Ussülekanne vs kaldülekanne — milline ajamitüüp sobib teie rakendusele?

Mõlemat tüüpi reduktoreid kasutatakse tööstuslikes ajamites kogu maailmas. Vale valimine maksab raha – mitte kohe, vaid kuude kaupa töötades, kuna mootoriarved, ülekuumenemisprobleemid või ebapiisav iselukustuv mehhanism näitavad spetsifikatsiooni ja rakenduse mittevastavust. See juhend annab teile andmed, et saaksite esimesel korral õige valiku teha.

Arutage oma draivi valikut

Vale käigukasti valimise tegelik hind

Incheonis asuv konveiersüsteemide ehitaja valis 40:1 reduktori jaoks kaldhammasratta reduktori peamiselt seetõttu, et hankemeeskond tundis kaldhammasrataste tarnijaid paremini. Kuus kuud pärast paigaldamist tegelesid nad samaaegselt kahe probleemiga: mootor kuumenes, kuna nad ei olnud arvestanud efektiivsuse eelisega, mis õigustas kaldhammasratta valimist sellise suhte juures, ja konveier hiilis mootori väljalülitamisel tahapoole, kuna 40:1 kaldhammasrattad ei lukustu ise. Igale süsteemi ajamile tuli konstrueerida ja paigaldada eraldi elektromagnetiline pidur.

Moraal ei ole selles, et kaldhammasrattad on konveierite jaoks halvad valikud – need on sageli suurepärased valikud. Moraal on see, et valikuprotsess põhines pigem toote tundmisel kui rakenduse konkreetsetel nõuetel. Valiti vale hammasratta tüüp, kuna keegi ei esitanud kolme küsimust, mis määravad õige vastuse: Milline on nõutav ülekandearv? Kas on vaja iselukustuvaid hammasrattaid? Millist võlli paigutust masin vajab? Nendele kolmele küsimusele enne hammasratta tüübi valimist vastamine hoiab ära sellise kalli moderniseerimise, millega see konveieriehitaja silmitsi seisis.

See juhend vastab neile küsimustele süstemaatiliselt, andmete ja konkreetsete stsenaariumide abil, et insenerid saaksid valida järgmiste vahel: ussiülekanne ja spiraalsed hammasrattad. Ussülekandekomplektid Korea Ever-Poweri tooted katavad kogu rakenduste valiku, kus ussiajamid on tehniliselt õige valik.

Silindriline ussiratas

Üks põhimõtteline erinevus, mis selgitab kõike muud

Ussülekande ja kaldhammasülekande erinevus hammaste kokkupuutel ei ole astme küsimus, vaid liigi küsimus. Kaldhammasülekanded edastavad jõudu läbi veerev kontaktHammaste pöörlemisel veerevad hambapinnad üksteise vastu, kusjuures libisemiskiirus hammastiku lähedal on teoreetiliselt null ja suureneb hambatipu ja -juure suunas. Ussülekanded edastavad jõudu läbi libisev kontakt: ussi keermepind libiseb pidevalt üle ratta hambapinna kiirusega 0,5 kuni 15 m/s, olenevalt rakendusest.

See üks mehaaniline erinevus – veeremine vs libisemine – ongi kõigi teiste kahe hammasrattatüübi jõudluserinevuste allikas. Liugkontakt tekitab sama koormuse juures rohkem hõõrdumist kui veeremine → ussülekanded on vähem efektiivsed ja töötavad kuumemalt. Sobimatute materjalide vaheline libisev kontakt põhjustab vähem kulumist kui identsete materjalide vaheline libisemine → ussülekanded vajavad pronksist ratast terasussi vastu, samas kui kaldhammasülekanded võivad kasutada terast terase vastu. Ussvõrgu libiseva kontakti geomeetria loob jõukomponendi, mis takistab tagasipöörlemist → ussülekanded lukustuvad ise sobivate juhtnurkade korral, kaldhammasülekanded mitte. Ükski neist omadustest ei ole konstruktsioonivalikud; need kõik tulenevad fundamentaalsest kontaktmehaanikast.

