Сервис-фактор мотор-редуктора – статьи компании «Приводная Техника», Москва

От правильности выбора мотор-редуктора зависит не только его долговечность и надежность, но и работоспособность всей системы, в которую устанавливается привод. При выборе мотор-редуктора по зарубежной методике, мы неизбежно сталкиваемся с так называемым коэффициентом эксплуатации, или сервис-фактором (FS), который учитывает режим эксплуатации мотор-редуктора. Значения сервис-фактора получены эмпирическим путем на основе опыта эксплуатации и систематизации данных. FS – учитывает режим работы как электродвигателя, так и редуктора, и, таким образом, является комплексным показателем, характеризующим работу мотор-редуктора, как единой системы.

Для определения требуемого сервис-фактора (FS) необходимо знать: характер нагрузки; продолжительность работы привода в сутки; число включений в час. Продолжительность работы в сутки и число включений в час назначаются проектировщиком машины, исходя из технологического процесса или технического задания на проектирование. Характер нагрузки определяется по соотношению моментов инерции ротора электродвигателя и момента инерции нагрузки, приведенного к ротору электродвигателя.

Нагрузки условно делятся на три группы:

1. Спокойная безударная, момент инерции ротора двигателя больше момента инерции нагрузки, приведенного к быстроходному валу.
2. Нагрузка с умеренными ударами, момент инерции нагрузки, приведенный к быстроходному валу не более чем в три раза превышает момент инерции ротора двигателя
3. Нагрузка с сильными ударами – приведенный момент инерции более чем в три раза превышает момент инерции ротора электродвигателя

Значения коэффициента эксплуатации варьируются для мотор-редукторов разных производителей, но эти вариации незначительны. Обычно коэффициент эксплуатации определяется, как произведение коэффициента зависящего от характера нагрузки и продолжительности работы привода в сутки на коэффициент, зависящий от числа включений в час. Со значениями данных величин вы можете ознакомится в разделе Мотор-редукторы.

Сервис фактор мотор редуктора: Статьи

Прежде чем покупать современный мотор-редуктор, устанавливать его на промышленное оборудование, нужно определить параметры оборудования. Одна из важных характеристик – сервис-фактор. Этот параметр высчитывается с помощью специальной формулы, должен полностью соответствовать нагрузке, которая будет оказываться на механизм во время работы. Для того, чтобы узнать данный показатель, нужно рассмотреть его вычисление по примеру популярной серии механизмов NMRV.

Что такое сервис-фактор

Чтобы определить, подходит ли определенный коэффициент сервис-фактора к различным нагрузкам, необходимо разобраться с основными понятиями. Нагрузки могут быть равномерными или периодическими.

Для примера можно взять коэффициент 1.44. Он представляет собой относительный показатель, который вычисляется опытным путем. С его помощью можно приблизительно оценивать запас прочности устройства. Коэффициент сервис-фактора не является строго установленной величиной по государственным нормам. Показатель изменяется зависимо от особенностей конструкции оборудования, специфики производителя.

Применение, расчет данного показателя будет актуален только в случае покупки готового оборудования (когда в одном корпусе объединяется электродвигатель с редуцирующим устройством).

С помощью коэффициента сервис-фактора можно определить возможное погрешности рабочего крутящего момента от того, которое прописано в паспорте при определенной комплектации оборудования. Для простого понимания применения данного параметра, нужно рассмотреть примеры:

• Показатель 1.44 указывает на то, что оборудование будет работать при превышении номинальной нагрузки на 44% без сбоев, поломок.
• Коэффициент 0.85 указывает на то, что система не выдержит полной нагрузки по паспорту, после превышения нагрузки свыше 85% могут появиться сбои или поломки.

Условия расчета коэффициента сервис-фактора

В российской промышленности обозначение “сервис-фактор” появилось только после того, как местные предприятия начали выпускать редукторы, которые должны были стать заменой импортным механизмам. Они представляли собой объединение в одном корпусе электродвигателя с редуктором. Марки оборудования – TOS Znojmo, Siti, MOTVARIO.

Коэффициент сервис-фактора определяется эмпирически. Во время активной работы механизма, запас прочности постепенно уменьшается. Расчет данного показателя осуществляется периодически, во время работы редуктора. Готовые результаты проходят систематизацию. Полученные данные заносятся в специализированные таблицы.

Формула расчета сервис-фактора

Простая, доступная формула расчета данного параметра – f.s. = Рабочий к.м/номинальный к.м.

Расшифровка:

• К.м – крутящий момент.
• Рабочий – он же фактический. Передается узлом с электродвигателем заданных параметров.
• Номинальный – его второе обозначение – предельный. Представляет собой максимум, которые передает редуктор имеющий ресурс 10 тысяч рабочих часов.

Полученные данные нужны для того, чтобы знать, на какое оборудование установить выбранный редуктор, в каком режиме оно будет лучше работать с максимальным показателем прочности.

Факторы зависимости

Существует 3 основных условия, которые рассматриваются во время расчета коэффициента сервис-фактора:

1. Частота запусков редуктора за 1 час.
2. Количество рабочих часов механизма за сутки.
3. Характер загрузки оборудования.

Существует еще одна расчетная формула, которая часто применяется на практике – f.s. = Je/Jm.

Расшифровка:

• Jm – обозначение инерции двигателя, рассчитываемое в кг*кв.м.
• Je – обозначение показателя при котором на быстроходном валу уменьшается инерция.

Виды оборудования по уровню сервис-фактора:

• С равномерный f.s менее или равно 0.3. Такие редукторы предназначены для различных систем управления, очистителей, небольших смесителей, заполнителей, ленточных конвейеров, вентиляторов, подающих шнеков.
• С f.s среднего колебания, где показатель менее или равен 3. Такие редукторы предназначены для лебедок, упаковочных машин, ленточных конвейеров, балансиров, смесителей бетонных растворов, фрез, подъемных механизмов башенных кранов, шестеренчатых насосов, гибочных машин, резьбонарезных станков, грузовых лифтов, раздвижных дверец.
• С f.s сильных колебаний, где показатель менее или равен 10. Такие редукторы предназначены для прессов, сверлильных станков, смесителей, токарно-шлифовальных станков, центрифуг, промышленных ножниц, суппортов, поворотных столов, кулачковых прессов, очистных барабанов, гибочных машин, сверлильных станков, камнедробилок, молотковых дробилок, ковшовых элеваторов.

Если же рассматривать оборудования испытанное на практике, механизмы, которые имеют редукторы с сервис-фактором более 10, не оправдывают себя по применению даже на максимальных нагрузках, с превышением номинального значения в несколько раз.

Информация о расчете сервис-фактора червячных редукторов

Понятие сервис-фактора мотор редукторов, в том числе и червячных, пришло в нашу страну относительно недавно, за счет большого объема импортной продукции этого вида, где подобный параметр имеет не малое значение при выборе агрегата.

В свою очередь, отечественные производители, освоившие производство современных червячных мотор-редукторов, которые в большей степени аналоги Европейских, ввели в обязательном порядке в характеристики своей продукции этот параметр.

Что означает этот параметр?

Сервис фактор – это важный показатель безопасности (надежности), вычисляемый исключительно опытным путем (эмпирически), который дает понять ресурс мотор-редуктора и запас прочности с тем или иным коэффициентом. То есть, таким образом мы можем определить на сколько допустимо несоответсвие крутящего момента, нагрузок и прочих условий, от паспортных, заданных производителем стандартов.

