Hộp giảm tốc trục song song: Nguyên lý làm việc, lựa chọn và kết hợp nhiệm vụ

Hộp giảm tốc trục song song là hộp số truyền công suất giữa hai trục nằm trên trục song song, làm giảm tốc độ động cơ và nhân mô men xoắn trong quá trình đó. Nếu một máy được dẫn động cần tỷ lệ nằm trong khoảng từ 1,25:1 đến 200:1, hiệu suất trên 95% và một bộ phận có thể được bảo dưỡng mà không cần tháo dỡ toàn bộ hệ thống truyền động thì cách bố trí này thường là câu trả lời tiết kiệm nhất. Nó không còn là câu trả lời đúng khi mật độ mô-men xoắn trong một không gian hạn chế hoặc cách bố trí trục góc vuông trở thành hạn chế quyết định.

Phần tiếp theo bao gồm hình học, các lựa chọn bề mặt răng để thiết lập khả năng chịu tải thực, kiểm tra lựa chọn để ngăn ngừa hư hỏng sớm và cách so sánh thiết kế với các giải pháp thay thế hành tinh và sâu trong dịch vụ công nghiệp thông thường.

Điều gì xác định bộ giảm tốc trục song song

Đặc điểm xác định là hình học chứ không phải loại bánh răng: trục đầu vào và đầu ra chạy song song với nhau nhưng được bù bằng khoảng cách tâm cố định và mỗi giai đoạn giảm tốc chỉ đơn giản là một cặp bánh răng được mang trên các trục song song đó.

Sự sắp xếp đó tạo ra một vỏ dài và tương đối thấp, thường được chia theo chiều ngang dọc theo đường tâm trục, giúp cho việc kiểm tra và thay thế vòng bi trở nên đơn giản. Đặc điểm thực tế trông như thế này:

• Tỷ lệ giai đoạn khoảng 3:1 đến 8:1 trên mỗi cặp xoắn ốc; ba giai đoạn đạt 200:1 và hơn thế nữa.
• Bánh răng xoắn ốc là tiêu chuẩn cho các tải trọng nhẹ vì sự tiếp xúc của các răng chồng lên nhau sẽ làm lan truyền tải trọng và giảm tiếng ồn; bánh răng thúc đẩy vẫn phổ biến ở chế độ làm việc chậm, đảo chiều.
• Các tùy chọn đầu ra bao gồm trục đặc có chốt, trục rỗng có đĩa co và lắp mặt bích hoặc chân đế.
• Đầu vào có thể được ghép trực tiếp với động cơ, được trang bị ròng rọc đai hoặc được cung cấp dưới dạng động cơ giảm tốc với động cơ được gắn mặt bích vào vỏ.
• Hiệu suất cao và độ trượt thực tế bằng 0, do đó tốc độ đầu ra theo dõi tốc độ đầu vào một cách chính xác, điều này rất quan trọng đối với nhiệm vụ đo sáng và lập chỉ mục.

Đường dẫn quyền lực hoạt động như thế nào và tổn thất xuất hiện ở đâu

Mỗi giai đoạn chuyển đổi tốc độ thành mô-men xoắn với mức tổn thất khoảng 1 đến 2 phần trăm, do đó, hiệu suất tổng thể của bộ giảm tốc trục song song được quyết định chủ yếu bởi số lượng giai đoạn mà nó chứa thay vì bất kỳ chi tiết sản xuất đơn lẻ nào.

Đơn vị hai giai đoạn thường đạt khoảng 97%, đơn vị ba giai đoạn thường đạt khoảng 95 đến 96%. Tổn thất chia thành ba khu vực: ăn khớp răng, ma sát ổ trục và khuấy dầu. Khuấy là một trong những thường bị bỏ qua nhất. Hộp số được bôi trơn bằng tia nước quá đầy có thể đẩy nhiệt độ bể chứa vượt quá 90 độ C ngay cả khi định mức cơ học không ở gần giới hạn của nó và dẫn đến sự xuống cấp của dầu sẽ rút ngắn tuổi thọ ổ trục rất lâu trước khi các bánh răng bị mòn.