Tõhusus — numbrid on ausad, mitte turundus

Õigesti konstrueeritud ja määritud ajamis on kaldhammasratta efektiivsus tavaliselt 97–99% reduktsiooniastme kohta. Kaheastmelise kaldhammasratta puhul, mis saavutab 40:1 efektiivsuse, on koguefektiivsus ligikaudu 94–98%. Need arvud peegeldavad veereva kontakti mehaanikat – hõõrdumisele läheb väga vähe energiat kaotsi.

Ussülekande efektiivsus sama 40:1 suhte juures on ligikaudu 72–82%, olenevalt juhtnurgast, pinnaviimistlusest, määrdeainest ja ussimaterjalist. See peegeldab libisevat kontakti – sama geomeetriline põhjus, mis võimaldab iselukustumist, tekitab ka hõõrdekadusid. 15–25 protsendipunkti suurune efektiivsuse erinevus kõlab protsentuaalselt tagasihoidlikult, kuid sellel on pideva tööga rakendustes reaalsed tagajärjed.

Töötatud näide — efektiivsuse maksumus ühe aasta jooksul

Kasutusala: pidev 24-tunnine konveieri ajam, suhe 40:1, mehaanilise võimsuse vajadus 5,5 kW.

■ Spiraalkäigukast efektiivsusega 96%: vajalik mootori sisendvõimsus = 5,5 ÷ 0,96 = 5,73 kW

■ Ussülekandega ajam efektiivsuse juures 78%: vajalik mootori sisendvõimsus = 5,5 ÷ 0,78 = 7,05 kW

Erinevus: pidevalt 1,32 kW lisaenergiatarve

0,10 USD/kWh juures 8000 aastase töötunni jooksul: 1056 USD täiendavat energiakulu aastas sõidu kohta. 20-ajamilise konveierisüsteemi puhul on see 21 120 USD/aastas. Ussülekandesüsteemi käitamine maksab iga aasta rohkem kui keskmise suurusega konveieri käigukast.

See näide on täpselt see, miks pideva koormusega suure võimsusega konveierile ussülekande valimine ainuüksi seetõttu, et see saavutab ühes etapis 40:1, on kulukas viga. Kaheastmeline spiraalkäigukast saavutab 96% efektiivsuse juures 40:1. Teine aste lisab suurust ja kulusid, kuid need kaovad pideva koormusega 5 kW ajamil tavaliselt energiasäästuna 18 kuu jooksul. Ussülekanne on siin õige valik ainult siis, kui kaheastmelise seadme jaoks pole ruumi või kui iselukustuv on energiakuludest olulisem nõue.

Suhtevahemik – kus ussiülekanded võidavad vaidluseta

Üheastmeline kaldhammasrataste paar saavutab praktilise ülekandearvu 3:1 kuni 10:1 mõistliku efektiivsuse ja hambageomeetriaga. Üle 10:1 muutub suure ratta ja väikese hammasratta suuruse mittevastavus ebamugavaks – suur ratas kasvab proportsionaalselt ülekandearvuga, samas kui hammasratas peab jääma piisavalt väikeseks, et tagada piisav hammaste tugevus, muutes käigukasti üha suuremaks ja tasakaalustamatamaks. Kaheastmelised kaldhammasrattad laiendavad praktilist vahemikku 50:1 kuni 100:1, kuid vajavad kahe reduktsiooniastme jaoks piisavalt ruumi.

Üheastmeline ussülekandekomplekt saavutab ühes astmes ülekandearvu 5:1 kuni 300:1 kompaktse täisnurkse paigutusega, mis on ülekandearvust täiesti sõltumatu. 100:1 ussülekandekomplekt hõivab sisuliselt sama palju korpuse mahtu kui 20:1 komplekt samal moodulil – ülekanne muudab ainult ratta hammaste arvu, mitte füüsilist skaalat. Iga rakenduse jaoks, mis nõuab ühes astmes redutseerimist üle 30:1, on ussülekandekomplekt kompaktne lahendus. Üle 60:1 ülekandearvude korral ühes astmes pole ussülekandel peavoolu mehaanilises ajamitehnoloogias praktilist konkurenti.