У каждого завода изготовителя к своей продукции применимы собственные значения и показатели.

Формула расчета сервис-фактора

Существуют различные способы расчета сервис фактора червячного мотор-редуктора – мы приведем одну из самых простых формул, среди известных:

f.s.= Номинальный крутящий момент / Рабочий крутящий момент

где:

• Номинальный крутящий момент – это предельный максимум который может выдавать редуктор в течение 10000 часов. f.s. его в этом случае равен «1».
• Рабочий крутящий момент – это фактическое количество показаний при заданных характеристиках.

Пример:

Если мы возьмем для расчета мотор-редуктор NMRW 150 в компоновке с электродвигателем 5,5 кВт и передаточным отношением 60, то крутящий момент его составит, по таблице производителя, 990 Н*м.

Из этого мы вычислим рабочий крутящий момент с помощью нехитрой формулы: (Nд*9549/V)*0,738, где:

• Nд – это мощность электродвигателя;
• V – это частота оборотов в минуту;
• 9549 и 0,738 – константы, необходимые для правильных расчетов без перевода в другие величины.

Получается, что рабочий крутящий момент составляет 807,49 Н*м. Вычислив в формуле выше (f.s. = 990/807,49) получаем сервис-фактор 1,23, который означает, что данный агрегат способен работать при полной нагрузке без сбоев на 23% больше.

Так же для вычисления сервис-фактора можно разобрать еще одну формулу:

f.s. = Je/Jm, где:

• Je – показатель уменьшения инерции на быстроходном валу при внешней нагрузке кг*м2
• Jm- инерция установленного электродвигателя кг*м2.

От чего зависит коэффициент сервис-фактора?

Условия, которые влияют на расчет коэффициента:

1. Количество работы часов в день;
2. Число пусков за час;
3. Степень нагрузки (А-равномерная, В-средняя, С-сильные колебания).

Как выбрать мотор-редуктор

Опубликовано 10.06.2016

Как выбрать мотор-редуктор

Редуктор и двигатель

• Мотор-редуктор: двигатель здесь нестандартный — на его валу запрессована шестерня первой ступени передачи
• Редуктор + стандартный IEC двигатель: стандартный IEC двигатель соединяется с редуктором
  через муфту или ременную передачу

Рекомендации по выбору двигателя см. здесь

Тип редуктора

• Соосный цилиндрический (Helical): вал двигателя и вал редуктора находятся на одной оси
• Плоский цилиндрический (Parallel shaft): вал редуктора расположен параллельно валу двигателя
• Конический (Bevel helical): вал редуктора расположен перпендикулярно валу двигателя
• Червячно-цилиндрический (Helical worm)
• Червячный (Worm)
• Спироидный
• Планетарный (Planetary)

Тип редуктора выбирается по конструктивным соображениям.

КПД редуктора (Efficiency)

КПД редуктора η зависит от качества зубчатой передачи, трения в подшипниках и
в уплотнении вала, количества ступеней передачи.

Выходной момент

Момент на валу редуктора:
M₂ = M₁ х η х i,
где M₁ — момент на валу двигателя,
η — КПД редуктора,
i — передаточное число (коэффициент передачи).

Скорость выходного вала

n₂ = n₁ / i
где n₂ — скорость выходного вала,
n₁ — скорость двигателя,
i — передаточное число.

Сервис-фактор или коэффициент эксплуатации

(Service factor)

Сервис-фактор — это эмпирический (из опыта) коэффициент, который определяет запас прочности мотор-редуктора.
Чем больше запас прочности, тем дольше будет работать мотор-редуктор в заданном режиме.
Типоразмеры мотор-редукторов, номинальные моменты и сервис-факторы не стандартизованы и зависят от
производителя.

Сервис-фактор машины f_Btot. определяется по таблицам производителя мотор-редукторов и зависит от режима работы:

• Числа пусков в час
• Продолжительности работы машины в течение суток
• Типа нагрузки и момента инерции
• Продолжительности включения и температуры окружающей среды
  (для червячных и червячно-цилиндрических мотор-редукторов)

В каталоге для каждого мотор-редуктора задаётся сервис-фактор f_B и выходной момент M₂.
Выбирается мотор-редуктор с сервис-фактором f_B, не меньшим сервис-фактора машины f_Btot.

Радиальное и аксиальное усилие

Для корректного выбора подшипников и прочности вала необходимо рассчитать предельные усилия,
прикладываемые вдоль вала и поперёк (необходимо знать точку приложения силы, угол действия силы, величину силы).

Толстый вал может сломаться быстрее более тонкого вала, если плечо действия силы больше (то и момент больше).

Монтажное исполнение

• Лапы (Foot)
• Фланец с врезными отверстиями (Housing flange)
• Фланец со сквозными отверстиями (Flange)
• Моментный рычаг
• Специальные фланцы для экструдеров, мешалок и т.п.

Необходимо определиться с присоединительными размерами и с положением мотор-редуктора в пространстве,
т.к. от этого зависит объём масла, расположение сливных отверстий, сопунов или вентиляционных фильтров,
пробок контроля уровня масла и т.п.

Если установить мотор-редуктор в неправильном положении, то он быстро выйдет из строя.

Конструктивное исполнение по способу монтажа электродвигателей

Условия окружающей среды

Условия окружающей среды влияют на выбор:

• Окраски
• Класса защиты корпуса IP
• Типа масла
• Типа уплотнения вала
• Защитной крышки редуктора (закрыть второй конец полого вала)
• Защитной крышки двигателя (при установке валом вниз)
• Защиты от коррозии двигателя и тормоза
• Марки стали вала (для температур ниже -20°С)
• Подогрева тормоза (для низких температур)
• Подогрева обмоток двигателя перед пуском (для сырых помещений)

Окраска

• Не загрунтовано и не окрашено
• загрунтовано, но не окрашено (Primed)
• стандартная окраска для внутренней установки
• 2-х слойная окраска для внешней установки с повышенной коррозиеустойчивостью
• эпоксидная окраска для работы в кислотной и щелочной среде (химия)

Масло

Тип масла:

• Для стандартных температур от -10°C до +40°C
• С увеличенным сроком службы от -20°C до +50°C
• Для высоких температур от 0 до +80°C
• Для низких температур от -30°C до +50°C
• Для очень низких температур от -40°C до +40°C
• Физиологически безопасное масло (для использования в пищевой промышленности) от -30°C до +40°C
• Биологически разлагаемое масло (для экологии) от -20°C до +40°C

Контроль уровня масла:

• Смотровое окошко для визуального контроля
• Электрический ёмкостной датчик уровня
• Пробка для щупа

Слив масла:

• Обычная пробка
• Магнитная пробка (примагничивает железную стружку, которая плавает в масле)
• Сливной кран

Вентиляция редуктора:

• Сопун (Pressure breather valve)
• Вентиляционный фильтр (Vent filter)
• Расширительный бак (Oil expansion unit)

Если мотор-редуктор покупается для длительного хранения на складе,
то он заказывается в специальной консервирующей смазке, полностью заполненный маслом.
Перед началом эксплуатации его необходимо правильно расконсервировать, слить лишнее масло.

