Lựa chọn khớp nối bánh răng trống: Các loại, độ lệch, mô-men xoắn và ứng dụng

Xét một tời cẩu 250 kW chỉ bắt đầu rung khi tải được nâng lên. Khớp nối bánh răng tang trống được kiểm tra sau vài tháng và độ mòn răng tập trung ở một bên sườn. Chẩn đoán chung không phải là một bộ phận bị lỗi; đó là sự không phù hợp giữa mô-men xoắn trong danh mục, độ lệch thực tế và màng mỡ. Cách đáng tin cậy để chỉ định khớp nối bánh răng trống là xử lý mô-men xoắn, biên dạng răng, độ khít trục và bảo trì như một logic lựa chọn hoàn chỉnh.

Khớp nối bánh răng trống có tác dụng gì và tại sao răng bọc lại quan trọng

Khớp nối bánh răng trống truyền mô-men xoắn thông qua một bộ răng bên ngoài có hình vương miện trên mỗi trục ăn khớp với các răng bên trong trong ống bọc. Từ trống dùng để chỉ dạng răng cong theo hướng trục. Đường cong đó cho phép trục di chuyển qua một góc lệch nhỏ bên trong ống bọc ngoài mà không dồn toàn bộ tải trọng lên một cạnh của răng.

Các khớp nối bánh răng răng thẳng vẫn được sử dụng khi việc căn chỉnh được kiểm soát chặt chẽ và yêu cầu mất chuyển động ở mức tối thiểu. Trong các bộ truyền động công nghiệp nặng, biên dạng răng trống thường là lựa chọn an toàn hơn vì nó làm tăng phạm vi lệch góc có thể sử dụng được và phân bổ áp lực tiếp xúc dọc theo bề mặt răng rộng hơn. Hầu hết các khớp nối bánh răng trống tiêu chuẩn đều chịu được độ lệch góc khoảng 0,5 đến 1,5 độ, cộng với một lượng dịch chuyển song song và dọc trục hạn chế. Để biết thêm chi tiết về ranh giới giữa các thiết kế, chúng tôi So sánh khớp nối bánh răng thẳng giải thích sự khác biệt thực tế.

Khớp nối bánh răng không loại bỏ được độ lệch; nó điều chỉnh độ lệch bằng cách trượt có kiểm soát giữa các bộ răng. Nếu độ lệch lớn được coi là tình trạng thông thường thì áp suất tiếp xúc và tốc độ mài mòn sẽ tăng lên nhanh chóng. Đó là lý do tại sao hình dạng mão răng, độ vừa vặn của ống bọc và loại bôi trơn không thể tách rời khỏi quyết định lựa chọn.

Chọn theo mô-men xoắn, tốc độ và hình dạng trục

Bắt đầu từ nhiệm vụ, không chỉ từ đường kính trục. Mômen danh nghĩa được truyền bởi bộ truyền động trực tiếp có thể được ước tính là T(Nm)=9550 x P(kW)/n(rpm). Đối với động cơ 200 kW ở tốc độ 980 vòng/phút, đó là khoảng 1950 Nm. Nếu máy được dẫn động có tải sốc, khởi động thường xuyên hoặc chế độ đảo chiều thì nhân giá trị danh nghĩa này với hệ số vận hành. Điểm bắt đầu là 1,75 đối với va chạm vừa phải và 2,5 hoặc cao hơn đối với nhiệm vụ lùi xe nặng. Kích thước khớp nối phải được định mức trên mô-men xoắn điều chỉnh này.

Sau mô-men xoắn, kiểm tra phạm vi lỗ khoan. Khớp nối có thể đáp ứng định mức mô-men xoắn trên giấy tờ và vẫn bị hỏng sớm nếu lỗ khoan ở gần giới hạn tối đa của nó với rãnh then có kích thước nhỏ hoặc nếu khớp nối trục không thể chống lại lực đảo chiều. Đường kính ngoài và chiều dài của trục cũng phải phù hợp với không gian có sẵn xung quanh trục.

Xây dựng danh sách kiểm tra lựa chọn ngắn gọn cho bộ phận thiết kế:

1. Động cơ hoặc công suất động cơ và tốc độ đầy tải.
2. Chu kỳ hoạt động: khởi động liên tục, thường xuyên, đảo chiều hoặc phanh.
3. Đường kính trục, kích thước rãnh then và giới hạn khe hở trục.
4. Không gian dành cho đường kính ngoài của khớp nối và để tháo ống bọc trong quá trình bảo trì.
5. Độ lệch dự kiến ​​do giãn nở nhiệt, lún nền, khe hở vòng bi và tải trọng đường ống.

Đối với bộ truyền động từ động cơ sang hộp số ngang tiêu chuẩn, khớp nối bánh răng trống GICL cơ bản thường là biến thể đầu tiên cần kiểm tra.

