Червячни зъбни предавки за Опаковъчни машини — Надеждност, индексиране и цената на грешките

Правилно специфициран комплект червячна предавка при стандартен режим на работа на опаковъчна машина (умерен въртящ момент, 2-3 смени/ден, уплътнение IP65, не-EP смазка) би трябвало да осигури 3–5 години експлоатация, преди да се наложи смяна на колелото. Ако сменяте на всеки 6 месеца, почти сигурно е налице един от четири проблема: (1) нарушение на диференциала на твърдост — твърдостта на вала е под спецификацията, обикновено причинено от вал C45, който е специфициран като 40Cr; проверете твърдостта на вала с преносим тестер по Rockwell; (2) EP смазка, замърсяваща маслото — проверете за зелен оттенък и отлагания на меден сулфид в източеното масло; (3) замърсяване от вода за промиване поради неадекватно уплътнение — проверете за бял млечен вид в маслото (замърсяване с вода); (4) работа над номиналния въртящ момент поради засядане в процеса или неправилно предавателно число за действителното натоварване. Източете маслото и проверете при следващата повреда за характерния модел на повреда (абразивна, корозивна или ожулване), за да идентифицирате първопричината.

Увеличаването на скоростта на двигателя с 25% увеличава скоростта на червячния вал с 25%, което повишава скоростта на плъзгане в зацепването с 25%. Това има два ефекта: (1) ефективността може леко да се подобри (по-висока скорост на плъзгане → по-добро хидродинамично смазване → по-нисък коефициент на триене); и (2) по-важното е, че средноквадратичният въртящ момент на червячното колело се увеличава, ако натоварването на задвижвания опаковъчен механизъм не намалява пропорционално. Ако въртящият момент на опаковъчния механизъм е постоянен (напр. пълнеща карусел), червячното колело сега изпитва 25% повече цикли на натоварване за единица време — това намалява експлоатационния живот с приблизително 40% (експлоатационният живот е обратно пропорционален приблизително на куба на честотата на циклите за високоциклова умора). Преди да увеличите скоростта, проверете текущия клас на работа на зъбните колела и честотата на циклите спрямо новата работна точка. Ако зъбните колела в момента работят с 60–70% от номиналния си въртящ момент, може да се постигне увеличение на скоростта с 25%. Ако работите над 80% от номиналния въртящ момент, е препоръчително да надстроите модула.

IP65 е абсолютният минимум — това покрива водни струи с ниско налягане от всяка посока, което е подходящо за стандартни почистващи маркучи на нормално разстояние. За опаковъчни машини, използващи почистване под високо налягане или почистване с пара, IP67 е правилната минимална спецификация. За среди за опаковане на храни с отворени смеси (млечни продукти, месо), където тялото на машината редовно се подлага на пълно почистване, еквивалентно на потапяне, с горещ препарат и дезинфектант, се изисква IP69K. Обърнете внимание, че IP рейтингът е спецификация на корпуса, а не спецификация на зъбното колело — самият червячен зъбен вал (вал, колело, шпонка) трябва да е съвместим със смазката и околната среда, но IP рейтингът се постига чрез дизайна на корпуса, уплътнението и вентилационния отвор. Korea Ever-Power може да потвърди кои спецификации на зъбното колело и уплътненията (уплътнения NBR или FKM, вид смазка) са съвместими с необходимия IP рейтинг на корпуса.

Два подхода: (1) Единично предавателно число с регулиране на скоростта на VFD — едно предавателно число, настроено на число между 80 и 60 об/мин еквивалент, като скоростта на двигателя се регулира от VFD за всеки продукт. Това работи, ако диапазонът на скоростта на VFD не сваля червячния вал под минималната скорост на плъзгане за адекватно смазване (обикновено се избягват обороти на червячния вал под 300–400 об/мин). (2) Две взаимозаменяеми червячни колела — различен брой зъби за всяко число, един и същ корпус. Това е подходът на смяна на формата и осигурява точни предавателни числа в оптимални работни точки на двигателя. Вторият подход е за предпочитане, ако работната точка на двигателя е от значение (енергийна ефективност, резервен въртящ момент) или ако ограниченията на честотния диапазон на VFD ограничават подхода (1). Korea Ever-Power може да произведе и двата варианта на брой зъби на колелата с една и съща спецификация за отвор, главина и ширина на челото за взаимозаменяем монтаж в един и същ корпус.