Подшипники редуктора (Bearings)

• Стандартные
• Радиально-усиленные
• Аксиально-усиленные

Для контроля подшипников могут быть предусмотрены датчик вибрации и датчик температуры масла.

Вал редуктора

Необходимо определиться с размером вала и его типом:

• Сплошной вал со шпонкой
• Сплошной вал без шпонки
• Полый вал со шпоночным пазом
• Полый шлицевой вал
• Полый вал со стяжной шайбой
• Второй конец вала

У цилиндрических соосных мотор-редукторов не бывает полого вала.

Уплотнение (Sealing)

Уплотнение (в месте выхода вала наружу) предотвращает попадание в редуктор грязи и вытекание из него масла.

• Стандартное: для внутренней установки
• Двойное: для внутренней (валом вниз) и внешней установки
• Комбинированное (пыль, влага)
• Высокотемпературное (Viton sealing): для внутренней установки (прокатные станы)
• Механическое: для погружения в жидкость

Тормоз (Brake)

Необходимо рассчитать требуемый тормозной момент.

Выбрать питание тормоза:

Другие опции:

• Рычаг для ручного растормаживания
• Рычаг для ручного растормаживания с фиксацией
• Датчик расторможенного состояния
• Датчик контроля износа тормозных дисков
• Инкапсулированный (герметичный) тормоз
• Антикоррозионная защита: фрикционная пластина из нержавеющей стали,
  оцинкованные или хромированные внутренние поверхности
• Дренажное отверстие для слива конденсата

Блокиратор обратного хода (Backstop)

Предотвращает вращение вала двигателя в нежелательном направлении.

Клеммная коробка (Terminal box)

Необходимо определить положение клеммной коробки, и место положения сальников для ввода кабелей в эту коробку.
При наличие тормоза, энкодера можно предусмотреть две клеммных коробки.

Датчик скорости

• Тип датчика:
• Инкрементальный энкодер (оптический угловой датчик): после включения требуется выход в опорную точку
• Абсолютный энкодер (оптический угловой датчик): определяет положение сразу после включения
• Резольвер (индуктивный вращающийся трансформатор): может работать в более тяжёлых условиях, чем оптические энкодеры,
  у которых стёкла не запотевают
• Число импульсов на оборот:
• 512
• 1024
• 2048
• другое
• Тип сигнала:

Российские производители приводной техники

Приводы и двигатели постоянного тока

Мотор-редуктор: характеристики, выбор, опции | «Арве» www.arve.ru

Правильный выбор мотор-редуктора во многом определяет срок его службы. Ошибки, допущенные при выборе мотор-редуктора, могут привести к различным негативным последствиям: от повреждения конкретных частей мотор-редуктора (подшипникового узла, шестерен) до полного выхода мотор-редуктора из строя — остановки производства. Поэтому подбору мотор-редуктора необходимо уделять особое внимание.

Некоторые факторы выбора мотор-редуктора:

• Тип привода — червячный, соосный, плоский цилиндрический и т.п.
• Частота вращения выходного вала — п₂ об/мин Мощность двигателя — Р1, кВт
• Момент нагрузки на выходном валу — Нм (1кгс = 9,81Hm)
• Сервис фактор, режим работы Конструктивное исполнение

Таблица выбора сервис фактора мотор-редуктора

Выбирать следует мотор-редукторы с большим эксплуатационным фактором, чем расчетный.

Опции для мотор-редукторов

Исполнение выхода редуктора

Исполнение входа редуктора

Монтаж мотор-редуктора

Опции редуктора

Опции электродвигателя

Мотор редуктор подбор

Прежде всего, при выборе редуктора, следует учитывать основные формулы определения мощности, основанные на расчёте вращающего момента и числа оборотов на выходном валу.

Это главный параметр для подсчёта.

Второй по значимости расчётной единицей является мощность и производительность приводного двигателя. Последнее важно учитывать, в зависимости от предельной мощности механизма, поскольку подбор нужного редуктора поможет сохранить нужный расход и максимальный КПД.

При подборе стоит также учитывать такой немаловажный критерий, как сервис-фактор. Сервис-фактором называют показатели режима работы оборудования. В зависимости от режима и продолжительности работы механизма, частоты включения и выключения сервис-фактор меняется, ровно как и формулы расчёта.

Например, при постоянной стабильной нагрузке, при минимальном количестве включения и выключения механизма, формула рассчитывается по такому условию:

Fs = 0.8 — 1.

При средней нагрузке и частоте запусков и остановок машин, сервис-фактор рассчитывается по такой формуле:

Fs = 1 — 1.2.

В условиях интенсивной нагрузки и постоянных скачков мощности, сервис-фактор уже рассчитывается по формуле

Fs = 1.2 — 1.5

Правила и методика подбора редуктора

Чтобы правильно подобрать редуктор, важно учитывать его размеры и классификационные характеристики.

Чтобы правильно выбрать редуктор, нужно провести следующие расчёты:

• Сравнить расчетные данных. В частности, задаваемые и постоянные значения крутящихся моментов.
• Проверить температуру нагрева редуктора, при которой он может стабильно работать и высчитать момент и время, за которое редуктор перегревается.

Первоначальные значения крутящихся моментов, показателей передаточных чисел и радиальных нагрузок на консоль редуктора ARS указаны в таблице технических характеристик товара данной марки.

Указанные нагрузки оборудование испытывает при  условии непрерывной работы на средней мощности без учёта возможных толчков, механических ударов, а также при условии, что продолжительность беспрерывной работы редуктора составляет 8 часов в сутки.

Режим условно обозначается такой единицей, как коэффициент условий работы. Сокращённо этот показатель обозначается, как КУР.

Показатели расчёта параметров для того, чтобы выбрать нужный редуктор, можно узнать по следующей методике, учитывая и все прочие необходимые факторы.

Внутренняя схема строения редуктора. Чертёж в разрезе (подробно см. на стр. RXP 800)

Методы определения мощности

Мощность и предельно допустимая нагрузка двигателя выявляется путём сравнения ряда мощностей двигателя исследуемого типа. При условии наличия статистической погрешности, полученные числа необходимо округлять до целых, ближайших по значению имеющихся показателей.

Стоит также учитывать и КПД машины. 

Двигатели высокой мощности, превышающей требуемые, при запуске развивают сильное напряжение в пусковых токах. При этом пусковые мощности возрастают более чем в 2 раза. Это несёт в себе риски перегрузки и сбоя в работе редуктора от чрезмерного напряжения и внутреннего давления.

Использовать данные двигатели в механизмах нужно чётко по согласованию с компанией-производителем.

Наиболее оптимальным и экономичным вариантом эксплуатации редуктора, является использование при входной частоте вращения менее 1500 об/мин.

Для продления срока эксплуатации редуктора, лучше всего будет задавать частоту вращения менее 900 об/мин.

При подборе редуктора лучшим указателем служит чертёж, схема устройства оборудования, а также кинематическая схема привода.

Также следует указать передаточные числа iред  для определения необходимого количества ступеней у редуктора. Каждый имеет собственные характеристики режима эксплуатации и схему расположения деталей внутри механизма.

Если известно передаточное число, то можно рассчитать, сколько ступеней потребуется редуктору.

Чтобы определить необходимое количество ступеней, следует действовать по следующему алгоритму: При показателях iред менее 6,3 подходит одноступенчатый редуктор. Если значения колеблются между 7,1 и 20, то лучше выбирать двухступенчатый редуктор. При показателе в 20 iред — необходим трёхступенчатый редуктор, при 50-ти и выше — четырёхступенчатый и далее в порядке возрастания.