Khớp nối bánh răng trống GICL cho bộ truyền động từ động cơ đến hộp số nằm ngang Khớp nối hạng nặng này sử dụng các răng bánh răng có vương miện để xử lý hoạt động ở tốc độ thấp, mô-men xoắn cao đồng thời bù cho độ lệch trục, hướng tâm và góc. Đây là lựa chọn thực tế đầu tiên để đánh giá cấu hình ổ đĩa ngang tiêu chuẩn. Xem sản phẩm →

Bảng hệ số dịch vụ bên dưới là ước tính ban đầu; giá trị cuối cùng phải đến từ phân tích nhiệm vụ và đánh giá của nhà sản xuất khớp nối.

Căn chỉnh cài đặt và ước tính độ lệch hiệu quả

Khớp nối bánh răng tang trống có thể chịu được độ lệch, nhưng tuổi thọ của chúng phụ thuộc vào tần suất trượt của răng và mức độ áp lực được tạo ra tại điểm tiếp xúc. Sai lệch góc tạo ra sự trượt giữa răng bên ngoài và răng bên trong; lệch song song sẽ di chuyển điểm tiếp xúc và tăng thêm tải uốn cho ống bọc.

Trong quá trình lắp đặt mới, hãy đặt các trục càng gần độ thẳng hàng thực càng tốt và sau đó lắp khớp nối. Độ lún của móng, sự tăng nhiệt trong vỏ máy và độ lệch của ổ trục sẽ tiêu tốn một số giá trị cho phép trước khi khớp nối bắt đầu. Để lại một lề chứ không chỉ là số danh mục danh nghĩa.

Khớp nối bánh răng tang trống không phải là khớp nối vạn năng. Nếu thiết kế máy đòi hỏi khớp nối lớn thì khớp nối đa năng chéo hoặc khớp nối màng là loại phù hợp hơn. Khớp nối bánh răng là sự lựa chọn phù hợp khi bộ truyền động cần một kết nối nhỏ gọn, cứng xoắn với phao được kiểm soát và khả năng bôi trơn có thể dự đoán được.

Bôi trơn và bảo trì: nơi khớp nối bánh răng tang trống bị mòn

Bởi vì khớp nối bánh răng trống truyền mô-men xoắn thông qua tiếp xúc răng trượt nên mỡ là một phần của thiết kế. Khoang răng phải được bôi bằng mỡ chịu cực áp để giữ nguyên vị trí trong điều kiện vận hành và duy trì ổn định ở nhiệt độ vận hành dự kiến. Nhiều bộ truyền động tiêu chuẩn sử dụng mỡ NLGI cấp 1,5 hoặc 2 với chất làm đặc tổng hợp hoặc lithium. Những nơi có bụi bẩn, nước bắn tung tóe và nhiệt độ môi trường cao đòi hỏi loại mỡ có khả năng chống nước và bảo vệ EP tốt hơn.

Khoảng thời gian tái bôi trơn phụ thuộc vào tốc độ, nhiệt độ và chu kỳ tải. Khớp nối tốc độ cao có thể cần bôi trơn vài tháng một lần, trong khi bộ phận tải nặng chậm đôi khi có thể chạy lâu hơn, nhưng lịch trình của nhà sản xuất là điểm khởi đầu. Nếu bạn thay đổi loại dầu mỡ, trước tiên hãy lọc sạch dầu mỡ cũ; chất làm đặc không tương thích có thể cứng lại và hạn chế độ hở của răng.

Việc kiểm tra nên bao gồm kiểu mòn ở cả răng bên ngoài và bên trong. Thậm chí mòn theo chiều rộng của răng cũng tốt cho sức khỏe. Độ mòn tập trung ở một cạnh cho thấy độ lệch thực tế cao hơn giá trị thiết kế. Dầu mỡ bị đổi màu hoặc chất dán màu xám kim loại trong khoang răng thường là nguyên nhân dẫn đến tình trạng quá tải, tái bôi trơn không đủ hoặc mất lớp màng dầu mỡ.

Chọn biến thể khớp nối bánh răng trống phù hợp

Thuật ngữ khớp nối bánh răng tang trống bao gồm đầy đủ các loại kết cấu. Các phiên bản tiết kiệm nhất dành cho các bộ truyền động từ động cơ đến hộp số nằm ngang có khả năng tiếp cận thông thường để căn chỉnh và bôi trơn. Khi bộ truyền động bao gồm phanh, trục thẳng đứng hoặc khe hở lớn giữa các máy, biến thể được thiết kế theo mục đích sẽ là lựa chọn tốt hơn so với khớp nối cơ bản được điều chỉnh tại chỗ.

