Защо „Имам нужда от червячна предавка“ никога не е достатъчно
Всяко запитване за червячна предавка, което пристига в Korea Ever-Power, е последвано от един и същ набор от въпроси. Не защото отговорите са трудни, а защото повечето запитвания ги пропускат. Липсващите параметри забавят офертата с едно двупосочно пътуване за всяка пропуск. Спецификация с потвърдени всички 10 параметъра получава оферта в рамките на един работен ден. Спецификация с три параметъра може да изисква седмица на размяна на уточнения, преди спецификацията да е достатъчно солидна, за да се определи цена – и тази седмица често е в критичния етап на програмата за разработване на машини.
10-те параметъра не са произволни. Те следват логическа последователност: всеки един ограничава наличните опции за следващия. Започнете с предавателното число и можете да определите броя на пусканията. Броят на пусканията определя ефективността, която влияе върху бюджета на въртящия момент. Въртящият момент определя модула. Модулът и предавателното число заедно определят междуосното разстояние. Междуосното разстояние е това, което корпусът трябва да побере. Всичко произтича от първия параметър: необходимото предавателно число. Правилното подреждане предотвратява най-често срещаната грешка в спецификацията — избор на модул и след това откриване, че той противоречи на наличното пространство в корпуса.
10-те параметъра по ред:
- Предавателно число i
- Стартов брой z1
- Модул m
- Изходен въртящ момент T2
- Централно разстояние a
- Пасване на отвора и вала
- Шпонков канал
- Материал и клас на работа
- Клас на прецизност
- Пакет документи
10-те параметъра на спецификацията — какво изисква всеки от тях и защо
01
Предавателно число i = n₁ ÷ n₂
Започнете със скоростта на двигателя (n₁) и необходимата скорост на изходния вал (n₂). Предавателното число i = n₁ ÷ n₂ е основният входен параметр за проектиране - всичко останало следва от него. 4-полюсен двигател с 1450 об/мин, задвижващ вал, който трябва да се върти с 29 об/мин, изисква i = 50:1. Винаги първо изчислявайте точното необходимо предавателно число, след което изберете най-близкото стандартно каталожно предавателно число или задайте персонализирано предавателно число. Стандартните предавателни числа (10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100:1) може да не съответстват точно на вашите изисквания. Нестандартните предавателни числа са налични при полу-персонализирана спецификация ниво 3 без нови инструменти. Предавателното число също определя дали е постижимо самоблокиране: при високи предавателни числа (≥ 30:1 с едноходов червяк) самоблокирането обикновено е постижимо; при ниски предавателни числа изисква проверка.
02
Стартов брой z1 (1, 2 или 4)
Броят на стартиранията определя едновременно две свойства: способност за самозаключване и ефективност. Еднократно стартиране (z1=1): малък ъгъл на водеща част → самозаключване при най-много съотношения → ефективност 50–75%. Двойно стартиране (z1=2): ефективността се подобрява до 72–82% → гранично самозаключване. Четирикратно стартиране (z1=4): ефективност 83–90% → самозаключването е непостижимо. Посочете z1=1, когато е необходимо задържане на товара (безопасно самозаключване) — за наклонени конвейери, телфери и коботни съединения. Проверете самозаключването при максимална работна температура, а не при околна: коефициентът на триене намалява с температурата, което потенциално елиминира самозаключването в задвижване, което се самозаключва при 20°C, но не и при температура на корпуса 70°C.
03
Модул m (от въртящия момент, а не от предавателното число)
Модулът се избира от необходимия изходен въртящ момент, а не от съотношението. Връзката въртящ момент-модул за колело от калаен бронз: T₂_rated ≈ 0.9 × m³ × z₂ × 120 MPa (приблизително за ZCuSn10Pb1 при умерена скорост). За необходимо T₂ от 300 Nm при 50:1 (z₂=50): m³ ≥ 300 / (0.9 × 50 × 0.12) → m³ ≥ 55.6 → m ≥ 3.82 → изберете M4. Стандартни модули: M1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10. Нестандартните модули (M3.5, M4.5, M7) изискват персонализирано оборудване от ниво 4. Винаги избирайте една стандартна стъпка на модула над минималната изчислена стойност, за да осигурите марж на коефициента на обслужване.
