Grundlegende Auswahl des Getriebereduzierers

Grundlegende Auswahl des Getriebereduzierers

Die Auswahl eines Untersetzungsgetriebes kann ziemlich schwierig sein. Kunden können aus einer Vielzahl von Untersetzungsgetrieben wählen, die unterschiedliche Anforderungen erfüllen können. Eine falsche Entscheidung könnte zum Kauf eines teureren Getriebes führen. Die Kraftübertragungsindustrie benötigt möglicherweise ein Getriebe, das fliegende Lasten unterstützt, während die Bewegungssteuerungs- oder Servoindustrie möglicherweise ein Getriebe benötigt, das dynamische Bewegungen bewältigen kann.

Einer der ersten Problembereiche bei der Dimensionierung ergibt sich aus der Dimensionierung des Motors im Vergleich zur Dimensionierung der Last. Die Dimensionierung des Motors kann einfacher sein und zu einem funktionierenden Getriebe führen, führt jedoch dazu, dass ein größeres Getriebe als nötig gekauft werden muss. Auch dieses Getriebe wird für die Anwendung überqualifiziert sein. Die Dimensionierung entsprechend der Last stellt jedoch sicher, dass ein Getriebe zur Anwendung passt, kostengünstiger ist und möglicherweise weniger Platz benötigt.

Gemeinsame Aspekte von Dimensionierungsanwendungen

Es gibt verschiedene Aspekte der Getriebedimensionierung, die für jede Situation gelten. In diesem Abschnitt werden diese Kriterien detailliert beschrieben und Einblicke geboten.

1. Servicefaktor

Vor der Dimensionierung einer Anwendung sollte der Kunde den Servicefaktor bestimmen.
Der Servicefaktor kann im Allgemeinen als der für eine Anwendung erforderliche Wert über dem Nennwert des Geräts definiert werden. Der Betriebsfaktor sollte für Bedingungen wie ungleichmäßige Belastung, Betriebsstunden und erhöhte Umgebungstemperatur bestimmt werden.

Wie würde man einen Servicefaktor interpretieren? Ein Servicefaktor von 1,0 bedeutet, dass eine Einheit gerade genug Kapazität hat, um die Anwendung zu bewältigen. Es gibt keine Toleranz für zusätzliche Anforderungen, die zu einer Überhitzung oder einem Ausfall des Getriebes führen können. Für die meisten industriellen Anwendungen ist ein Servicefaktor von 1,4 ausreichend. Dieser Betriebsfaktor bedeutet, dass das Getriebe die 1,4-fache Anwendungsanforderung bewältigen kann. Wenn die Anwendung 1.000 Zoll-Pfund erfordert, wäre das Getriebe für 1.400 Zoll-Pfund dimensioniert. Verschiedene Faktoren beeinflussen, wie viel Servicefaktor in einer bestimmten Anwendung verwendet werden sollte.

2. Umgebungstemperatur und Umgebung

Höhere Umgebungstemperaturen erhöhen den Innendruck, was eine Erhöhung des verwendeten Betriebsfaktors erforderlich macht. Hohe oder niedrige Temperaturen können unterschiedliche Dichtungsmaterialien und Schmierviskositäten erfordern. Die Umgebung, in der das Getriebe betrieben wird, ist ebenfalls ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Dimensionierung. Raue Umgebungen können den Verschleiß des Geräts erhöhen. Staubige oder schmutzige Umgebungen erfordern oft spezielle Materialien, um Korrosion oder Bakterienwachstum zu verhindern. Lebensmittel- oder Getränkefabriken benötigen spezielle FDA-konforme Beschichtungen und Öle. Vakuumumgebungen erfordern besondere Überlegungen zur Fett- und Wärmeableitung, da keine Luft zur Kühlung vorhanden ist. Wenn diese Umgebungsmerkmale nicht berücksichtigt werden, kann es dazu kommen, dass ein Getriebe die Anwendung nicht ordnungsgemäß unterstützt. All diese Aspekte müssen bei der Dimensionierung eines Getriebes berücksichtigt werden.

3. Stoßbelastung oder Art der Belastung

Hohe Stoß- oder Stoßbelastungen können zu einem erhöhten Verschleiß der Verzahnung und der Wellenlager führen. Dieser Verschleiß könnte zu einem vorzeitigen Ausfall führen, wenn er bei der Dimensionierung nicht berücksichtigt wird. Diese Belastungen erfordern einen erhöhten Betriebsfaktor. Gleichmäßige Belastungen sind Belastungen, die während der Anwendung konstant bleiben, während sich ungleichmäßige Belastungen während der Anwendung ändern. Ungleichmäßige Belastungen, auch wenn sie gering sind, erfordern einen höheren Betriebsfaktor als gleichmäßige Belastungen. Ein Beispiel für eine gleichmäßige Ladung wäre ein Förderband, auf dem eine gleichbleibende Produktmenge läuft. Eine ungleichmäßige Belastung wäre jede Art von intermittierender Schneidanwendung. Diese intermittierende Schnittkraft führt zu einem periodischen Anstieg des Drehmoments am Getriebe, was eine ungleichmäßige Belastung darstellt.

