Ako sa navrhujú a vyrábajú prevodovky na mieru od konceptu až po dodanie

Výrobca mixéra oslovil SGR so špecifikáciou, ktorú nedokázal splniť žiadny katalógový reduktor: výstupný krútiaci moment 12 000 Nm, výstupná rýchlosť 43 otáčok za minútu a vertikálna príruba vo vnútri tesného obalu. Pohon, ktorý nakoniec prešiel ich kolaudačným testom, nebol štandardnou prevodovkou s upravenými rozmermi. Bola skonštruovaná od prevádzkového profilu smerom von s použitím rovnakého disciplinovaného procesu, ktorý platí pre akúkoľvek vlastnú prevodovku.

Zákazková prevodovka sa líši od upraveného štandardného reduktora jedným zásadným spôsobom: sledovateľnosťou. Geometria zubov, kvalita materiálu, cyklus tepelného spracovania, tolerancie obrábania a skúšobné postupy, to všetko vyplýva z písomnej prevádzkovej špecifikácie. Nič sa nepredpokladá. Tento článok vysvetľuje, ako tento proces funguje v praxi, od prvého konštrukčného výpočtu až po záverečnú záťažovú skúšku.

Fáza návrhu: Od profilu prevádzky po geometriu ozubených kolies

Projekt vlastnej prevodovky začína zberom údajov, nie prácou CAD. Výrobca potrebuje vstupné otáčky a výkon motora, požadovanú výstupnú rýchlosť alebo redukčný pomer, menovitý a špičkový krútiaci moment, pracovný cyklus, orientáciu montáže, okolité podmienky, limity hluku a očakávanú životnosť. Pozorný inžinier požaduje viac ako len hodnotenie na štítku. Ak stroj pri štartovaní alebo cúvaní pôsobí nárazmi, prevodovka ich musí absorbovať. Ak beží 24 hodín denne, tepelné hodnotenie sa stáva obmedzením. V tabuľke nižšie sú uvedené minimálne vstupy do návrhu a to, čo každý z nich ovplyvňuje.

Každý vstup mení dizajn. Špičkové zaťaženie vo výške trojnásobku menovitého krútiaceho momentu núti opakovať výpočty namáhania päty zuba a životnosti ložiska pri vyššej hodnote. Vertikálna montáž mení, ako sa olej dostane k hornému ložisku a či je potrebný samostatný mazací systém. Okolitá teplota 45 °C môže vyžadovať väčší kryt alebo chladiaci ventilátor. Keď tieto parametre chýbajú, inžinier buď urobí predpoklady, alebo odmietne citovať. Oboje je lepšie ako hádať.

Výber architektúry prenosu

Po odsúhlasení pracovného profilu inžinier vyberie usporiadanie ozubenia. Rozhodnutie závisí od redukčného pomeru, hustoty krútiaceho momentu, dostupného priestoru a smeru výstupnej osi. Väčšinu zákazkovej práce pokrývajú tri architektúry.

Planétové prevodovky poskytujú vysoký krútiaci moment v koaxiálnom kompaktnom balení. Pretože zaťaženie je rozdelené medzi niekoľko planétových kolies, každý zub nesie menšie namáhanie ako v ekvivalentnej konštrukcii s paralelným hriadeľom. Aplikácie, ktoré vyžadujú trvalý vysoký krútiaci moment pri nízkych otáčkach, často vyžadujú a planétová prevodovka s vysokým krútiacim momentom s tvrdenými a brúsenými prevodmi a skriňou dimenzovanou na špičkové zaťaženie.

Vlastný planétový reduktor s výrobcami s vysokým krútiacim momentom, spoločnosť Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd je čínsky planetárny reduktor s výrobcami s vysokým krútiacim momentom, OEM / ODM planetárny prevod Red... Zobraziť produkt →

Šnekové prevodovky s dvojitým plášťom sú obvyklou voľbou, keď sa výstupný hriadeľ musí otočiť o 90 stupňov od osi motora a zaťaženie zahŕňa otrasy alebo vibrácie. Konkávny povrch šneku sa obopína okolo šnekového kolesa a vytvára tak väčšiu kontaktnú plochu ako valcový šnek. V prevádzke mixéra, kde sa lopatky miešadla stretávajú s meniacim sa odporom kvapaliny, a závitovková prevodovka s dvojitým plášťom pre aplikácie mixérov absorbuje tieto variácie a zároveň udržuje disk kompaktný.