Nõutav suhe Üheastmeline spiraal Üheastmeline uss Kohtuotsus
3:1 kuni 8:1 Jah — standardne disain Võimalik, aga ebaefektiivne – juhtnurk on järsk Eelistatud on spiraalülekanne, välja arvatud juhul, kui on vaja 90° paigutust
10:1 kuni 20:1 Võimalik — hammasratas muutub väikeseks Jah – tõhus ulatus, iselukustuv käivitub Mõlemad tüübid – oleneb paigutusest ja iselukustuva vajadusest
25:1 kuni 60:1 Nõuab kahte etappi Jah — üheastmeline, kompaktne, iselukustuv ja usaldusväärne Ussülekanne – välja arvatud juhul, kui kõrge energiatõhusus on kriitilise tähtsusega
Üle 60:1 Nõutavad kolm etappi Jah — üheastmeline kuni 300:1 Ussülekanne — praktilist üheastmelist alternatiivi pole

Iselukustuvus – nõue, mis lahendab koheselt paljud valiku vaidlused

Kui rakendus nõuab, et käitatav koormus hoiaks mootori pingestamata jätmisel asendit – ilma eraldi pidurita, ilma mootori hoidevooluta, ilma hammasratta mehhanismita –, on ussi- ja kaldhammasratta vaheline valikuvaidlus sageli kohe läbi. Kalibreeritud hammasrattad ei lukustu ise. Nende veerev kontakt, kõrge efektiivsus ja sümmeetriline hambaprofiil tähendavad, et igasugune väljundvõllile rakendatav pöördemoment ajab käigukasti tagasi mootorisse minimaalse hõõrdetakistusega. Kalibreeritud ajam, mis hoiab koormust paigal, vajab mootori hoidemomenti või eraldi pidurit.

Ühe käivitusega ussiajam ülekandearvudega üle umbes 15:1–20:1 ja sobiva määrimise korral lukustub enamiku tööstuslike töötingimuste korral ise. See omadus sobib otseselt mitmesse rakenduskategooriasse:

Käsitsi tõstukid ja pea kohal tõstmine: Käsiketi vabastamine ei tohi lasta rippuval koormal kontrollimatult langeda. Iselukustuv ussülekanne tagab selle ohutuse ilma täiendava mehaanilise pidurita käsitsi tõsteseadmetel, mille ülekandearv on üle 20:1.

Päikeseenergia jälgimisseadmed: Kui mootor on välja lülitatud (öösel, hoolduse või voolukatkestuse ajal), ei tohi paneelimassiivi tuulekoormus jälgimisseadet kontrollimatusse asendisse pöörata. Iselukustuv süsteem hoiab selle ära ilma mootori hoidevooluta – see on oluline energia- ja ohutuskaalutlus kommunaalteenuste paigaldiste puhul.

Meditsiinilised positsioneerimislauad ja robotühendused: Koormuse asend tuleb säilitada ka toitekao korral, ilma et laud või käsi raskusjõu mõjul langeks. Iselukustuvus tagab selle ohutuse mehaanilise omadusena, sõltumatult juhtimissüsteemi olekust.

