Šnekový prevod Efektívnosť — Prečo je rozsah 40–90% a ktoré premenné ovládate

Áno, ale toto zlepšenie je užitočnejšie pre tepelný manažment ako pre zvýšenie účinnosti. Syntetický olej PAO zvyčajne znižuje koeficient trenia o 10 – 201 TP3T v porovnaní s minerálnym olejom s ekvivalentnou viskozitou za rovnakých podmienok. Pre pohon pracujúci s účinnosťou 651 TP3T s minerálnym olejom by rovnaký pohon so syntetickým olejom PAO dosiahol približne 68 – 711 TP3T – čo je významné zlepšenie tepelného zaťaženia (zhruba o 10 – 151 TP3T menej tepla). Väčšou výhodou PAO v závitovkovom pohone je jeho oveľa lepšia charakteristika viskozity a teploty (index viskozity > 150 oproti ~ 95 pre minerálny olej), čo znamená, že pohon si udržiava primeranú hrúbku mazacieho filmu v širšom teplotnom rozsahu.

Obrázok 40–90% pokrýva celý rozsah konfigurácií závitovkových prevodov od jednochodých, s prevodovým pomerom 80:1, nízkou rýchlosťou (blízko 40%) až po štvorchodé, s prevodovým pomerom 10:1 a vysokou klznou rýchlosťou so syntetickým olejom (blízko 90%). Pre typický priemyselný pohon – jednochodý, s prevodovým pomerom 30:1 až 60:1, vstupnými otáčkami 1450 ot./min, štandardným minerálnym olejom – sa účinnosť pohybuje v rozmedzí 55–72% v závislosti od prevodového pomeru a prevádzkovej teploty. Vypočítajte si svoj konkrétny prípad pomocou vzorca η = tan λ / tan(λ + ρ') s uhlom nábehu pre vašu geometriu a odhadovaným koeficientom trenia z tabuľky klzných rýchlostí.

Postupný nárast teploty v priebehu rokov je takmer vždy spôsobený zvyšujúcim sa trením v zábere z drsnosti povrchu spôsobenej opotrebovaním, nie zásadnou zmenou účinnosti. S opotrebovaním závitu závitovky a zubov kolesa sa pôvodná brúsená povrchová úprava (Ra 0,4 – 0,8 µm) degraduje na drsnejší opotrebovaný povrch. To zvyšuje trenie v medznej vrstve, posúva prevádzkový bod smerom k nižšej účinnosti a generuje viac tepla. Výmena závitovkového prevodu obnovuje pôvodnú povrchovú úpravu a účinnosť. Ak je nárast teploty stabilný počas 3 – 5 rokov, výmena prevodu je pravdepodobne načase.

Áno. Pri účinnosti nad približne 85 – 871 TP3T (dosiahnuteľnej so štvorchodovým závitovkovým prevodom pri pomere 10:1 – 15:1 so syntetickým olejom) si ďalšie zlepšenie účinnosti vyžaduje úplné opustenie architektúry závitovkového prevodu. Praktický rozsah optimalizácie závitovkového prevodu je 551 TP3T až 851 TP3T. Pod 551 TP3T problémy s tepelným riadením spôsobujú, že pohon je nespoľahlivý pre nepretržitú prevádzku bez dodatočného chladenia. Nad 851 TP3T je viacchodové koleso veľké a drahé a pomer je dostatočne nízky, takže špirálové alternatívy môžu byť nákladovo efektívnejšie.

Účinnosť závitovkového prevodu sa vo všeobecnosti znižuje pri znížených otáčkach. Nižšie otáčky hriadeľa znamenajú nižšiu rýchlosť kĺzania v zábere, čo znamená, že pohon pracuje v režime hraničného alebo zmiešaného mazania, a nie v účinnejšom hydrodynamickom režime pri menovitých otáčkach. Pohon, ktorý dosahuje účinnosť 68% pri menovitých otáčkach 1450 ot./min, môže s rovnakým mazivom dosiahnuť iba 55 – 60% pri 700 ot./min a 45 – 50% pri 200 ot./min. Pri závitovkových pohonoch riadených meničom frekvencie, ktoré často pracujú pri znížených otáčkach, sa musí táto strata účinnosti – a zodpovedajúce zvýšenie tvorby tepla – zohľadniť v tepelnom výpočte.

Áno, výrazne. Vzorec pre spätný smer (koleso poháňa závitovku spätným chodom) je η_spätný = tan(λ − ρ') / tan λ. Keď λ ρ' (bez samosvornosti), účinnosť spätného pohonu je nižšia ako účinnosť dopredného pohonu. Pohon s účinnosťou dopredného pohonu 70% bude mať za rovnakých podmienok účinnosť spätného pohonu približne 40 – 50%. Pre aplikácie s rekuperačným zaťažením sú závitovkové pohony nevhodnými kandidátmi, pretože účinnosť spätného pohonu je príliš nízka na efektívne spätné získavanie energie.

Viac, ako väčšina inžinierov očakáva: približne 3 – 8 percentuálnych bodov. Závitovkové koleso odvalované s nesprávnym profilom frézy vytvára bodový kontakt, a nie čiarový kontakt v oblasti záberu. Koncentrované zaťaženie v kontaktnom bode zabraňuje vzniku hydrodynamického olejového filmu po celej šírke čelnej plochy, čím udržiava pohon v režime hraničného mazania aj pri rýchlostiach, pri ktorých by mal pracovať v režime zmiešaného filmu. To je dôvod, prečo spoločnosť Korea Ever-Power dodáva fotografie kontaktných vzorov s presnými závitovkovými kolesami – zdokumentovaný kontakt so šírkou čelnej plochy ≥70% potvrdzuje, že záber bude fungovať tak, ako predpovedá výpočet účinnosti.

Menia sa tri veci. Po prvé, počet zubov kolesa sa zdvojnásobí (zo z2 = i na z2 = 2i), čím sa koleso fyzicky zväčší – zväčší sa priemer rozstupu kolesa, čo si vyžaduje väčšie puzdro. Po druhé, môže sa stratiť alebo znížiť samosvorné správanie: vyšší uhol stúpania dvojchodového závitovníka nemusí spĺňať podmienku samosvornosti pri prevádzkových mazacích a teplotných podmienkach – ak je potrebné udržať zaťaženie, pred prepnutím skontrolujte výpočet samosvornosti. Po tretie, požiadavka na presnosť rozstupu závitov závitovníka sa stáva kritickejšou – dvojchodový závitovník s nerovnakými rozstupmi závitov vytvára striedavé impulzy zaťaženia, keď sa dva závity postupne dostávajú do záberu, čo sa prejavuje ako vibrácie a hluk.