04
Изходен въртящ момент T₂ (натоварване × сервизен коефициент)
Изчислен въртящ момент от приложението: T₂ = F × r за линейни механизми (F = сила на натоварване, r = рамо на момента) или T₂ = P/ω за ротационни механизми. Приложете коефициент на обслужване: 1,0–1,25 за плавно постоянно натоварване (вентилатори, помпи); 1,5 за умерени удари (конвейери, стартиращи под товар); 2,0–2,5 за силни удари (обработка на материали с потенциални засядания, висок цикъл на стартиране-спиране). Проектният въртящ момент T₂_design = T₂_load × SF. Въртящ момент на двигателя на изходния вал ≠ проектен въртящ момент: T₂_motor = T_motor × i × η — намаляването на ефективността означава, че двигателят трябва да осигурява по-голям входен въртящ момент от въртящия момент на натоварване, разделен на съотношението.
05
Централно разстояние a (изведено, не избрано)
След като модулът, броят на зъбите и броят на зъбите са фиксирани, се определя междуосното разстояние: a = m(q + z₂)/2, където q е коефициентът на диаметъра (обикновено 8–16, често избиран като q=12 или q=10). За M4, q=12, z₂=50: a = 4(12+50)/2 = 124 мм. Междуосното разстояние не е свободна променлива. Корпусът на машината трябва да отговаря на изчисленото междуосно разстояние в рамките на изисквания толеранс за класа на точност (обикновено ±0,10 мм за стандартни, ±0,05 мм за прецизни задвижвания). Проектирането или изборът на корпус следва от междуосното разстояние — не проектирайте първо корпуса и не монтирайте зъбния комплект към него.
06
Диаметър на отвора и пасване на вала
Отворът е произведен с толеранс H7 (стандартна основа за отвор). Тип на сглобяване на вала: H7/k6 — преходно сглобяване, свалящо се за поддръжка; H7/n6 — леко натягане, стандартен постоянен монтаж за средно натоварване; H7/p6 — средно натягане, приложения за тежки ударни натоварвания (изисква хидравлична преса или нагряване за сглобяване). Нестандартни диаметри на отворите (всякаква стойност, не само стъпки по каталог) се предлагат като поръчкови от ниво 2 с време за изпълнение от 2 до 4 седмици и без разходи за инструменти. Посочете изрично диаметъра на отвора до 0,1 мм и вида на сглобяването. Двойните червячни валове (с регулируем хлабина) изискват различно сглобяване на вала — H7/g6 хлабина, за да се позволи аксиално регулиране.
07
Размери на шпонковия канал
Размерите на шпонковия канал следват DIN 6885A като функция от диаметъра на отвора. Отвор 30 мм: шпонка 8×7 мм (8 ширина × 7 височина). Отвор 50 мм: шпонка 14×9 мм. Посочете: (1) стандарт за шпонков канал (DIN 6885A метричен стандарт), (2) толеранс на ширината на шпонковия канал (JS9 за нормален хлабина; P9 за шпонково сглобяване с натягане), (3) дали е необходим отвор за фиксиращ винт. Ако не е необходим шпонков канал, посочете това изрично — без инструкции, шпонков канал ще бъде обработен машинно за всички отвори над 10 мм стандартно. Ако са необходими два шпонкови канала (на 90° разстояние за балансиране или резервиране), това трябва да бъде посочено при поръчка.
08
Материал и клас на работа
Материалът на вала определя твърдостта и закаляемостта; материалът на колелото определя устойчивостта на износване и якостта. Това е двойка - правилната комбинация зависи от класа на работа и околната среда. D1 лека: C45 индукционно закалена + ZCuSn10Pb1. D2 средна: 40Cr закалена докрай + ZCuSn10Pb1. D3 тежка: SCM415 цементирана + ZCuAl10Fe3. Хранително-вкусова промишленост/морско производство: SS316 + SS316 или SS316 + ZCuSn10Pb1. Посочването само на класа на вала („Трябва ми вал 40Cr“) е недостатъчно - трябва да се посочи и сплавта на колелото. Вал 40Cr спрямо колело ZCuAl10Fe3 има недостатъчна разлика в твърдостта при някои условия; вижте ръководство за избор на материали за правилата за сдвояване.