Также стоит особенно учитывать положение выходного вала, расположение входного вала относительно выходного. В зависимости от соотношения — параллельного или перпендикулярного, зависит способ монтажа. При этом в схеме механизмов могут указываться схематичные изображения, подробно показывающие способы проведения монтажных работ.

Подбор редуктора по габаритам

Главными критериями подбора редуктора по габаритам являются расчётные показатели мощности крутящего момента выходного вала, а также температуры допустимого нагрева редуктора во избежание перегрева. Если Вам известны все известные параметры для подбора мотор-редуктора, редуктора или электродвигателя — просим Вас перейти в форму подбора, для более быстрого ознакомления с нашим продуктом и нашими ценами. ПОДОБРАТЬ!

Редукторы, мотор-редукторы: ООО «Приводные технологии»

Объяснение эксплуатационного фактора коробки передач и класса обслуживания

Расчет коробки передач (или мотор-редуктора) для промышленного применения обычно начинается с определения соответствующего эксплуатационного фактора. Проще говоря, коэффициент обслуживания — это отношение номинальной мощности (или крутящего момента) коробки передач к мощности (или крутящему моменту), требуемой для приложения. Коэффициенты обслуживания определяются Американской ассоциацией производителей зубчатых передач (AGMA) в зависимости от типа коробки передач, ожидаемых рабочих нагрузок и типа применения.

Изображение предоставлено: Cone Drive

Хотя эксплуатационные факторы могут показаться очень специфичными, с тысячами комбинаций типов редукторов и применений, каждому из которых присваивается собственное числовое значение, критерии, используемые для определения этих значений, основаны не на тестах и ​​эмпирических данных, а скорее на обширном обзоре и анализе опыта производителей коробок передач.

В общем, номинальная мощность (или крутящий момент) зуба шестерни зависит от прочности поверхности шестерни — ее сопротивления питтингу — или от ее усталости при изгибе.По мере увеличения эксплуатационного фактора коробки передач соотношение между сроком службы зубьев шестерни (основанное на прочности поверхности шестерни) и нагрузкой пропорционально увеличению эксплуатационного коэффициента, увеличенного до 8,78 степени. Другими словами, если коэффициент использования увеличен на 30 процентов (например, с 1,0 до 1,30), срок службы зуба шестерни увеличится в 10 раз (1,30 ^8,78 = 10,01).

Чтобы определить коэффициент использования редуктора, начните с набора таблиц или диаграмм, предоставленных производителем, в зависимости от типа зубчатой ​​передачи (червячная, спирально-коническая, косозубая и т. Д.). В этих таблицах перечислен широкий спектр применений (конвейеры, краны, мотальные машины, пилы, воздуходувки и т. Д.), Каждое из которых имеет (обычно) три уровня рабочего режима, который, как ожидается, будет выполнять редуктор: от нуля до 3 часов в день; От 3 до 10 часов в день; или более 10 часов в день. Каждой из этих комбинаций служебных обязанностей назначается рекомендуемый коэффициент обслуживания.

Коэффициенты обслуживания в зависимости от типа применения и режима работы редуктора в соответствии с рекомендациями AGMA.
Изображение предоставлено: Regal Beloit Corporation

Помните, коэффициент обслуживания коробки передач во многом похож на коэффициент безопасности, обеспечивающий соответствие коробки передач требованиям приложения, с учетом типичных условий эксплуатации , известных для различных типов приложений.После определения эксплуатационного фактора, рекомендованного AGMA, рассмотрите другие нетипичные условия работы, которые могут вызвать дополнительную нагрузку и износ зубьев шестерен, подшипников или смазки. Если существует какое-либо из этих условий, соответственно увеличьте коэффициент эксплуатации, чтобы обеспечить достаточный запас прочности и срок службы редуктора.

Некоторые условия, при которых может потребоваться увеличение коэффициента обслуживания:

• Повышенные температуры
• Экстремальные ударные нагрузки или вибрации
• Неравномерные нагрузки (например, резка или транспортировка)
• Циклические нагрузки (частые пуски и остановки)
• Высокие пиковые и продолжительные нагрузки

После определения соответствующего эксплуатационного коэффициента редуктора умножьте его на мощность (или крутящий момент), требуемую для данного приложения, и в результате получите выходную мощность (или крутящий момент), требуемую редуктором.

Чем класс обслуживания отличается от коэффициента обслуживания?

В некоторых случаях производители указывают «классы обслуживания» коробки передач, а не эксплуатационные характеристики. Классы обслуживания обозначаются как I, II или III и обычно переводятся в числовые коэффициенты службы 1,0, 1,4 и 2,0, соответственно, для использования при расчетах размеров коробки передач. Часто, даже если производитель публикует классы обслуживания для общих типов приложений, они также публикуют более конкретные факторы обслуживания для конкретных приложений.

Предлагаемые коэффициенты обслуживания в зависимости от класса обслуживания.
Изображение предоставлено: STOBER Drives Inc.

Почему в некоторых каталогах не указаны параметры обслуживания коробки передач?

Редукторы с сервоприводом требуют точного определения размеров, чтобы выбрать момент инерции, выходной крутящий момент и скорость для правильной работы сервосистемы.
Изображение предоставлено: Wittenstein

Использование коэффициента обслуживания для выбора редуктора подходит для применений, в которых используются традиционные асинхронные двигатели переменного тока. Но поскольку выходной крутящий момент коробки передач, скорость и инерция гораздо более важны для правильной работы сервосистемы, для определения размера так называемой коробки передач с сервоприводом требуется более подробный и точный метод.Для редукторов, которые используются в сервосистемах, основной упор в процессе определения размеров делается на согласование требуемого крутящего момента и момента инерции.

Что такое коэффициент обслуживания и как его рассчитать? — Блог CLR

Определение правильной нагрузки для двигателя имеет первостепенное значение, поскольку это улучшает его оптимальную производительность и позволяет нам лучше определить его срок службы. Одна из распространенных проблем с электродвигателями заключается в том, что их производительность снижается при нагрузках ниже 50%.Несмотря на то, что завышение номинала является наиболее распространенной проблемой, недооценка двигателя может быть в равной степени или даже более опасной. Вы точно знаете , что такое коэффициент обслуживания ? Эта спецификация пытается измерить внешние аспекты, которые влияют на производительность двигателя и вызывают сбои в работе мотор-редуктора .

Когда мощность двигателя завышена для для непрерывной работы максимально при номинальной нагрузке, говорят, что у него нет эксплуатационного коэффициента. Прежде чем определять, что такое сервисный коэффициент, мы должны упомянуть стандарт NEMA , который определяет его следующим образом: Сервисный коэффициент определяется как множитель, который применяется к нормальной номинальной мощности двигателя для определения нагрузки. он может выдерживать номинальные условия эксплуатации.

Согласно стандартам, на паспортной табличке двигателя эксплуатационный коэффициент должен быть указан как «SF». Стандарт, определяющий коэффициент обслуживания для двигателей и генераторов, — это стандарт MG-1 , который, в свою очередь, определяет мощность и скорость. Аналогичным образом, для каждой мощности и скорости стандарт MG-1 определяет номер кадра, который связан с коэффициентом обслуживания.