На 200 мм от оста на червячното колело, линейната точност от ±0,5 мм съответства на ъглова точност от ±0,143° на вала. За двупосочен подход (апликаторът на етикети осцилира), хлабината трябва да бъде по-малка от тази стойност — на практика ≤ 0,1° (приблизително 0,08 мм при червячно колело с радиус на стъпка 50 мм) с резерв. Стандартна червячна предавка с точност по DIN8–DIN9 и хлабина от 0,05–0,10 мм е на или близо до тази спецификация — приемлива, ако е нова, но е вероятно да надвиши спецификацията в рамките на 12 месеца от производството. За надеждна точност от ±0,5 мм през целия експлоатационен живот на машината, посочете дуплексна червячна предавка с точност по DIN7 и първоначална почти нулева хлабина. Дуплексната предавка позволява периодично повторно калибриране, тъй като износването увеличава хлабината, възстановявайки точността на поставяне на етикетите без подмяна на зъбния комплект.

Започнете с измервания: диаметър на отвора (измерен с вътрешен микрометър до толеранс H7), размери на шпонковия канал (ширина и дълбочина съгласно DIN 6885A), брой зъби на колелото (пребройте ги) и стъпка на червячния вал (измерете стъпка на една резба × брой навивания или помолете Korea Ever-Power да извърши обратно инженерство от размерите на вала). Модулът обикновено може да се определи от броя на зъбите на колелото и диаметъра на стъпката (диаметър на стъпката = модул × брой зъби). От модула и броя на зъбите можете да определите разстоянието между центровете. С тези параметри Korea Ever-Power може да идентифицира съответната стандартна спецификация или да потвърди персонализирана спецификация, ако зъбното колело е било нестандартно. Донесете стария комплект зъбни колела на проверка (или изпратете снимки + измервания) и ние ще идентифицираме спецификацията и ще потвърдим наличността. Документацията от комплекта за замяна ще предостави спецификацията на материала, която липсваше при първоначалната покупка.

Сертифицирано по NSF H1 синтетично PAO трансмисионно масло с клас ISO VG, подходящ за работната температура на вашия корпус (вижте Ръководството за смазване за избор на вискозитет по температура). Смазочните материали NSF H1 са формулирани за случаен контакт с храни - те са одобрени за употреба, когато малки количества могат да влязат в контакт с хранителни продукти. Не използвайте смазочни материали NSF H2 (само за повърхности, които не са в контакт с храни) във всяка зона, където е възможен контакт с продукта. За опаковъчни машини, работещи в HACCP Зона 2 (зона на пръски, както би се отнасяло за задвижване близо до бензиностанция), NSF H1 е задължителен. За Зона 3 (чиста околна зона, без път на контакт с продукта) е приемливо стандартно минерално масло без EP или PAO. Спецификацията на смазочното масло NSF H1 е документирана в пакета с документация за доставка на хранителни продукти на Korea Ever-Power за червячни зъбни колела SS316 и се предлага като допълнителен документационен елемент за стандартни комплекти от легирана стомана, поръчани за приложения в опаковки в близост до храни.

Червячните зъбни колела са по своята същност по-тихи от цилиндричните зъбни колела, но могат да генерират значителен шум при определени условия. Основни мерки за намаляване на шума: (1) Проверете модела на контакт — точково контактно зацепване от несъответстващ профил на режещия инструмент произвежда значително повече шум от зацепването, отколкото модел на линеен контакт ≥70%; поискайте снимка на модела на контакт от резервния комплект зъбни колела, за да потвърдите, че това е отстранено; (2) Проверете вискозитета на смазочния материал — маслото, което е твърде рядко (или защото е посочен грешен клас, или температурата на корпуса е твърде висока), произвежда повече шум от граничен контакт; потвърдете класа на маслото спрямо температурата на корпуса; (3) Проверете за хлабав монтаж — корпусът на червячно зъбно колело, който не е напълно затегнат към монтажната си повърхност, действа като радиатор на шум, усилвайки шума от зацепването през конструкцията; (4) За приложения с много ниско натоварване (задвижвания за етикетиране, индексатори с малък формат), помислете за червячни колела от найлон (PA66) — те намаляват шума от зацепването с 8–12 dB(A) за сметка на намален въртящ момент.