Đây là lý do tại sao công suất nhiệt phải được kiểm tra cùng với công suất cơ. Ở tốc độ đầu vào cao hoặc khi thiết bị đặt trong vỏ nóng không có luồng không khí, định mức nhiệt có thể là hạn chế ràng buộc chứ không phải là mô-men xoắn.

Tùy chọn bề mặt răng và khả năng chịu tải

Độ cứng của răng quyết định lượng mô-men xoắn mà một khoảng cách trung tâm nhất định có thể mang theo và nó thúc đẩy giá thành cao hơn bất kỳ lựa chọn thông số kỹ thuật đơn lẻ nào khác.

Răng cứng và mài không tự động là lựa chọn tốt hơn. Chúng có giá cao hơn trên mỗi đơn vị và ở mức công suất thấp với nhiệm vụ nhẹ nhàng, công suất bổ sung chỉ cần thanh toán và không bao giờ được sử dụng. Sai lầm ngược lại còn đắt hơn: việc chỉ định bộ phận răng mềm cho băng tải bắt đầu tải đầy ba lần một giờ thường kết thúc bằng hiện tượng rỗ trong năm đầu tiên.

Các bộ phận hình trụ cứng và vừa cứng của chúng tôi tuân theo cùng các quy ước về vỏ và lắp đặt, do đó, kích thước khung thường có thể được nâng cấp trên cùng một diện tích nếu nhiệm vụ tăng lên.

Bộ giảm tốc bánh răng trụ bề mặt răng cứng Đối với các bộ truyền động công nghiệp tải nặng, bộ giảm tốc nhỏ gọn này cung cấp bánh răng được mài cứng, khả năng chịu tải cao và các tính năng bảo vệ cho các điều kiện vận hành đòi hỏi khắt khe. Xem sản phẩm →

Kết hợp bộ giảm tốc với nhiệm vụ thực tế

Việc lựa chọn nên bắt đầu từ đường cong mô-men xoắn của máy được dẫn động chứ không phải từ bảng tên động cơ, bởi vì mô-men xoắn khởi động, mô-men xoắn ngắt quãng và quá tải nhất thời mới là những yếu tố thực sự kích thước hộp số.

Hãy giải quyết những điểm này trước khi ấn định kích thước khung hình:

1. Hệ số sử dụng: khoảng 1,0 đối với tải đồng đều, 1,25 đối với va đập vừa phải, 1,5 hoặc cao hơn đối với va đập nặng và khởi động thường xuyên.
2. Mô-men xoắn cực đại bao gồm cả điều kiện khởi động và dừng máy, không chỉ mô-men xoắn đang chạy.
3. Tốc độ đầu ra cần thiết và dung sai của nó; lỗi tốc độ một hoặc hai phần trăm có thể làm đảo lộn quá trình đo hoặc định lượng.
4. Tải trọng hướng tâm và hướng trục tác dụng lên trục đầu ra bằng ròng rọc, đĩa xích hoặc khớp nối.
5. Chu kỳ hoạt động tính bằng giờ mỗi ngày, số lần bắt đầu mỗi giờ và liệu bộ truyền động có đảo ngược hay không.
6. Nhiệt độ môi trường xung quanh, độ cao và không khí làm mát có sẵn xung quanh nhà ở.
7. Hướng lắp đặt vì mức dầu và vị trí ống thông hơi thay đổi theo.
8. Phụ cấp phản ứng dữ dội nếu thiết bị được dẫn động có yêu cầu về định vị.
9. Đánh giá nhiệt so với công suất hấp thụ thực tế ở điều kiện tại chỗ.