Põllumajandusmasinate külvisügavuse ja reavahe reguleerimine: Haakeseadme asend peab vastu pidama põllu vibratsioonile ja pinnase takistuskoormustele ilma akutoitel töötava kontrolleri vooluta. Iselukustuvus tagab asendi säilimise olenemata kontrolleri olekust.

ussiülekande struktuur 2

Korea Ever-Poweri tootmine

ussiülekande töökoda 5 ussiülekande töökoda 6
ussiülekande töökoda 1 ussiülekande töökoda 4

Müra ja vibratsioon – üllatav eelis ussikaajamitele

Insenerid, kes on harjunud pidama ussiülekandeid ebaefektiivseteks ja termiliselt nõudlikeks, on mõnikord üllatunud, kui saavad teada, et need tekitavad sama võimsustaseme juures tavaliselt vähem võrgumüra kui kaldhammasrattad. Põhjus on samas libisevas kontaktis, mis põhjustab efektiivsuse languse: pidev libisemine ussi keerme ja rattahamba vahel hoiab mitu koormust jagavat kontakti aktiivsena iga pöörde vältel, keskmistades ülekandevea, mis tekitab müratippe.

Kaldhammasrattas hõlmab iga hamba haardumine laadimistsüklit – hammas puutub kokku, paindub koormuse all veidi, seejärel vabaneb kokkupuutest ja vetrub tagasi. Isegi hästi valmistatud kaldhammasrattas tekitab see laadimis- ja tühjendustsükkel väikese jõuimpulsi ühendussagedusel, mis levib müra ja vibratsioonina läbi korpuse. Suurtel pöörlemiskiirustel võib see ühendussagedus siseneda kuuldavasse vahemikku ja tekitada iseloomuliku hammasratta vingumist.

Ussülekande võrgustiku müra seevastu iseloomustab üldiselt sujuv sumin, mitte tonaalne vingumine, ning selle amplituud on tavaliselt 3–8 dB madalam kui võrreldaval kaldhammasülekandel, mis on seadistatud sama perifeerse kiirusega. Müratundlikes keskkondades – toiduainete töötlemise alad, büroohoonete HVAC-süsteemid, meditsiiniasutused, tarbeelektroonika – on see akustiline eelis õigustatud valikutegur ussülekande kasuks, olenemata ülekandearvust ja efektiivsuse kaalutlustest.

Šahti paigutus ja pakendamine — 90-kraadine piirang

Mõlemal hammasratta tüübil on eelistatud võllide paigutus, mis tuleneb nende geomeetriast. Spiraalhammasrattad on optimeeritud paralleelsete võllide konfiguratsioonide jaoks – nii sisend- kui ka väljundvõll kulgevad samas suunas, hammasratta sammuraadiuse poolt määratud keskpunkti kaugusel. Ristuvspiraalhammasrattad (90-kraadise nurga all ristuvatel võllidel olevad spiraalhammasrattad) on võimalikud, kuid tekitavad ainult punktkontakti ja on piiratud väikese koormusega rakendustega.

Ussülekanded on spetsiaalselt loodud 90-kraadise võlli ristumise jaoks – see ei ole piirang, vaid geomeetria, mis võimaldab paljude masinakonstruktsioonide nõutavat täisnurkset ajami paigutust. Kui masina paigutus nõuab, et mootor ja väljundvõll töötaksid teineteise suhtes 90-kraadise nurga all, saavutab ussülekanne selle ühes etapis, suure ülekandearvuga, iselukustuva ja kompaktses korpuses. Kaldkäigukast vajab nurga muutmiseks kaldkäigukasti astet ning ülekandearvu jaoks ühte või mitut täiendavat kaldkäigukasti astet – suurem, keerukam ja kallim.

Praktiline tähendus: tööpinkide pöördlaudade ajamites, päikesejälgimisseadmete ajamites, põllumajanduslike tööriistade ajamites, konveieri nurkade ajamites ja mis tahes mehaanilistes süsteemides, kus mootor ja veetav võll peavad olema risti, on ussiülekanne arhitektuuriliselt korrektne viisil, mis kaldhammasrattad lihtsalt ei ole, ilma et see lisaks keerukust.