Vlastná aplikácia šnekovej prevodovky s dvojitou obálkou pre výrobcov mixérov, Compa Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd je čínska aplikácia s dvojitou obálkou šnekovej prevodovky pre výrobcov mixérov, OEM / ODM Doubl... Zobraziť produkt →

Pre prevody presahujúce praktický rozsah jedného stupňa alebo keď je potrebný veľký prevod aj pravouhlý výstup, inžinieri kombinujú planetárny stupeň s toroidným závitovkovým stupňom v jednom kryte. Planetárny stupeň poskytuje pomer; šnekový stupeň preorientuje výstupnú os.

Výpočet súpravy prevodov

Podrobný výpočet stupňa fixuje počet zubov, modul, uhol skrutkovice, stredovú vzdialenosť, šírku čela a rozsah vôle. Nosnosť sa kontroluje na ohyb zubov a trvanlivosť povrchu pomocou hodnotiacich metód, ako sú ISO 6336 a AGMA 2001, s prevádzkovým faktorom aplikovaným na pracovný cyklus a rázové zaťaženie. Tento krok určuje, či zvolená architektúra dokáže splniť požadovanú životnosť – zvyčajne 20 000 až 50 000 hodín pre priemyselné zariadenia – bez prekročenia limitu.

Výber materiálu a tepelné spracovanie

O výkone ozubených kolies rozhoduje metalurgia rovnako ako geometria. Planétové a valcové prevody sú zvyčajne vyrobené z cementovanej legovanej ocele. Polotovary sú nauhličené na hĺbku puzdra približne 0,8 až 1,2 mm, vytvrdené na 58 až 62 HRC na boku a potom brúsené na konečnú geometriu. Tvrdé puzdro poskytuje odolnosť proti opotrebovaniu; húževnaté jadro dáva pevnosť v ohybe. Preskočenie alebo nesprávne ovládanie ktoréhokoľvek z týchto krokov vedie k skorému vzniku jamiek alebo zlomenine zuba.

Šnekové prevodovky s dvojitým plášťom používajú iný pár materiálov. Závitovka je cementovaná a brúsená, zatiaľ čo šnekové koleso je opracované z bronzovej zliatiny. Bronz toleruje klzný kontakt, ktorý je vlastný šnekovým pohonom a zapúšťa malé častice bez poškodenia šneku. Pri zákazkovej práci by mal byť s prevodovkou dodaný materiálový certifikát a záznamy o tepelnom spracovaní, aby si kupujúci mohol overiť, či bol skutočne použitý špecifikovaný druh a spracovanie.

Obrábanie a presné brúsenie

Zákazková výroba prevodoviek kombinuje všeobecné obrábanie so špecializovanou výrobou ozubených kolies. Puzdrá sú frézované a vyvŕtané na CNC strojoch. Polotovary ozubených kolies sú sústružené a zuby sú rezané odvalovaním alebo tvarovaním. Po tepelnom spracovaní sú presné ozubené kolesá profilovo brúsené na CNC ozubených brúskach, aby sa korigovalo skreslenie spôsobené kalením. Kompletná sekvencia – od rezania cez brúsenie až po konečnú kontrolu – je uvedená v našom staršom článku o tajomstvá výroby prevodoviek .

Tolerancie oddeľujú zákazkovú prevodovku od komoditného reduktora. Štandardné priemyselné prevody sa často vyrábajú v kvalite DIN 7 alebo 8. Zákazková nízkohlučná prevodovka je zvyčajne brúsená v kvalite DIN 5 alebo lepšej, s užším rozstupom a limitmi odchýlok profilu. Polohy vývrtu puzdra sú držané v rozmedzí niekoľkých mikrónov, pretože nesúososť priamo znižuje životnosť ložiska a zvyšuje hluk.

Toroidné povrchy červov s dvojitým obalom potrebujú špeciálny proces brúsenia; bežná brúska na ozubenie nemôže vytvoriť taký zakrivený profil. Stroj, ktorý vykonáva túto prácu, musí byť taký presný ako diel, ktorý vyrába. Spoločnosť SGR vyvinula štvorosovú brúsku s komplexnými kontúrami pre profily toroidných závitoviek a na kontrolu výsledku používa špeciálny nástroj na meranie závitoviek. Táto kombinácia vlastných nástrojov a zákazkovej kontroly umožňuje výrobu opakovateľných závitoviek s dvojitým obalom.