4. Ausgabestil oder -mechanismus

Zu den Abtriebsmechanismen gehören unter anderem ein Kettenrad, eine Riemenscheibe oder ein Zahnritzel. Unterschiedliche Ausgangskonfigurationen, wie z. B. eine doppelte Ausgangswelle oder eine auf der Welle montierte Buchse, verringern die zulässige Querlast des Geräts. Unterschiedliche Abtriebsmechanismen führen zu unterschiedlichen Wellenlasten, die berücksichtigt werden müssen. Die meisten Mechanismen verursachen eine hohe radiale Belastung, aber Dinge wie Schrägverzahnungen können auch eine axiale Belastung verursachen. Für diese Ausgänge könnten andere Lager erforderlich sein, um der erhöhten radialen oder axialen Belastung Rechnung zu tragen.

5. Abtriebswellen- oder Hohlbohrungsgröße

Bei der Dimensionierung einer Anwendung müssen die Abtriebswelle und die Bohrungsgröße den Kundenanforderungen entsprechen. Dazu könnte ein rostfreier Ausgang des Geräts gehören, und ob es eine Welle mit oder ohne Passfeder, eine Hohlbohrung mit oder ohne Passfeder oder einen geflanschten Ausgang in Kombination mit einem der vorherigen Merkmale hat. Die Wahl der richtigen Bohrungsgröße für eine Einheit kann den Kunden dazu zwingen, ein größeres Getriebe oder einen anderen Getriebetyp zu kaufen, der zu seiner aktuellen Welle passt. In manchen Fällen kann der Kunde seine Welle modifizieren, um die kostengünstigste Einheit zu verwenden und gleichzeitig eine optimale Lösung anzubieten.

6. Wohnstile

Bei der Auswahl eines Getriebes ist es auch wichtig, die Montageart zu berücksichtigen. Eine Einheit könnte Montagefüße, einen Flansch am Ausgang oder einfach nur einfache Gewindelöcher auf einer oder mehreren Seiten haben. Diese Gehäusearten könnten die Art und Weise der Montage eines Geräts einschränken, so dass eine Vielzahl von Optionen dazu führen könnte, dass keine kundenspezifischen Rahmen oder Halterungen erforderlich sind. Wenn beispielsweise Gewindelöcher an der Unterseite des Geräts vorhanden wären, wäre keine spezielle L-Halterung zur Montage um den Ausgang erforderlich.

Kraftübertragung

Einige Elemente, die den Dimensionierungsprozess beeinflussen, sind branchenspezifisch. In der Kraftübertragungsindustrie wirken sich die Ausgangsdrehzahl, die Motorleistung und die Rahmengröße sowie die Querlast auf die Anwendungsberechnungen aus.

• Ausgangsdrehzahl Der Kunde muss das für den Betrieb des Untersetzungsgetriebes erforderliche Übersetzungsverhältnis bestimmen oder für Berechnungen die Antriebs-/Abtriebsgeschwindigkeit und die Betriebshertz (Hz) angeben. Der Standard ist eine Eingangsdrehzahl von 1750 U/min bei 60 Hz. Alle Änderungen müssen bei der Größenbestimmung angegeben werden, da sich dadurch die Verhältnisberechnung ändert. Wenn Änderungen nicht berücksichtigt werden, wird das Getriebe nicht den Anforderungen des Kunden entsprechen.

• Motorleistung und Rahmengröße Vor der Berechnung des Betriebsfaktors müssen die Getriebegröße und die Eingangsoption ermittelt werden. Sobald das Getriebe dimensioniert ist, verwenden Sie die erforderliche Leistung, um den tatsächlichen Betriebsfaktor zu berechnen. Motoren mit großer Leistung erzeugen Wärme, die sich negativ auf die mechanischen Leistungen des Untersetzungsgetriebes auswirken kann. Diese aufgrund der erhöhten Wärme verringerte Leistung wird als Wärmekapazität eines Untersetzungsgetriebes bezeichnet und muss bei der Verwendung großer Motoren berücksichtigt werden.