Trên các bộ truyền động tời hoặc tời trong đó phanh tang trống đã là một phần của máy, khớp nối với bánh phanh tích hợp sẽ rút ngắn hệ thống truyền động và giữ cho bề mặt phanh đồng tâm với trục.

Khớp nối WGZ với bánh phanh tích hợp cho máy nâng Với thiết kế bánh răng có vương miện và trống phanh tích hợp, khớp nối này kết hợp truyền mô-men xoắn với phanh trong một bộ phận nhỏ gọn. Nó phù hợp với hệ thống truyền động tời và tời trong đó cụm phanh riêng biệt sẽ làm phức tạp hệ thống truyền động. Xem sản phẩm →

Đối với trục bơm thẳng đứng hoặc trục trộn, hãy kiểm tra thiết kế khớp nối bánh răng tang trống thẳng đứng thay vì giả định rằng bất kỳ khớp nối bánh răng nào cũng có thể được lắp thẳng đứng mà không làm thay đổi khả năng duy trì bôi trơn. Để bảo trì máy bơm, khớp nối miếng đệm cho phép kéo máy bơm về phía sau mà không cần di chuyển động cơ.

Khớp nối bánh răng tang trống trong ứng dụng công nghiệp

Khớp nối bánh răng tang trống xuất hiện ở hầu hết các bộ truyền động trục nặng, nơi cần có kết nối nhỏ gọn, cứng về mặt xoắn. Trong thép và luyện kim, chúng kết nối các giá đỡ bánh răng và bộ truyền động bàn lăn nơi thường có độ rung và mô-men xoắn cực đại. Trong các nhà máy hóa dầu và sản xuất điện, chúng truyền mô-men xoắn qua máy bơm, quạt và máy thổi, nơi sự liên kết có thể thay đổi khi tải trọng đường ống tăng lên. Khi lắp đặt trên biển, dịch vụ dễ dàng và khả năng chống ăn mòn quyết định thiết kế. Trong khai thác mỏ, bụi và nước đóng vai trò quan trọng trong việc bôi trơn kín và bề mặt răng chắc chắn.

Thiết bị nâng là trường hợp đặc biệt vì dẫn động ngắn, lùi và thường kết hợp với thiết bị hãm. Khớp nối bánh răng tang trống xử lý tốt vấn đề này khi biến thể phù hợp với nhiệm vụ của cần trục. Do cần trục có chu kỳ tải cụ thể và hệ số an toàn nên loạt khớp nối trống cần trục có kích thước vừa phải hơn. các Tổng quan về máy nâng và máy xây dựng đưa ra điểm khởi đầu hữu ích cho các ứng dụng này; đối với bộ truyền động cầu trục nhỏ gọn có tùy chọn phanh tích hợp, khớp nối tang trống cạnh đỉnh loại DC là một lựa chọn điển hình.

Khớp nối tang trống DC Crowned-Gear cho hệ thống cẩu cẩu Được thiết kế đặc biệt để ghép các bộ giảm tốc với tang trống trong các ứng dụng nâng, khớp nối này xử lý tải trọng hướng tâm và mô-men xoắn cao bằng ổ trục hình cầu tự điều chỉnh. Đây là sự lựa chọn điển hình cho các bộ truyền động cầu trục nhỏ gọn có các tùy chọn phanh tích hợp. Xem sản phẩm →

Danh sách kiểm tra lựa chọn cuối cùng

Quyết định cuối cùng phải được đưa ra từ bảng định cỡ với dữ liệu về nhiệm vụ thực tế trước mặt bạn. Các lỗi phổ biến là sử dụng đường kính trục làm đầu vào định cỡ duy nhất, bỏ qua các điều kiện mô-men xoắn bị khóa hoặc bị chết máy và mong đợi khả năng lệch trục lớn hơn mức khớp nối có thể mang lại mà không bị mài mòn nhanh.

• Sử dụng mô-men xoắn đã điều chỉnh với hệ số làm việc chính xác.
• Kiểm tra xem đường kính trục và rãnh then có nằm trong phạm vi danh mục không.
• Chọn phương án xây dựng phù hợp với yêu cầu về phanh, miếng đệm, phương thẳng đứng hoặc cần trục.
• Xác định mục tiêu căn chỉnh để cài đặt và tạo bản ghi căn chỉnh cuối cùng.
• Đặt lịch tái bôi trơn và đưa tình trạng răng vào danh sách kiểm tra.

Khớp nối bánh răng tang trống có thể có tuổi thọ lâu dài nếu nó được chọn cho chế độ làm việc thực tế, được bôi trơn như một bộ phận cơ khí chịu tải và được bảo vệ khỏi độ lệch lắp đặt quá mức. Sự kết hợp đó biến một bộ phận tiêu chuẩn thành một bộ phận đáng tin cậy của dây chuyền sản xuất.