Kõrvuti võrdlus – 12 tegurit, mis määravad õige valiku

Tegur Ussivarustus Spiraalne käik
Kontakti tüüp Libisev – ussikeere libiseb üle rattahamba Veeremine – hambad veerevad üksteise vastu
Üheastmeline efektiivsus 60–90% (madalam kõrge suhte korral) 95–99%
Üheastmelise ülekandearvu vahemik 5:1 kuni 300:1 3:1 kuni 10:1 (üheastmelise režiimi praktiline piirang)
Iselukustuv Jah — suhtega üle ~15:1 standardse määrimisega Ei — koorma hoidmiseks on vaja välist pidurit
Võlli nurk 90° (standardne) — täisnurkülekanne Paralleelsed võllid — ridaülekanne
Müratase Madal – sujuv sumin, 3–8 dB vaiksem kui samal kiirusel spiraalkiir Mõõdukas – võrgusageduslik toon suurematel kiirustel
Soojuse teke Kõrge – hõõrdekaod muutuvad soojuseks; termiline nimiväärtus piirab sageli võimsust Madal – minimaalne soojuse teke isegi täiskoormusel
Ratta materjal Vajalik on pronks (liugkontakt nõuab erinevaid materjale) Teras terasel on vastuvõetav (veerdekontakt)
Võimsustihedus (kW kg kohta) Alumine — pronksist ratas ja libisemismehaanika piiravad koormust ühiku suuruse kohta Kõrgem — veeremiskontakt ja karastatud teras võimaldavad suuremat koormust
Kompaktne üheastmeline pakend üle 30:1 Jah — ülekandearvu suurendamine lisab ainult rattahambaid, mitte astmeid Ei — kõrge suhte saavutamiseks on vaja mitut etappi
Tagasilöögi reguleerimise võimalus Jah — dupleks-uss võimaldab lõtku taastada ilma asendamiseta Piiratud – nõuab laagrite reguleerimist või kiile
Parim pideva töörežiimi rakendus Suure ülekandearvuga täisnurksed ajamid; vajalik iselukustuv; müratundlik Suure tõhususega pidevajamid; paralleelvõll; suur võimsustihedus

Seitse reaalset stsenaariumi – igaühe kohta selge otsus

1. stsenaarium — CNC neljanda telje pöördlaud

Nõuded: suhe 40:1, täisnurkne paigutus, täpsus DIN6–DIN7, iselukustuv asendi hoidmiseks väljalülitatud olekus, kompaktne pakend pöördlaua korpuses

Kohtuotsus: ussiülekanne. Täisnurkse paigutuse, üheastmelise suure ülekandearvu, iselukustuva asendi hoidmise ja kompaktse pakendi kombinatsiooni ei saa sama ümbrikuga saavutada kaldhammasrattaga. Kaheastmeline kaldhammasratas võiks küll selle ülekandearvu saavutada, kuid see nõuaks eraldi pidurit ja ei mahuks pöördlaua korpusesse ilma ulatusliku ümberprojekteerimiseta. Ussülekande efektiivsuse kadu 40:1 juures (tüüpilisel laua servomootoril umbes 5–8 vatti) on konstruktsiooni lihtsusega võrreldes tähtsusetu.

2. stsenaarium – 18,5 kW pidev paberimasina rulliajam

Nõuded: ülekandearv 15:1, paralleelsete võllide paigutus, 18,5 kW pidevvõimsus, ööpäevaringne töö, maksimaalne energiatõhusus, iselukustuva seadme puudumine

Kohtuotsus: spiraalülekanne. 15:1 ülekandearvu ja 18,5 kW pideva võimsuse korral paralleelsel võllil tarbiks ussülekanne umbes 3,7 kW rohkem energiat võrreldes efektiivse 98% kaldhammasülekandega (uss 80% efektiivsusega = 4,6 kW kadu vs 0,37 kW kadu kaldhammasülekande puhul). Üle 8000 aastas töötunni hinnaga 0,10 USD/kWh on see 3328 USD välditavate energiakulude näol aastas – ja termiliselt koormatud käigukast, mis vajab rohkem jahutust. Ussülekandel pole siin konstruktsioonieelist. Kasutage kaldhammasülekannet.

