Mikä on kääntölaakerin vääntömomentti? Kitka, kaavat ja valintaopas

Kun nosturin ylärakenne epäröi kylmän aamun ensimmäisellä lyönnillä, ongelma on harvoin yksin moottori. Paljon useammin kukaan ei mitoittanut vetoa vääntömomentin mukaan, joka piileskelee itse laakerin sisällä. Kääntölaakerin vääntömomentti ei ole kiinteä luku, joka on painettu datalehteen kuormitusarvojen viereen. Se on vastus, jonka laakeri luo pyörimistä vastaan: kitkaa kuormaa kantavista vierintäelementeistä, rengasta pitkin kulkevista tiivistehuulista ja hammaspyörän hampaista, joihin on asennettu kiinteä hammaspyörä. Lyhyt vastaus on tämä: kääntölaakerin vääntömomentti on muuttuva kitkakuorma, joka on yleensä 1,5–2 kertaa suurempi irrottautumisessa kuin tasaisen käynnin aikana, ja se kuuluu vetolaitteen mitoituksen keskipisteeseen, ei reunoihin.

Kolme erilaista "vääntömomenttia" sekoitetaan kääntösovelluksissa

Ennen kuin lasket mitään, erota kolme suuretta, joita insinöörit rennosti kutsuvat "kääntömomentiksi", koska yhden niistä arvo ei kerro melkein mitään muista.

• Laakerin kitkamomentti — itse laakerin sisällä vierintäelementtien, tiivisteiden ja hammaspyörien aiheuttama vastus. Tätä termi yleensä tarkoittaa.
• Vaadittu käyttömomentti — kaikki, mitä moottorin tai hammaspyörän tulee tuottaa: laakerin kitka plus inertia kiihdytyksen aikana sekä työvastus, kuten tuulen kuormitus tai kaivureaktio.
• Pito- tai jarrutusmomentti — staattinen vääntömomentti, jonka taajuusmuuttaja kestää vahingoittumatta. Tämä on taajuusmuuttajan spesifikaatio, ei laakeri.

Kääntyvien laakerien tietosivulla mainitaan harvoin yksittäinen kitkamomenttiluku, ja tämä pois jättäminen on tahallista. Kitka riippuu tosiasiallisesti käyttämästäsi aksiaalikuormasta, säteittäiskuormasta ja kallistusmomentista, tilaamastasi välyksestä tai esijännitysluokasta, voiteluaineen viskositeetista ja lämpötilasta. Kaksi identtistä rengasta voivat erota kolminkertaisesti mitatussa vastuksessa tehtävästä riippuen, joten useimmat valintavirheet alkavat käsitellä vakiona.

Kääntölaakerin kitkamomentin kolme osaa

Valmistajat mallintavat kokonaiskitkamomentin kolmen osan summana: M = Mf Ms Mg. Jokainen käyttäytyy palvelussa eri tavalla, minkä vuoksi splitillä on merkitystä.

Kuormaa kantava kitkamomentti (Mf)

Vierintävastus syntyy siellä, missä pallot tai rullat kohtaavat aksiaalisen kuormituksen, säteittäisen kuormituksen ja kallistusmomentin alaisena. Se kasvaa kuorman mukana, jyrkästi niin suurissa momenttikuormissa, jotka painavat kilparadan toisen puolen voimakkaasti kosketukseen. Pallomallit osoittavat pistekosketuksen ja yleensä alhaisemman vastuksen; rullamallit kantavat enemmän kuormaa kokoa kohden suuremman kitkan hinnalla täyteen kuormitettuna.

Tiivisteen kitkamomentti (MS)

Renkaan pinnalla liukuvat tiivistehuulet tuottavat vastuksen, joka on lähes riippumaton kuormituksesta. Pienessä tai kevyesti kuormitetussa laakerissa tiivisteet voivat muodostaa suurimman osan kokonaiskitkasta, ja jokainen ylimääräinen huuli lisää sitä. Kaksi laakeria, joilla on identtiset kuoret, mutta erilaiset tiivistejärjestelyt, voivat siksi vaatia huomattavasti erilaisia ​​käyttöjä.

Gear Mesh Kitka (Mg)

Hammaspyörät lisäävät kitkaa hammaspyörän ja renkaan rajapinnassa, mihin vaikuttavat vaihteiston laatu, moduuli, voitelu ja verkkojen kohdistus. Ulkoisesti vaihdetuissa yksiköissä väärin kohdistettu hammaspyörä näkyy sekä kohonneena vääntömomenttina että paikallisena hampaiden kulumisena.