Стандартный коэффициент обслуживания MG-1 | Motortico.com

Что означает коэффициент обслуживания в связи с мотор-редуктором?

Эта спецификация позволяет измерять влияние внешних условий на работу редуктора скорости.Поэтому, в первую очередь, сервисный коэффициент связан с эксплуатационными характеристиками приводимой в движение машины.

Анализ этого фактора позволит нам узнать степень безопасности , с которой работают редукторы , , и это в основном зависит от ежедневного времени работы и всех факторов, которые измеряют, насколько двигатель может быть перегружен в идеальных условиях окружающей среды. условия. Коэффициенты обслуживания могут использоваться для определения срока службы продукта в зависимости от его эксплуатации.

• Как рассчитать коэффициент использования двигателя?

Для его расчета мощность двигателя необходимо умножить на коэффициент обслуживания.

SF * HP

• Использование или применение коэффициента обслуживания (SF)

В рамках использования коэффициента обслуживания при обращении к редуктору скорости мы можем упомянуть те, которые позволяют выдерживание периодических или случайных перегрузок, компенсация провалов или колебаний напряжения, продление срока службы изоляции за счет снижения температуры и т. д.

Эта статья покажется вам интересной: Различия между двигателями постоянного тока и двигателей переменного тока.

• Температурные соображения

Двигатель, который работает с коэффициентом обслуживания 1,15, будет иметь большее повышение температуры, чем если бы он не имел коэффициента обслуживания, поскольку он использует более высокий ток.Это будет означать повышение температуры от 15 до 25 градусов (Цельсия) по сравнению с номинальной нагрузкой, что приведет к сокращению срока службы изоляции.

Стандарты повышения температуры | Источник: industry.usa.siemens.com

Износ двигателя связан с четырьмя взаимосвязанными переменными: термическими, электрическими, механическими и экологическими , и определяется как потеря его первоначальных свойств. Одна из этих переменных, которая связана с эксплуатационным фактором, является термической.

Коэффициент использования и мощность редуктора

Редуктору сложно работать в идеальных условиях. В основном это связано с воздействием на него внешних факторов. Как нам помогает фактор обслуживания? Это достигается за счет более реалистичного коэффициента мощности . Эта информация учитывает все конкретные характеристики выполняемой работы, а выход , известный как Проектная мощность , представляет собой значение, которое будет указывать мощность, необходимую для редуктора скорости, в таблицах выбора.

Для получения более подробной информации мы рекомендуем вам взглянуть на следующую таблицу от Max Torque Engineers:

Разве мы развеяли ваши сомнения? Продолжайте учиться рядом с CLR с помощью этого интересного бесплатного ресурса: « Как выбрать лучший электродвигатель для малых приводов ».

Коэффициент обслуживания коробки передач: что это такое и почему это важно?

Что такое коэффициент обслуживания? Это соотношение мощности, которое ваш шестеренчатый редуктор может обрабатывать механически, по сравнению с мощностью, необходимой для вашего приложения.Проще говоря, это то, насколько чрезмерно сконструирована коробка передач, когда дело доходит до обработки нагрузки приложения. Другими словами, сервисные факторы — это переменные, которые определяют, насколько способно редуктор, когда дело доходит до учета уникальных, но предсказуемых факторов, таких как частые пуски и остановки, реверсирование, удары или устранение отказов.

Коэффициенты обслуживания позволяют рассчитать расчетную мощность (л.с.): первичный двигатель HP x применимые коэффициенты обслуживания. Конструкция HP — это мощность, необходимая для того, чтобы приложение работало без ущерба для первичного двигателя или редуктора.Считайте это чрезмерным проектированием приводной системы. Для каждой переменной, влияющей на редуктор, это увеличит HP, требуемую вашей конструкцией.

Рассмотрим простую аналогию: существует две версии одного и того же грузовика. Один едет из пункта А в пункт Б, включая только прямой путь и 6-часовой рабочий день. Второй грузовик, проезжая такое же расстояние, загружен гравием, должен двигаться вверх и вниз по холмам в условиях остановочного движения и имеет 10-часовой рабочий день. Оба грузовика могут выполнять эту работу, но какой грузовик прослужит дольше? Имеет ли смысл переконструировать второй грузовик и использовать что-то более надежное?

Почему так важен коэффициент обслуживания коробки передач?

Два одинаковых редуктора будут иметь разный срок службы в зависимости от специфики применения.Если вам требуется определенное количество часов работы от зубчатого редуктора, разработайте его для работы в этих конкретных условиях. Коэффициент обслуживания дает нам числовое значение для этого уравнения. Обычно вы не можете изменить свое приложение, но вы можете выбрать, какой редуктор использовать.

Большой вывод состоит в том, что игнорирование конкретных условий эксплуатации приводит к плохо спроектированному приводу. Плохо спроектированные приводы приведут к чрезмерному износу, в основном внутреннего зубчатого зацепления. Чрезмерный износ приведет к преждевременному выходу редуктора из строя.Замена приводит к простою. Другими словами, игнорирование факторов обслуживания будет стоить вам денег и привести к потере производственного времени.

Сервисный коэффициент вашей коробки передач обеспечивает дополнительную мощность, которая позволяет приводу работать в определенных условиях применения. Без учета этих условий эксплуатации невозможно избежать преждевременного износа, который испытывает плохо спроектированный привод.

Что означает коэффициент обслуживания?

Мы знаем, что коэффициент обслуживания сравнивает номинальный крутящий момент (мощность в лошадиных силах) коробки передач с мощностью, необходимой для нашего применения.Но откуда взялись эти числа? Американская ассоциация производителей зубчатых колес (AGMA) рассчитывает их с учетом долговечности поверхности зубчатых колес.

В частности, AGMA использует тип редуктора, ожидаемую продолжительность обслуживания и тип приложения для создания необходимого коэффициента обслуживания. Чем выше коэффициент обслуживания, тем выше производительность коробки передач. Сервисный коэффициент и результирующая конструкция HP обеспечивает повышенную механическую мощность. Эти расчеты гарантируют, что выходной крутящий момент редуктора надежно превышает крутящий момент нагрузки.Недостаточно спроектированный редуктор неизбежно выйдет из строя.

Как узнать коэффициент обслуживания?

Сервисный коэффициент — это, конечно, ценный показатель, но сейчас вы, вероятно, задаетесь вопросом, как определить конкретный сервисный коэффициент редуктора. Требуемые минимальные эксплуатационные коэффициенты для многих редукторов составляют 1,0, 1,4 и 2,0, которые относятся к классу I, классу II и классу III соответственно.

Для определения рейтинга фактора обслуживания в первую очередь необходимо указать номер класса вашего приложения. Продолжительность использования в течение дня и само приложение являются факторами, влияющими на результат.Например, уплотнитель, используемый в течение любого периода, относится к классу III, тогда как равномерно загруженный винтовой конвейер, используемый в течение от 3 до 10 часов, относится к классу II. Чем ниже класс, тем меньше наказаний приложение. Если по какой-то причине ваше приложение отсутствует в списке AGMA, есть способы определить коэффициент обслуживания самостоятельно.

Затем вам нужно решить, какой тип передачи вы хотите использовать. Существуют специальные таблицы для эксплуатационных коэффициентов червячных, спирально-конических, косозубых и других типов редукторов.Каждый тип редуктора требует отдельных расчетов.