Stsenaarium 3 – päikesejälgija asimuudi ajam

Nõuded: suhe 80:1, täisnurkne paigutus, iselukustuv tuulekoormuse talumiseks väljalülitatud mootori korral, 25-aastane kasutusiga välistingimustes

Kohtuotsus: ussiülekanne. Ainus teostatav lahendus on üheastmeline 80:1 ussiülekanne kompaktses täisnurkses korpuses, millel on kontrollitud iselukustuvus kohapealsete temperatuuride äärmustes. Kaldkäiguga alternatiiv 80:1 nõuaks kolme astet, eraldi pidurisüsteemi tuulekoormuse hoidmiseks ja keerukamat korpust – kõik see 5–10% parema efektiivsuse saavutamiseks ajamil, mis töötab väga väikese võimsusega (0,2–2 kW tüüpiliselt jälgimisseadme rea puhul). Efektiivsuse lisatasu ei ole lisandväärtust ja -kulusid väärt.

Stsenaarium 4 – elektriauto abimootori ajam

Nõuded: ülekandearv 8:1, eelistatud paralleelvõll, maksimaalne efektiivsus (aku töömahu mõju), suur tsüklite arv, 15-aastane autotööstuse kasutusiga

Kohtuotsus: spiraalülekanne. Akuga elektrilistes rakendustes on iga jõuülekande efektiivsuse protsent otseselt seotud sõiduki läbisõiduga. Ussülekanne suhtega 8:1 saavutab ligikaudu 88–92% efektiivsuse – see on juba madalam kui kaldhammasülekande 97–99% efektiivsus. Abimootori puhul, mille tippvõimsus on 3 kW, tähendab see 7–10% efektiivsuse erinevus pikemat aku tühjenemist igal töötsüklil. Just sel põhjusel domineerivad elektriautode abiajami disainis kaldhammasülekanded.

Stsenaarium 5 – käsitsi kett-tõstuk, kandevõime 1 tonn

Nõuded: Ülekandearv 30:1, kompaktne korpus, iselukustuv, et vältida koorma kukkumist, kui operaator keti vabastab, täisnurga all olev keti sisend vertikaalse tõsteväljundi suunas.

Kohtuotsus: ussiülekanne. Manuaalse tõstuki disain on üks vanimaid ja enim valideeritud ussülekande rakendusi. Iselukustuvus suhtega 30:1 on usaldusväärne ja täidab peamist koormust hoidvat ohutusfunktsiooni. Üheastmeline 30:1 kaljuhammasratas on mehaaniliselt ebapraktiline ning hammasratta või pidurimehhanismi lisamine mitmeastmelisele kaljuhammasrattale suurendab kulusid, kaalu ja võimalikke rikkeid. Usstõstuk on olnud standardkonstruktsioon juba üle sajandi, kuna rakenduse nõuded vastavad täpselt ussülekande omadustele.

Stsenaarium 6 – täppispakendimasina etteandeajam

Nõuded: ülekandearv 20:1, eelistatavalt paralleelvõll, väike lõtk, sagedased käivitus-seiskamistsüklid kiirusega 60 tsüklit minutis, mõõdukas võimsus 1,5 kW, müratundlik tootmispind

Kohtuotsus: Sõltub paigutuspiirangust. 20:1 võimsuse ja 1,5 kW sagedase käivitamise ja seiskamise korral võib ussülekande iselukustuv mehhanism sujuvat käivitamist ja seiskamist takistada, kui aeglustuse ajal inertsiaalenergia regenereerimine peab toimuma käigukasti kaudu. 20:1 võimsusega spiraalplanetaarülekanne on saadaval, tõhus ja käsitleb regeneratiivenergiat korralikult. Kui aga masina paigutus nõuab täisnurkset paigutust, jääb ussülekanne kompaktseks üheastmeliseks lahenduseks – 1,5 kW võimsuse juures on efektiivsuse erinevus tüüpiliste Korea tööstuselektrihindade juures ligikaudu 60–90 USD/aastas, millega enamik süsteemiprojekteerijaid paigutuse lihtsuse tõttu nõustuks.