09
Клас на прецизност (DIN 5–12)
Класът на точност по DIN определя допустимото отклонение на стъпката, отклонението на профила, грешката в стъпката и дебелината на зъба. DIN 12: търговски (само с фрезоване, общопромишлено); DIN 9–10: стандартен промишлен (фрезеровано + възможно шлифоване с допир); DIN 7–8: прецизен (резбово шлифоване); DIN 5–6: високопрецизен (шлифован и прилагозан, за роботизирани и позициониращи задвижвания). Всяка стъпка на по-плътно рязане приблизително удвоява производствените разходи. Посочете минималния клас, необходим за вашето приложение. Прекомерното определяне на DIN 6 за задвижване на складов конвейер добавя разходи без оперативна полза; недостатъчното определяне на DIN 9 за индексиращ робот води до грешки в позиционирането. Посочете необходимия клас на точност заедно с типа приложение, за да може Korea Ever-Power да потвърди, че спецификацията е подходяща.
10
Пакет с документи
Нивото на документация трябва да съответства на изискванията на вашата система за качество. Стандартна доставка: сертификат за материал (проследим номер на нагряване) + доклад за размерна проверка с CMM. Хранителна / HACCP: добавете доклад за грапавост на повърхността (измерване на Ra) + потвърждение за съвместимост с NSF H1 смазочни материали + декларация за HACCP зона. Морска / офшорна: добавете 500h сертификат за изпитване в солен спрей ASTM B117. Медицинско изделие (ISO 13485): добавете препратка към биосъвместимост ISO 10993-1 + запис за термична обработка + сертификат за изпитване във мелница. OEM производител на автомобилна техника (PPAP): посочете ниво 1, 2 или 3 на PPAP. Изискванията за документация не винаги могат да бъдат изпълнени със задна дата от изпратена поръчка — посочете ги при поръчката и Korea Ever-Power ще потвърди наличността преди да приеме поръчката.
Разработен пример: От двигател + товар до пълна спецификация
Приложение: наклонен лентов транспортьор, складов разпределителен център. Двигател 4-полюсен 1450 об/мин, 3 kW. Диаметър на задвижващия барабан 200 мм (необходима мощност: 38,2 об/мин). Наклон 15°, маса на товара 600 кг. Стандартна индустриална вътрешна среда.
Натрупване на параметри
① Съотношение
1450 ÷ 38,2 = 37,96 → стандарт 40:1 (изход 36,25 об/мин — приемливо ±5%)
② Старт на броенето
Наклонът изисква задържане на товара → z1 = 1 (проверете самозаключването при температура на корпуса 65°C)
③ Въртящ момент
F = 600 × 9,81 × sin15° + 0,15 × 600 × 9,81 × cos15 ° ≈ 2368 N; T2 = 2368 × 0,10 = 237 Nm; SF=1,5 → T_design = 355 Nm
④ Модул
м³ ≥ 355 / (0,9 × 40 × 0,12) = 82,2 → м ≥ 4,34 → Модул М5 (м³=125)
⑤ Междуцентрово разстояние
а = 5(12+40)/2 = 130 мм
⑥ Отвор
Диаметър на вала 35 мм, средно натоварване, без удар → ⌀35 мм H7/n6
⑦ Шпонков канал
35 мм отвор → 10×8 мм DIN 6885A
⑧ Материал
D2 среден, без шок → 40Cr вал (50–56 HRC) + колело ZCuSn10Pb1
⑨ Прецизност
Складов конвейер → ДИН 8
⑩ Документация
Стандартен индустриален → Сертификат за материал + доклад за CMM
От спецификация до завършен комплект зъбни колела
Контролен списък със спецификации за печат
Korea Ever-Power — Контролен списък за запитвания относно червячна предавка (изпратете на
[email protected])
Скорост на двигателя (обороти в минута)
Необходима изходна скорост (обороти в минута)
Предавателно число i (изчислено)
Брой на стартираните двигатели z1 (необходимо ли е самозаключване?)
Необходим изходен въртящ момент (Nm)
Приложен е коефициент на обслужване
Проектен въртящ момент T_design (Nm)
Модул m — или потвърдете от въртящия момент
Междуосово разстояние a (мм)
Диаметър на отвора (мм)
Тип на прилягане на вала (H7/k6 / n6 / p6)
Шпонков канал (DIN 6885A ширина×височина или няма)
Материал + твърдост на червячния вал
Сплав от червячно колело
Клас на работа D1–D4
Клас на прецизност (DIN 5–12)
Изисква се IP рейтинг
Работен температурен диапазон (°C)
Специална среда
Изисква се стандарт за документация