Имейте в виду, что эти диаграммы основаны на типичных условиях. Если ваши условия кажутся нетипичными, рекомендуется установить коэффициент обслуживания выше рекомендованного. Консервативность может уберечь зубья шестерен, подшипники и другие детали от чрезмерного износа и напряжения.

Некоторые примеры уникальных условий включают повышенную температуру окружающей среды и более тяжелые нагрузки. Если в вашем редукторе используются резкие или неравномерные нагрузки, частые пуски и остановки, непрерывная работа или тяжелые ударные нагрузки, это приведет к большей нагрузке на вашу коробку передач.В этих условиях потребуется более высокий коэффициент обслуживания, чтобы обеспечить такой же срок службы ваших деталей.

Реальность вашего коэффициента обслуживания

Обязательно принимайте во внимание коэффициент эксплуатации при проектировании своей приводной системы. Умножение эксплуатационного фактора на крутящий момент, необходимый для данной области применения, даст вам мощность коробки передач. Редуктор с коэффициентом обслуживания 2,0 может выдерживать удвоенный крутящий момент по сравнению с коэффициентом обслуживания 1,0. И хотя мощность этих двух редукторов будет одинаковой, именно дополнительная мощность защищает редуктор с более высоким коэффициентом обслуживания.

Помните — реальные обстоятельства намного важнее, чем спецификации, указанные на бумаге. Если вы перегружаете свою систему и детали быстро изнашиваются, в долгосрочной перспективе это будет вам только дороже. Замена деталей не только неприятна, но и требует больших затрат материалов и снижения производительности.

Хотите знать, как определить коробку передач, подходящую для вашего привода? Свяжитесь с нами сегодня!

Коэффициент обслуживания коробки передач

по сравнению с классом обслуживания коробки передач

Перед тем, как выбрать коробку передач Falk для своего применения, убедитесь, что вы знаете разницу между коэффициентами обслуживания коробки передач и классом обслуживания коробки передач.Определение подходящего коэффициента обслуживания — это первый шаг к выбору правильной коробки передач для вашей работы.

Что такое коэффициент обслуживания коробки передач?

Сервисный коэффициент — это «отношение номинальной мощности (или крутящего момента) коробки передач к мощности (или крутящему моменту), требуемой для приложения». Это числовое значение, присваиваемое Американской ассоциацией производителей зубчатых передач (AGMA), которое учитывает тип коробки передач, ожидаемую продолжительность обслуживания и вид применения, для которого коробка передач будет использоваться.

Сервисные коэффициенты основаны на критериях, собранных на основе обширного обзора и анализа опыта производителей редукторов в эксплуатации редукторов.

Например, рейтинг зуба шестерни основан на его сопротивлении питтингу, долговечности или усталости при изгибе. По мере увеличения эксплуатационного фактора коробки передач соотношение между сроком службы зубьев шестерни и нагрузкой «пропорционально увеличению эксплуатационного коэффициента, доведенному до 8,78 степени».

Эксплуатационный коэффициент для вашей потенциальной коробки передач должен определяться в зависимости от условий применения и следующих факторов:

• Неравномерная нагрузка
• Часы работы
• Повышенная температура окружающей среды
• Частые пуски и остановки
• Высокая пиковая нагрузка по сравнению с продолжительной нагрузкой
• Экстремальная вибрация

Какое значение имеет фактор обслуживания?

Сервисный коэффициент используется для определения того, может ли редуктор соответствовать требованиям приложения.Эксплуатационный коэффициент редуктора сродни коэффициенту безопасности, который помогает гарантировать, что редуктор соответствует требованиям приложения в типичных условиях эксплуатации.

После того, как были учтены типичные условия, рассмотрите нестандартные условия работы, которые могут вызвать дополнительное напряжение и износ зубьев шестерни, подшипников или смазки. Любое дополнительное напряжение или износ следует учитывать при расчете коэффициента эксплуатации, чтобы обеспечить достаточный запас прочности.

Что означает коэффициент обслуживания?

Коэффициент обслуживания 1.0 означает, что коробка передач может обрабатывать приложение. Например, если приложению требуется 5000 дюйм-фунтов, коэффициент обслуживания 1,0 означает, что редуктор может выдерживать 5000 дюйм-фунтов без допусков.

Коэффициент обслуживания 1,4 подходит для большинства промышленных приложений. Это дает некоторую свободу действий, прежде чем коробка передач перегреется или выйдет из строя. Это также обеспечит гибкость, которая иногда требуется на месте при выполнении работ в меняющихся условиях, таких как лесозаготовка, добыча полезных ископаемых или другие внешние условия.

Выбор правильного коэффициента обслуживания может быть разницей между наличием редуктора, который может выполнять работу, оставаясь в допустимых пределах, и потребностью в дорогостоящем ремонте редуктора.

Помощь дизайнера коробки передач в выборе или создании коробки передач для вашего приложения может быть очень полезной. Типичные эксплуатационные факторы не учитывают повторяющиеся ударные нагрузки или серьезные критические вибрации, поэтому конструктор редуктора может определить и выбрать правильный привод для проекта. Используя опытного дизайнера, вы можете быть уверены, что получите коробку передач, которая легко выдержит эти условия и не застрянет с коробкой передач, более мощной, чем требуется для приложения.

Что такое класс обслуживания коробки передач?

Класс обслуживания — это еще один способ, которым некоторые производители ссылаются на способность коробки передач соответствовать потребностям конкретного приложения. Как правило, класс обслуживания соответствует коэффициенту обслуживания следующим образом:

• Сервисный класс, I = 1,25 Сервисный коэффициент
• Сервисный класс II = 1,40-1,50 Сервисный коэффициент
• Класс обслуживания III = 1,75-2,00 Коэффициент обслуживания

Сервисный класс используется, когда производители имеют редукторы для общего применения.Они также будут публиковать конкретные коэффициенты обслуживания для конкретного приложения.

Если вы ищете редуктор Falk для своего применения или ищете услуги по ремонту или восстановлению, свяжитесь с командой Mar-Dustrial сегодня.

Опубликовано в разделе Falk Gearboxes в четверг, 3 октября 2019 г.

Что нужно знать о коробке передач Фактор обслуживания

Фактор обслуживания играет решающую роль в долговечной и надежной коробке передач.Фактор обслуживания — это способ измерить, насколько хорошо коробка передач или мотор-редуктор справится с конкретными требованиями и условиями эксплуатации в зависимости от области применения. Давайте посмотрим, почему фактор обслуживания коробки передач важен, что он означает и как его оптимизировать в соответствии с вашими требованиями.

Почему так важен коэффициент обслуживания коробки передач?

При выборе промышленного редуктора важно учитывать типичные условия использования и эксплуатационные требования. Это позволит вам выбрать коробку передач, которая не будет подвергаться быстрому износу или преждевременному выходу из строя, что приведет к потере производительности вашего бизнеса и замене деталей.

Два электродвигателя одинакового размера, выполняющие одну и ту же основную функцию, могут подвергаться совершенно разным уровням нагрузки при работе в других условиях. Особенно в суровых промышленных условиях может быть сложно предсказать максимальные уровни нагрузки, которые будет испытывать коробка передач. Редукторы, которые запускаются и часто останавливаются, циклические нагрузки, высокие пиковые нагрузки, вибрация, высокие рабочие циклы (например, работа 24 часа в сутки) и высокие температуры окружающей среды будут иметь более короткий срок службы.Среды с высокими нагрузками значительно ускоряют средний износ.