Stsenaarium 7 – Meditsiinilise patsiendi positsioneerimislaua tõstukiajam

Nõuded: suhe 50:1, täisnurkne paigutus, iselukustuv, peab voolukatkestuse korral patsiendi raskust hoidma, roostevaba teras puhasruumi sobivuse tagamiseks, väga vaikne töö

Kohtuotsus: Ussülekanne — tungivalt eelistatud. See on juhtum, kus neli ussiülekande omadust ühtivad samaaegselt rakendusega: kõrge ülekandearv (50:1) üheastmelises käigukastis, täisnurkne võlli paigutus kolonni ajami geomeetria jaoks, iselukustuv ohutuskriitilise funktsioonina patsiendi kaitsmiseks, roostevaba terase kättesaadavus hügieeniliste keskkondade jaoks ja madal müratase meditsiiniasutuse keskkonnas. Ükski kaldhammasülekande alternatiiv ei vasta kõigile neljale nõudele samaaegselt võrreldavas pakendis. SS316 ussiülekanded elektrolihvitud hambakülgedega DIN7 standardi järgi sobivad otse selle rakenduse jaoks.

ussiülekande rakendus 5

Kui rakenduse analüüs viitab ussülekandele, toodab Korea Ever-Power täielikku valikut M1-st M12-ni standard- ja kohandatud konfiguratsioonides. Täielike suletud ajamite puhul ussiülekande reduktorid on saadaval suletud paigaldusvalmis üksustena, millel on sama sisemine ussiülekande täpsus. Paljaste ülekandekomponentide puhul on täis ussiülekande tootevalik hõlmab kõiki standardseid mooduleid ja materjale.