Các thiết bị trong loại này có sẵn với nhiều kích thước và tỷ lệ khung hình khác nhau, giúp cho việc hoán đổi tương tự trở nên thực tế khi ổ đĩa hiện có đang được xếp hạng lại.

Bộ giảm tốc bánh răng hình trụ bề mặt răng có độ cứng trung bình Một bộ giảm tốc hình trụ tiết kiệm chi phí dành cho tải vừa phải, với bánh răng bằng thép hợp kim được tôi nguội, lắp theo mô-đun và các tùy chọn khung và tỷ lệ rộng để đánh giá lại các bộ truyền động hiện có. Xem sản phẩm →

Trục song song so với bố trí hành tinh và giun

Các bộ trục song song giành được hiệu quả và chi phí mua hàng ở tỷ lệ vừa phải, các bộ phận hành tinh giành được nhờ mật độ mô-men xoắn và việc lắp đồng trục, còn các bộ trục sâu giành được nhờ tỷ lệ trên mỗi giai đoạn và khi giữ tải mà không cần phanh.

Khoảng cách hiệu quả rất dễ bị đánh giá thấp. Trên một động cơ 75 kW chạy 6.000 giờ một năm, sự khác biệt giữa 96% và 70% là hàng chục nghìn kilowatt giờ mỗi năm, thường lớn hơn chênh lệch giá trong vòng vài năm. Nếu bạn muốn có bức tranh rộng hơn trước khi cam kết, hướng dẫn này sẽ giúp bạn hộp giảm tốc công nghiệp hoạt động như thế nào bao gồm các nguyên tắc cơ bản của mỗi gia đình.

Trong trường hợp máy được dẫn động cần quay 90 độ, bộ phận vát góc vuông thường được ưu tiên hơn là lắp thêm hộp số chuyển số riêng, vì mỗi bộ phận bổ sung sẽ làm tăng thêm chi phí, công việc căn chỉnh và một điểm bôi trơn khác.

Nơi các bộ giảm tốc trục song song kiếm được tiền

Chúng xuất hiện ở bất cứ nơi nào máy được dẫn động chạy liên tục ở công suất vừa phải đến cao và bộ truyền động có chỗ cho hộp số thẳng hàng.

• Băng tải đai và xích trong khai thác mỏ, cảng và xử lý hàng rời.
• Máy nghiền bi và que, trong đó mô-men xoắn cao và tốc độ ổn định quan trọng hơn độ nén.
• Cơ chế di chuyển của cần trục, tời và hành trình dài.
• Máy trộn, máy khuấy và máy làm đặc có mô-men xoắn khởi động cao.
• Thiết bị phụ trợ máy cán, máy thu hồi xe xếp và thiết bị xuyên ống.
• Máy đùn, máy bơm và quạt trong nhà máy chế biến.

Xử lý số lượng lớn là mục đích sử dụng lớn nhất và cũng là nhiệm vụ trừng phạt việc lựa chọn kích thước nhỏ hơn một cách rõ ràng nhất, bởi vì một băng tải bị kẹt và khởi động lại khi đầy tải sẽ áp dụng mô-men xoắn sốc vượt xa con số hoạt động của nó.

Băng tải giảm tốc cho hệ thống băng tải đai Một bộ truyền động băng tải chắc chắn với bánh răng cứng có mô-men xoắn cao, mức bảo vệ theo tiêu chuẩn IP65 và tấm chắn sau tùy chọn, phù hợp để xử lý vật liệu khối lượng lớn liên tục trong điều kiện bụi và va đập. Xem sản phẩm →

Cài đặt và bảo trì ngăn ngừa lỗi sớm

Hầu hết các hỏng hóc sớm của hộp số đều liên quan đến việc căn chỉnh, bôi trơn hoặc thông hơi hơn là do bản thân các răng bánh răng.