В результате такого массового использования срок службы намного короче, чем ожидалось. Как правило, выбор правильной коробки передач, предназначенной для приложений с более высокой мощностью, увеличивает ее срок службы в геометрической прогрессии. Но коробки передач с более высокой мощностью стоят дороже, поэтому вам может быть интересно, сколько габаритов вам нужно для вашего приложения. Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала разберемся, что такое сервисный коэффициент коробки передач.

Что такое коэффициент обслуживания коробки передач?

Эксплуатационный коэффициент коробки передач — это соотношение между мощностью, на которую рассчитана коробка передач, и мощностью, необходимой для данной области применения. На практике он определяет запас прочности, который может потребоваться для выполнения невероятно сложных задач, чтобы обеспечить длительную и безотказную работу.

Например, коэффициент обслуживания 1,0 означает, что коробка передач удовлетворяет только проектным требованиям к мощности в лошадиных силах без какого-либо запаса прочности.Сервисный коэффициент 2,0 указывает на редуктор, способный выдерживать удвоенную мощность в лошадиных силах, требуемых при работе, и очень большой для этой задачи.

Эксплуатационный коэффициент редуктора напрямую влияет на долговечность и стойкость зубьев шестерни к точечной коррозии и усталости при изгибе. Как правило, долговечность шестерен пропорциональна увеличению коэффициента использования, доведенного до 8,78-й степени. Например, дополнительный эксплуатационный коэффициент на 30% приведет к увеличению срока службы шестерен в 10 раз.

Но как точно рассчитывается коэффициент обслуживания для различных типов редукторов?

Как рассчитать коэффициент обслуживания редуктора?

Чтобы выбрать правильную коробку передач, рассчитайте требуемый коэффициент обслуживания, а затем сопоставьте его с номинальными характеристиками на коробке передач, чтобы определить, подходит ли он.

Расчет необходимого коэффициента обслуживания коробки передач не является точной наукой. Многочисленные условия эксплуатации по-разному влияют на работу коробки передач. Свойства коробки передач, включая зубчатую передачу, конструкционные материалы, качество подшипников и конструктивные характеристики, влияют на ее способность выдерживать его требования. Расчет коэффициента обслуживания основан на практических рекомендациях, а не на эмпирических формулах.

Американская ассоциация производителей коробок передач (AGMA) предоставляет широко используемые стандарты для определения эксплуатационного фактора коробки передач.Это рекомендации, которые в первую очередь учитывают тип применения и рабочий цикл, чтобы обеспечить хорошее соотношение цены и качества, основанные на обширном опыте производителей редукторов в различных отраслях промышленности. Производители используют эти рекомендации для определения номинального коэффициента использования редуктора, используемого в конкретном приложении.

Например, для типичных промышленных задач достаточно 1,4. Однако этот рейтинг может увеличиваться в зависимости от того, как долго используется коробка передач, и характеристик нагрузки.

Предположим, ваша коробка передач будет работать в исключительно тяжелых условиях или вы не уверены в условиях эксплуатации. В этом случае выберите более высокий коэффициент обслуживания или проконсультируйтесь с надежным поставщиком коробки передач, чтобы определить, сможет ли он удовлетворить ваши требования.

Что такое класс обслуживания коробки передач?

Многие производители используют понятие класса обслуживания, а не значения коэффициента обслуживания, чтобы упростить согласование редуктора с приложением.

Класс обслуживания по существу соответствует диапазону значений коэффициента обслуживания, и каждый класс обслуживания соответствует обычно используемому коэффициенту обслуживания. Поскольку расчет коэффициента обслуживания не является точным, использование класса обслуживания может быть более полезным, чем числовое значение, и обеспечить небольшой запас прочности при выборе правильного редуктора для данной задачи.

Обычно используются три основных класса обслуживания. Класс обслуживания I соответствует минимальному коэффициенту обслуживания 1,25. Класс обслуживания II соответствует минимальному коэффициенту обслуживания 1.40, а класс обслуживания III соответствует минимальному коэффициенту обслуживания 2,0.

Редукторы класса I будут использоваться в типичных промышленных задачах, в то время как редукторы класса III будут использоваться в очень тяжелых условиях, требующих исключительной устойчивости.

Сводка

Определение коэффициента обслуживания редуктора — решающий шаг при выборе такого коэффициента, который будет надежно работать и поможет обеспечить длительную производительность вашего приложения. Чтобы приступить к созданию идеальной коробки передач, посетите наш конструктор редукторов редукторов или свяжитесь с нами сегодня, чтобы поговорить с нашей опытной командой, которая поможет вам найти редуктор, подходящий для ваших нужд.

Фактор обслуживания — обзор

Рабочий пример конструкции приводного вала

Применение этих принципов лучше всего проиллюстрировано на рабочем примере. На рис. 11.15 показан двигатель, соединенный с помощью сдвоенных резиновых муфт с несколькими втулками и промежуточного стального вала с вихретоковым динамометром с запуском динамометра.

Рисунок 11.15. Простая форма трансмиссии динамометр-двигатель, используемая в следующем примере.

Технические характеристики двигателя следующие:

Четырехцилиндровый четырехтактный бензиновый двигатель, рабочий объем 2.0 L, диаметр отверстия 86 мм и ход поршня 86 мм.

В таблице 11.4 указан коэффициент эксплуатации 4,8, что дает расчетный крутящий момент 110 × 4,8 = 530 Н · м.

Соединение двух муфт предлагается стальным валом следующих размеров:

03

.(11.9a) и учитывая коэффициент эксплуатации 4.8, напряжение скручивания τ = 42 МПа, что очень консервативно.

Из уравнения. (11.10):

Cs = π × 0,044 × 80 × 10932 × 0,5 = 40,200 Нм / рад

Рассмотрим сначала случай, когда используются жесткие муфты:

nc = 602π40,200 × 0,550,25 × 0,30 = 5185c. вечера

Для четырехцилиндрового четырехтактного двигателя мы видели, что первая критическая ситуация возникает при заказе N ₀ = 2, что соответствует частоте вращения двигателя 2592 об / мин.Это попадает прямо в середину диапазона оборотов двигателя и явно неприемлемо. Это типичный результат, которого следует ожидать, если попытаться обойтись без гибких муфт.

Резонансную частоту вращения необходимо уменьшить, и обычно ее устанавливают между скоростями запуска и холостого хода или между скоростями холостого хода и минимальной частотой вращения при полной нагрузке. В данном случае последние скорости равны 500 и 1000 об / мин соответственно. Это предполагает критическую скорость N _c 750 об / мин и соответствующую резонансную частоту n _c = 1500 циклов / мин.

Это требует уменьшения жесткости на кручение в соотношении:

(15005185) 2, т.е. до 3364 Нм / рад.

Комбинированная жесткость на кручение нескольких последовательно соединенных элементов определяется выражением (11.14):

(11.14) 1C = 1C1 + 1C2 + 1C3 + ⋯

Это уравнение показывает, что желаемая жесткость может быть достигнута с помощью двух гибких муфт, каждая из жесткость 7480 Н м / рад. В каталоге производителя показана муфта с несколькими втулками, имеющая следующие характеристики:

Подставляя это значение в уравнение.(11.14) указывает на комбинированную жесткость 3800 Н · м / рад. Подставляя в уравнение. (11.1) дает n _c = 1573, что соответствует частоте вращения двигателя 786 об / мин, что является приемлемым.