ussiülekandega seotud toode

Korduma kippuvad küsimused

Kas ussülekandega ajamit saab kasutada suure võimsusega rakendustes, näiteks 22 kW ja rohkem?
Jah, aga suure võimsuse juures saab piiravaks teguriks soojuslik nimivõimsus. 22 kW sisendvõimsusel ussülekande puhul efektiivsusega 75% tekib korpuse sees pidevalt 5,5 kW soojust. Sellel võimsustasemel kuumeneb standardse loomuliku jahutusega ussülekande korpus pideval töötamisel üle. Lahenduste hulka kuuluvad: sundjahutus (ventilaator korpusel), soojusvaheti (õlijahuti), suurema pindalaga ülisuur korpus või – kui konstruktsioon lubab – üleminek kaheastmelisele kaldkäigukastile suurema osa ülekandearvu jaoks ja ühe ussiastme lisamine ainult iselukustuva funktsiooni jaoks. Võimsustel üle 15 kW pideva töö korral saab kaldkäigukasti efektiivsuse eelisest selge majanduslik argument, välja arvatud juhul, kui ussülekande spetsiifilised omadused (iselukustuv, ülekandearvu vahemik, võlli paigutus) on rakenduse jaoks olulised.
Kas kaldhammasratas lukustub ise mingil juhul?
Põhimõtteliselt võib äärmuslike keerdnurkade all olev ristuv kaldhammasratas saavutada iselukustuvaid tingimusi, kuid see ei ole praktiline projekteerimise alus. Suur kaldenurk, mis on vajalik märkimisväärse hõõrdumise tekitamiseks hambumiskontaktis, annab hammaskontaktis esineva tugeva libisemise tõttu väga madala efektiivsuse ja lühikese kasutuseaga hammasrattakomplekti. Inseneripraktikas ei ole kaldhammasrattaid kunagi iselukustuvate rakenduste jaoks ette nähtud – ussülekannet kasutatakse siis, kui on vaja iselukustuvat lahendust. Kombineeritud lahendus (kaldhammasratas efektiivsuse tagamiseks, ussülekanne iselukustuvaks) eraldi etappides on mõnedes spetsialiseeritud ajamis samuti väljakujunenud projekteerimismuster.
Kas ussiülekannete müraeelis on reaalses rakenduses mõõdetav?
Jah, ja erinevust saab mõõta standardsete mürataseme mõõturitega kontrollitud tingimustes. Toiduainete töötlemise tehases võrreldes ussülekande ja kaldhammasülekandega samaväärsetel konveierilindi ajamitel olid helirõhutasemed käigukastist 1 meetri kaugusel ussülekande puhul sama töökiiruse ja koormuse juures tavaliselt 3–6 dB madalamad. Subjektiivne tajumise erinevus on märkimisväärne – 3 dB vastab akustilise võimsuse ligikaudu poole võrra vähendamisele. Keskkondades, kus tootmispõranda müra on reguleeritud (paljud ELi ja Korea töökoha müra käsitlevad direktiivid), võib 3–6 dB vähenemine olla määravaks teguriks vastavuse ja parandusnõude täitmise vahel.
Miks vajab ussiülekanne pronksist ratast, aga spiraalülekanne kasutab terast terase peal?
Ussülekandekomplekti erinevate materjalide nõue tuleneb libiseva kontaktmehaanikast. Ussivõrgus on ussi keerme ja ratta hambapinna vaheline suhteline kiirus pidev ja märkimisväärne – 0,5–15 m/s, olenevalt konstruktsioonist. Kui mõlemad pinnad oleksid karastatud terasest, põhjustaks see pidev suure kiirusega libisemine adhesiivkulumist (hõõrdumist või söövitamist) – pinnad keevituvad kontaktrõhu all hetkeks kokku ja seejärel rebenevad libisemise jätkudes lahti, tekitades abrasiivseid kulumisosakesi, mis kiirendavad purunemist eksponentsiaalselt. Tinapronks hoiab selle ära triboloogilise mehhanismi abil: pronkspind moodustab töötamise ajal kõvemale terasest ussikeermele iseenesest uueneva ülekandekihi, mis toimib kokkupuutel tahke määrdeainena. Spiraalülekanded töötavad peamiselt veereva kontakti kaudu, kus suhteline libisemiskiirus on madal ja hetkeline – terase-terase veerev kontakt ei tekita nii tugevat adhesiivkulumist kui terase-terase libisev kontakt.
Kuidas ma saan oma olemasoleva paralleelvõllidega kaldhammasülekande ussiülekandeks ümber ehitada, kui mul on vaja lisada iselukustuv?
On kaks levinud lähenemisviisi. Esiteks, lisada ussülekandeaste viimase reduktorina enne väljundvõlli, säilitades olemasolevad kaldülekandeastmed nende efektiivsuse tõttu primaarreduktoris. See hübriidlähenemine kasutab kaldülekandeid seal, kus nende efektiivsus on väärtuslik (kiire kiirus, madala ülekandearvuga astmed), ja ussiastet seal, kus on vaja iselukustuvaid hammasrattaid (lõplik väljundaste madalal kiirusel). Ussülekandeaste lisab mõningast efektiivsuskadu ainult väljundastmel, mis minimeerib energiakulu. Teiseks, kui kogu ülekandearv on saavutatav ussülekandeastmes, asendada täielik kaldülekandega käigukast sama ülekandearvuga ussülekande reduktoriga. See lihtsustab ajamit efektiivsuse arvelt. Õige valik sõltub võimsustasemest – väikese võimsuse korral (alla 3 kW) on täielik asendamine tavaliselt kulutõhusam. Suure võimsuse korral säilitab hübriidlähenemine suurema efektiivsuse.

Kas vajate abi oma rakenduse jaoks õige draivitüübi valimisel?

Saatke meile oma vajalik ülekandearv, võimsustase, võlli paigutus ja kas iselukustuv käigukast on kohustuslik. Kinnitame, kas ussikäigukast on õige valik, ja anname ühe tööpäeva jooksul soovituse koos hinnakirjaga.

Toimetaja: Cxm