• Kiểm tra căn chỉnh trục bằng đồng hồ quay số hoặc công cụ laser; Sai số góc vài phần trăm milimet là đủ để chịu tải không đều trong nhiều tháng.
• Giữ độ căng của dây đai và xích trong giới hạn của nhà sản xuất, vì lực căng quá mức sẽ tải trực tiếp lên ổ trục đầu ra.
• Sử dụng cấp độ nhớt được chỉ định cho nhiệt độ môi trường thực tế và không bao giờ đổ đầy vượt quá vạch kính quan sát.
• Xả và nạp lại sau 300 đến 500 giờ chạy đầu tiên, sau đó thực hiện khoảng thời gian 5.000 đến 8.000 giờ với việc lấy mẫu dầu ở mỗi lần bảo dưỡng thứ hai.
• Xác nhận nút thông hơi và mức dầu được định vị theo hướng lắp; một đơn vị được xoay từ ngang sang dọc mà không hoán đổi chúng sẽ bị rò rỉ hoặc chết đói.
• Ghi lại tiếng ồn và độ rung khi vận hành để có thể so sánh các xu hướng sau này với đường cơ sở.

Đối với các thiết bị được bảo quản, hãy đổ đầy dầu, xoay trục bằng tay hàng tháng và giữ kín ống thở cho đến khi lắp đặt. Một hộp số đặt ngoài trời trong một năm với lỗ thông hơi mở sẽ tích tụ hơi nước rất lâu trước khi nó thu tải.

Câu hỏi thường gặp

Bộ giảm tốc trục song song một cấp có thể đạt được tỷ lệ nào?

Trong thực tế, tỷ lệ 3:1 đến 8:1 với bánh răng xoắn ốc. Có thể có tỷ lệ một giai đoạn cao hơn nhưng bánh răng trở nên nhỏ và vỏ phát triển, vì vậy hai giai đoạn thường rẻ hơn và bền hơn.

Bộ giảm tốc trục song song có thể được gắn theo chiều dọc?

Có, nhưng vị trí mức dầu, ống thông hơi và ống xả phải được thay đổi cho phù hợp với hướng. Không được phép xoay thiết bị được thiết lập để lắp ngang mà không xác nhận việc bố trí bôi trơn.

Bánh răng xoắn có luôn tốt hơn bánh răng trụ không?

Bánh răng xoắn ốc chạy êm hơn và chịu nhiều tải hơn trên mỗi đơn vị chiều rộng vì tiếp xúc diễn ra từ từ. Bánh răng trụ có chi phí thấp hơn, không tạo ra lực đẩy dọc trục và vẫn là sự lựa chọn hợp lý cho nhiệm vụ chậm, đảo chiều hoặc công suất thấp.

Tại sao hộp số của tôi chạy nóng hơn dự kiến?

Thường đổ đầy quá mức, độ nhớt của dầu không chính xác, ống thông hơi bị tắc, tình trạng quá tải kéo dài hoặc chuyển động không khí xung quanh vỏ không đủ. Trước tiên hãy kiểm tra mức dầu, sau đó kiểm tra mức nhiệt so với công suất hấp thụ thực tế.

Bộ giảm tốc trục song song có giữ tải mà không cần phanh không?

Nói chung là không. Với bánh răng xoắn hoặc bánh răng trụ, hiệu suất quá cao để tự khóa, do đó cần có phanh giữ hoặc phanh sau cho băng tải nghiêng và tời.

Hộp giảm tốc trục song song là một cỗ máy đơn giản yêu cầu thông số kỹ thuật cẩn thận hơn là lắp đặt thông minh. Có được hệ số bảo trì, độ cứng của răng và định mức nhiệt phù hợp, giữ cho dầu sạch và các trục thẳng hàng, và một thiết bị được lựa chọn tốt sẽ hoạt động trong một thập kỷ trở lên mà không cần thay dầu định kỳ. Bắt đầu với mô-men xoắn và chu kỳ làm việc của máy được dẫn động, sau đó xác nhận kích thước khung theo cả giới hạn cơ học và nhiệt trước khi đặt hàng.