Montáž a overenie výkonu

Montáž je miesto, kde sa konštrukčný zámer stretáva s obrábanými dielmi. Ložiská sú predpäté na stanovený rozsah, vôľa je nastavená na dohodnutú hodnotu a je skontrolovaná vzorka kontaktu zubov. Tesnenia a mazacie dráhy sa overujú podľa montážnej orientácie. Keď zákazník špecifikuje konfiguráciu motora s prevodovkou, ako napr planétová prevodovka pre prevodové motory , príruba motora a vstupný otvor sú merané podľa výkresu, takže motor sedí bez úpravy poľa.

Vlastná planétová prevodovka pre výrobcov prevodových motorov, spoločnosť Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd je čínska planétová prevodovka pre výrobcov prevodových motorov, OEM / ODM planétová prevodovka pre Ge... Zobraziť produkt →

Po zložení prevodovka beží na skúšobnej stolici. Renomovaný výrobca meria pri zaťažení:

• Účinnosť pri menovitom krútiacom momente a otáčkach
• Nárast teploty počas definovanej doby chodu
• Hladina hluku pri menovitej rýchlosti
• Rýchlosť vibrácií na kryte
• Únik oleja a správanie tesnenia

Meracie zariadenie je rozdiel medzi kontrolou prevodovky a jej preukázaním. Súradnicový merací stroj overuje geometriu skrine a ozubeného kolesa; systém testovania výkonu a účinnosti prevodovky overuje zmontovanú jednotku pri zaťažení; testovacie zariadenie back-to-back môže spustiť jednotku v oboch smeroch. V prípade regulovaných odvetví môže certifikáciu vyžadovať celý reťazec. SGR prešla požiadavkami ruského námorného registra lodnej dopravy na svoje reduktory, čo si vyžaduje dokumentovaný materiál a skúšobné postupy. Praktická stránka tejto témy je vysvetlená v našom sprievodcovi ako si vybrať správnu prevodovku pre váš projekt .

Ako ohodnotiť výrobcu vlastnej prevodovky

Pretože zákazková prevodovka nesie so sebou dlhú životnosť, schopnosti výrobcu si zaslúžia rovnakú kontrolu ako dizajn prevodovky. Štyri kontroly oddeľujú schopných dodávateľov od predajcov a ľahkých montážnych dielní.

Po prvé, inžinierska hĺbka. Vyhľadajte tím dizajnérov, ktorý sa pýta na služobný profil pred uvedením cenovej ponuky. Odkaz na výpočty podľa ISO 6336 a ochota diskutovať o analýze zubného kontaktu sú znakmi toho, že projekt vedie inžinierstvo, nie predajný list.

Po druhé, vnútropodniková výroba. Rezanie a brúsenie ozubených kolies by malo prebiehať vo vlastnom závode dodávateľa s CNC obrábacími strojmi a brúskami ozubených kolies na podlahe. Výrobca, ktorý outsourcuje každý krok obrábania, nemôže kontrolovať tolerancie ani dodacie lehoty.

Po tretie, kontrola a testovanie. Závod by mal vlastniť svoje meracie prístroje a testovacie systémy. Ak sa meranie vykonáva externe, spätná väzba, ktorá zlepšuje kvalitu, sa preruší.

Po štvrté, skúsenosti s aplikáciou. Požiadajte o referenčné inštalácie v podobných strojoch a o zdokumentované poznatky získané z týchto projektov. A dodávateľ prevodoviek na mieru s desaťročnými skúsenosťami s dizajnom a výrobou bez váhania vymenuje kritické detaily.

Vlastný proces prevodovky nie je záhadou, ale je neúprosný ku skratkám. Poctivo definujte pracovný profil, overte výpočet, kontrolujte materiál a tepelné spracovanie, zmerajte prevody a otestujte zostavenú jednotku pri zaťažení. Keď sa všetkých päť krokov vezme vážne, vlastná prevodovka sa stane jednou z najspoľahlivejších častí stroja, ktorý poháňa.