täielikud ajamipaketid töötlemisettevõtete rakenduste jaoks

Hinnapakkumise saamiseks esitage:

• ✅ Sisendvõimsus (kW) ja sisendkiirus (rpm)

• ✅ Nõutav väljundkiirus (rpm) või ülekandearv

• ✅ Võlli orientatsioon (paralleelne või täisnurk)

• ✅ Taotluse kirjeldus ja tööklass

• ✅ Paigalduskonfiguratsioon (jalakinnitus, äärikukinnitus, võlli kinnitus)

• ✅ Keskkonnatingimused (keskkonna temperatuur, tolm, niiskus)

• ✅ Kogus ja vajalik tarneaeg

• ✅ Olemasoleva käigukasti joonised või andmesildi andmed (vahetamiseks)

E-post: jasmine@yileindustry.com

Esita RFQ: www.yilemachinery.com/contactus.html

Kõik tehnilised päringud saavad vastuse 24 tunni jooksul. Erakorralised asendamise ja ümberehitamise tellimused, millele on antud prioriteetne ajakava.

Seotud tehnilised ressursid

• Kraana ja tõstuki trummelühendus: pöördemomendi määramise ja valiku juhend

• Sepistatud kraanaratas: materjali valiku ja koormuse määramise juhend

• Traattrossi veoratas: soonekujundus ja D/d suhte juhend

• Vööratta paigaldus-, joondus- ja hooldusjuhend

• Pöördahju haru joondamise juhend

• Purustite sepistatud ja valatud terasvõllid

• Avatud stantsiga sepistamine vs suletud stantsiga sepistamine

• Kohandatud sepised – hammasrataste toorikud ja rõngassepised

• Kaevandus- ja tsemenditööstuse lahendused