• Allgemeine Wellenlast Bei der Dimensionierung muss sichergestellt werden, dass die Belastung das Getriebe nicht beschädigt. Die in Pfund gemessene Kraft, der die Abtriebswelle standhalten kann, wird als Überhanglast bezeichnet. Wenn die Nennleistung unter der Anwendung liegt, wird der Drehzahlminderer beschädigt.

Bewegungssteuerung

In der Servoindustrie wirken sich Eingangsgeschwindigkeit, Trägheit, dynamische Drehmomentbewegung, spezifische Wellenlasten und Motorwellendurchmesser auf den Dimensionierungsprozess aus.

• Eingabegeschwindigkeit Die Eingangsdrehzahl sollte die Getriebenennwerte nicht überschreiten, da es sonst aufgrund des erhöhten Drucks zu vorzeitigem Dichtungsverschleiß kommt. Die Eingangsgeschwindigkeit kann versehentlich erhöht werden, wenn ein Ausgangsmechanismus mit einem Verhältnis vorhanden ist, das bei der Dimensionierung nicht berücksichtigt wird. Dies ist ein weiterer Grund, warum die Angabe von Ausgangsmechanismen so wichtig ist.

• Trägheit Zur Feinsteuerung des Ausgangs ist eine Trägheitsinkongruenz von weniger als 10:1 erwünscht. Dies ist wichtig, um die für einige Anwendungen erforderliche hohe Genauigkeit zu erreichen. Die Größe und das Übersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes sind die Haupteinflüsse des Getriebes auf die Trägheit. Kontrollingenieure können kleinere Abweichungen oder sogar bestimmte Mengen verlangen. Häufig wird ein Motor aufgrund seiner dynamischen Fähigkeiten und nicht aufgrund seines Drehmoments ausgewählt. Aufgrund der erhöhten Rotorträgheit wird häufig ein Motor mit viel mehr Drehmoment verwendet, als für die Anwendung erforderlich ist. Einige Motorenhersteller fertigen sogar Motoren speziell für hohe oder niedrige Trägheitswerte. Dies ermöglicht eine bessere Abstimmung der Anwendung aufgrund einer geringeren Trägheitsinkongruenz. Dabei ist es wichtig, das Ausgangsdrehmoment des Motors zu begrenzen, um einen Getriebebruch zu verhindern

• Dynamische Bewegung Bei zyklischer Bewegung kann ein höherer Betriebsfaktor erforderlich sein als bei kontinuierlicher Bewegung. Dies liegt daran, dass ständige Starts und Stopps zu zusätzlichem Verschleiß an den Verzahnungen und Dichtungen führen. Die zyklische Umkehrung, also eine ständige Hin- und Herbewegung zwischen zwei Punkten, erfordert einen noch höheren Betriebsfaktor als die zyklische oder kontinuierliche Bewegung

• Spezifische Wellenlasten Radiale, axiale und Momentwellenbelastungen müssen anhand der Nennwerte des Geräts überprüft werden. Andernfalls kann es zu einem Wellenbruch oder einer Beschädigung der Lager oder Getriebezähne kommen. Im Allgemeinen wird auf diese Nennwerte der gleiche Betriebsfaktor angewendet, um ein entsprechend starkes Getriebe zu bestimmen. Zusätzliche Lagertypen können diese Werte erhöhen, wenn die Anwendung dies erfordert.

• Durchmesser oder Länge der Motorwelle Die Motorwelle muss in das Gerät passen und lang genug sein, um vollständig in die Kupplung einzugreifen. Ohne vollständiges Eingreifen könnte es zu Eingabeschlupf kommen. Auch wenn dies keinen Einfluss auf den erforderlichen Wartungsfaktor hat, ist es wichtig, dies zu berücksichtigen, um Probleme bei der Montage des Motors zu vermeiden. Einige Hersteller verfügen über ein Design mit großem Eingang, sodass das Untersetzungsgetriebe den größeren Motor aufnehmen kann, ohne die Einheit zu vergrößern.

Abschluss

Um die beste Lösung für das Untersetzungsgetriebe zu finden, sollten Kunden die Größe anhand der Last ermitteln. Dadurch wird sichergestellt, dass sie eine kostengünstige Lösung erhalten, die zur Anwendung passt. Der Betriebsfaktor, die Umgebung, die Umgebungstemperaturen, die Stoßbelastung, die Ausgangsart und die Betriebsstunden sind wichtige Aspekte für die Dimensionierung. Je mehr Informationen der Kunde bereitstellt, desto genauer ist der Dimensionierungsprozess. So entsteht am Ende eine Lösung, die den Anforderungen des Kunden entspricht! Es stehen zahlreiche Dimensionierungsprogramme zur Verfügung, mit denen Sie ermitteln können, welches Getriebe für Ihre Anwendung am besten geeignet ist.