Осталось проверить вероятную амплитуду крутильных колебаний на критической скорости.В условиях холостого хода i.m.e.p. двигателя, вероятно, будет около 2 бар, что указывает на уравнение. (11.5a), средний крутящий момент M _{означает} = 8 Н · м.

Из таблицы 11.1, p Коэффициент = 1,91, что дает T _ex = 15 Н м на цилиндр:

∑Tex = 4 × 15 = 60 Нм

Таблица 11.4 указывает на динамическую лупу M = 10,5 и комбинированная динамическая лупа из уравнения. (11,12) = 7,4 Соответствующее значение вибрационного момента из уравнения(11.7), тогда:

Tv = 60 × 7,4 (1 + 0,25 / 0,30) = ± 242 Нм

Это выходит за пределы продолжительного номинального значения муфты ± 136 Н · м, но многоступенчатые муфты допускают кратковременные периоды довольно серьезная перегрузка, и это решение должно быть приемлемым при условии, что двигатель довольно быстро работает на критических оборотах. Альтернативой может быть выбор муфты аналогичной жесткости с использованием втулок SBR твердостью 60/65. Таблица 11.4 показывает, что динамическая лупа уменьшена с 10,5 до 2,7 с соответствующим уменьшением T _v .

Если бы вместо вихретокового динамометра мы использовали машину постоянного тока, инерция I _b была бы порядка 1 кгм ² , в четыре раза больше. Это имеет два неблагоприятных эффекта:

•

Коэффициент обслуживания из таблицы 11.4 увеличен с 4,8 до 5,8.

•

Знаменатель в уравнении. (11,7) уменьшается с (1 + 0,25 / 0,30) = 1,83 до (1 + 0,25 / 1,0) = 1,25, что соответствует увеличению вибрационного момента для данного возбуждающего момента почти на 50%.

Это общее правило: чем больше инерция динамометра, тем сильнее крутящие напряжения, создаваемые данным возбуждающим моментом .

Применение уравнения. (11.1) показывает, что для той же критической частоты общая жесткость должна быть увеличена с 3364 до 5400 Н · м / рад. Мы можем удовлетворить это требование, изменив втулки с твердостью по Шору 50/55 на твердость по Шору 60/65, увеличив динамическую жесткость на кручение каждой муфты с 8400 до 14000 Н · м / рад (в общем, обычный диапазон значений твердости от От 50/55 до 75/80, соответствует диапазону жесткости примерно 3: 1, полезной степени гибкости для проектировщика).

Ур. (11.1) показывает, что с этой измененной муфтой жесткость n _c изменяется с 1573 до 1614 циклов / мин, и это должно быть приемлемо. Колебательный момент, генерируемый на критической скорости, увеличивается двумя факторами, упомянутыми ранее, но в некоторой степени снижается за счет более низкой динамической лупы для более твердой резины, M = 8,6 против M = 10,5. Как и прежде, следует избегать продолжительной работы на критической скорости.

Для полноты мы должны проверить скорость вращения по формулам.(11.11a) и (11.11b).

Масса вала на единицу длины составляет W _s = 9,80 кг / м:

Nw = 30π0,502200 × 109 × π ​​× 0,04464 × 9,80 = 19,100 об / мин

, тогда из уравнения. (11.11b), скорость вращения = 12300 об / мин, что является удовлетворительным.

Обратите внимание, однако, что если длину вала увеличить с 500 до 750 мм, скорость вращения снизится примерно до 7300 об / мин, что едва ли приемлемо. Это обычная проблема, обычно решаемая с помощью трубчатых валов, которые имеют гораздо большую поперечную жесткость для данной массы.

При столкновении с двигателем, характеристики которого значительно отличаются от любых других прогонов, ранее проведенных на данном испытательном стенде, нет безопасной альтернативы выполнению этой процедуры проектирования .

Альтернативным решением к предыдущему рабочему примеру является использование обычного карданного вала с двумя универсальными шарнирами с добавлением муфты, включающей кольцевой резиновый элемент, действующий на сдвиг, чтобы придать необходимую гибкость при скручивании.Эти соединительные элементы, показанные на рис. 11.14, обычно более мягкие, чем муфты с несколькими втулками при заданном крутящем моменте, но менее устойчивы к работе вблизи критической скорости. Если будет решено использовать обычный карданный вал, поставщик должен быть проинформирован о максимальной скорости, с которой он должен работать. Это, вероятно, будет намного выше, чем обычно в автомобиле, и может потребовать более жестких, чем обычно, ограничений на балансировку вала.

Сервисный коэффициент двигателя (SF), определенный NEMA

Допустимая нагрузка в лошадиных силах

Сервисный коэффициент двигателя (SF) — это процент перегрузки, с которой двигатель может справиться в течение коротких периодов времени при нормальной работе с правильными допусками по напряжению.Коэффициент обслуживания двигателя

(SF), определяемый NEMA

Это практично, поскольку дает вам некоторую «выдумку» при оценке потребности в лошадиных силах и фактических требований к рабочей мощности . Он также обеспечивает более низкие температуры обмотки при номинальной нагрузке, защищает от периодических повышений температуры и помогает компенсировать низкие или несбалансированные линейные напряжения.

Двигатель BALDOR с открытой каплестойкой C-образной поверхностью, устанавливаемый на лапку — 1 / 3Hp-100Hp NEMA 56C-404TC

Например, стандартным SF для двигателей с открытой каплестойкой (ODP) является 1.15 . Это означает, что двигатель мощностью 10 л.с. с SF 1,15 может обеспечить 11,5 л.с. при необходимости для краткосрочного использования. Некоторые двигатели с дробной мощностью имеют более высокие эксплуатационные коэффициенты, такие как 1,25, 1,35 и даже 1,50.

NEMA определяет коэффициент обслуживания как множитель . , когда он применяется к номинальной мощности, указывает допустимую нагрузку лошадиных сил, которая может выдерживаться в условиях, указанных для коэффициента обслуживания при номинальном напряжении и частоте.

Этот сервисный коэффициент может использоваться для следующих целей:

1. Чтобы компенсировать неточность в прогнозировании периодически возникающих потребностей системы в мощности.
2. Для увеличения срока службы изоляции за счет снижения температуры обмотки при номинальной нагрузке.
3. Для обработки периодических или случайных перегрузок.
4. Для работы при температуре окружающей среды выше 40 ° C.
5. Для компенсации низких или несимметричных напряжений питания.

NEMA, однако, добавляет некоторые предостережения при обсуждении коэффициента обслуживания:

1. Работа с нагрузкой с коэффициентом обслуживания в течение продолжительных периодов времени обычно снижает скорость, срок службы и эффективность двигателя.
2. Двигатели могут не обеспечивать достаточный пусковой крутящий момент и крутящий момент отрыва, и возможен неправильный подбор пускового устройства / величины перегрузки. Это, в свою очередь, влияет на общий срок службы двигателя.
3. Не полагайтесь на способность эксплуатационного фактора выдерживать нагрузку на постоянной основе.
4. Коэффициент использования установлен для работы при номинальном напряжении, частоте, окружающей среде и на уровне моря.