Koska nämä komponentit skaalautuvat eri tavalla koon ja käyttötarkoituksen mukaan, rakenteen valinta muokkaa vääntömomenttibudjettia. Kevyissä ja keskiraskaissa laitteissa, kuten aurinkoseurannassa, pienissä asennoittimissa ja elintarvikekoneissa, a yksirivinen kuulalaakeri pitää vierintä- ja tiivistyskitkan riittävän alhaisena, jotta kompaktit, vähän tehoa käyttävät käytöt pysyvät käyttökelpoisina.

Yksirivinen kääntölaakeri kevyeen pyöritykseen Yhdellä karkaistujen teräspallojen rivillä tämä laakeri pitää vierintä- ja tiivistyskitkan alhaisena, joten aurinkoseurantalaitteiden, pienten asennoittimien ja elintarvikekoneiden kompaktit käytöt pysyvät käyttökelpoisina. Lämpökäsitellyt radat, tiivistysvaihtoehdot ja helppo asennus tukevat pitkän ja vakaan palvelun. Näytä tuote →

Kuinka laskea kääntölaakerin vääntömomentti

Vakavat hankkeet hoitavat numerot molemmista suunnista.

Käytettävissä olevasta tehosta

Käytännön käyttöpuolen kaava on M = P / ω, jossa P on renkaaseen syötetty teho ja ω on kulmanopeus radiaaneina sekunnissa. Lava, joka kääntyy nopeudella 1 rpm, kääntyy nopeudella ω = 2π/60 ≈ 0,105 rad/s. Jos 1,5 kW saavuttaa renkaan tällä nopeudella, käytettävissä oleva vääntömomentti on noin 1500 / 0,105 ≈ 14 300 N·m, noin 14 kNm. Suorita aritmetiikka käänteisesti tarkistaaksesi, pystyvätkö ehdotettu moottori ja vaihteisto todella toimittamaan sen, mitä sovellus vaatii todellisilla kääntönopeuksilla.

Frictionista

Ensikierrosestimaatti kertoo ekvivalentin kosketuskuorman kulkuradan säteellä ja yhdistetyllä kitkakertoimella: M ≈ µ × F × d/2. Toiminta-arvot µ välillä noin 0,005 - 0,015 peittävät vierintäkoskettimen ja tiivisteet, jossa alempi pää kevyesti esikuormitetuille kuulamalleille lämpimissä, hyvin voideltuissa olosuhteissa ja yläpää raskaasti kuormitetuille tai kylmäkäyntisille yksiköille. Valmistajan kaavat tarkentavat tämän polynomeiksi, jotka punnitsevat aksiaali-, säteittäis- ja momenttitermit erikseen, joten käytä niitä lopullisessa tarkistuksessa estimaatin sijaan.

Lisää loput tullit

Kokonaiskysyntä on M_drive = M_kitka M_inertia M_työ. Hitausmomentti hallitsee nopeasti indeksoituja automaatio- ja seurantajärjestelmiä; työvastus hallitsee kaivinkoneissa ja nostureissa. Kun kierukkavaihteinen kääntökäyttö korvaa avoimen hammaspyörän, suljettu suhde muuttaa vaatimattoman moottorin vääntömomentin renkaan tarvitsemaksi suureksi ulostulomomentiksi, ja miten välityssuhde muokkaa vääntömomenttia ja nopeutta ansaitsee oman varmistusvaiheensa ennen kuin lukitset moottorin koon.

Käynnistysmomentti vs. käyntivääntömomentti

Kääntölaakerin mitattu irrotusmomentti on tyypillisesti 1,5–2 kertaa vakiokäyntiarvo, ja rako levenee kylmällä säällä. Kolme vaikutusta aiheuttaa sen: staattinen kitka kuormituksen alaisena on suurempi kuin liikkuva kitka, rasva jäykistyy, kunnes vierintäelementit auraavat paksumman kalvon läpi muutaman ensimmäisen kierroksen aikana, ja tiivisteen huulet tarttuvat kovemmin ennen kuin ne lämpenevät ja mukautuvat. Taajuusmuuttajan valinnassa tämä tarkoittaa, että moottorin, vaihteiston ja varoventtiilin asetusten on tyhjennettävä irtoamishuippu, ei juoksevaa keskiarvoa – tarkistus, joka on tärkeintä täydellä kuormituksella käynnistyvissä laitteissa, kuten kaivinkoneen ylärakenteissa ja kauhankannattimissa.

Mikä työntää kääntölaakerin vääntömomenttia ylös tai alas

• Vapaus- tai esilatausluokka: esikuormitetut renkaat toimivat jäykemmin ja vastustavat pyörimistä enemmän; he ostavat tarkkuuden vääntömomentin hinnalla.
• Kuorman suuruus ja kallistusmomentti: raskaammat, keskipisteestä poikkeavat kuormat lisäävät kulkuradan kosketuspainetta ja kitkaa.
• Lämpötila ja voiteluaine: alhaisen lämpötilan tai korkeaviskositeettinen rasva lisää sekä käynnistys- että käyttömomenttia.
• Tiivisteen muotoilu: ylimääräiset huulet ja tiukempi kontakti lisäävät jatkuvaa vetoa.
• Asennustarkkuus: epätasainen kiinnityspinta tai epätasainen pultin kiristys vääristää renkaita ja kuormittaa rataa epätasaisesti.
• Hammaspyörän verkon kohdistus: väärin kohdistettu hammaspyörä lisää vaihteiston kitkaa ja nopeuttaa kulumista.

Latauksen merkillä on yhtä paljon merkitystä kuin latauksen koolla. Käyttöjaksot, jotka heiluvat tai peruuttavat, pitävät kosketusalueen liikkumassa kilparadalla, joten vastus muuttuu koko syklin ajan; se kannattaa tarkistaa kuinka yksiriviset pallomallit käsittelevät vaihtelevia kuormia ennen työprofiilin viimeistelyä.

Asteikon raskaassa päässä – satamanosturit, tunnelointikoneet, suuret kaivinkoneet – suurempi kitka hyväksytään kapasiteetin hinnaksi, jolloin 13-sarjan kolmirivinen kääntölaakeri ansaitsee paikkansa: erilliset kulkuradat kantavat aksiaali-, säteittäis- ja momenttikuormat itsenäisesti, joten yksikään rivi ei vaarannu.

13-sarjan kolmirivinen kääntölaakeri raskaille kuormille Erilliset radat kuljettavat aksiaali-, säteittäis- ja momenttikuormia itsenäisesti, joten tämä 13-sarjan laakeri soveltuu satamanostureihin, tunnelointikoneisiin ja suuriin kaivinkoneisiin, joissa kapasiteetti on suurempi kuin lisätty kitka. Seosteräsrakenne ja yksinkertaistettu huolto tukevat vaativia käyttöjaksoja. Näytä tuote →

Mitä tulee varmistaa toimittajalta ennen tilaamista

1. Kitkamomenttitiedot kuormituksissasi – käynnistys- ja käyttöarvot, ei yksi sekoitettu luku.
2. Testiolosuhteet — kuormitus, nopeus ja lämpötila, joissa nämä arvot mitattiin.
3. Välys tai esijännitysluokka – ja mitä se tekee odotetulla vastuksella.
4. Tiivisteen ja rasvan tekniset tiedot – huulien määrä, rasvan tyyppi ja täyttömäärä sekä käyttäytyminen kylmässä ilmastossa.
5. Hammaspyörän laatu ja välys — hammaspyörärenkaille, koska verkkolaatu syöttää suoraan Mg:ään.
6. Hyväksymiskriteerit — mitattu pyörimisvääntömomentin raja linkoustestissä ennen toimitusta.

Kun kitka ja vääntömomentti ylittävät sen, mitä hammaspyörä- ja supistusmekanismi hoitaa taloudellisesti, monet ostajat siirtyvät integroituihin yksiköihin; a vaakasuuntainen kääntövoima pakkaa laakerin, suljetun vaihteiston ja asennuskotelon yhdeksi yhteensopivaksi kokoonpanoksi, joten vääntömomenttiketju on suunniteltu järjestelmäksi eikä koottu osista.

Vaakasuuntainen kääntöveto itselukittuvalla toiminnolla Tämä integroitu yksikkö sisältää laakerin, suljetun vaihteiston ja asennuskotelon yhdeksi yhteensopivaksi kokoonpanoksi, joten vääntömomenttiketju on suunniteltu järjestelmäksi. Itselukittuva pitää asennon kuormitettuna ilman tehoa, hyödyllinen, kun kitka ja käyttömomentti ylittävät tappi- ja supistusjärjestelyt. Näytä tuote →

Kääntölaakerin vääntömomenttia käsitellään parhaiten järjestelmän ominaisuutena, ei luettelovakiona. Se on kuorman, tiivisteen ja vaihteiston kitkan summa; se piikit käynnistettäessä; ja se liikkuu esijännityksen, lämpötilan, voitelun ja asennuslaadun mukaan. Jaa todelliset kuormitustapauksesi – aksiaalinen, radiaalinen, momentti, nopeus ja lämpötila-alue – laakerinvalmistajan kanssa ajoissa ja pyydä käynnistys- ja vääntömomenttitietoja kyseisiä kuormia vastaan. Tämä yksittäinen askel estää kallistuvien sovellusten kalleimman vikatilan: koneen, joka kääntyy, mutta ei koskaan niin helposti kuin piirustus lupasi.