Gids voor trommeltandwielkoppelingen: typen, toleranties, smering en aankooprisico's

Een molenaandrijving mislukt zelden zonder waarschuwing. Hij klopt met hoge snelheid, werpt een vlek donker vet rond de flens van de huls en trilt anders als de last slingert. Als de koppeling eindelijk loskomt, zijn de hulstanden gepolijst en is de helft van het smeermiddel verdwenen. In de meeste gevallen was de koppeling helemaal niet ondermaats; de kroonradius, de afdichtingsklasse en het smeerinterval waren simpelweg nooit afgestemd op de taak.

Het praktische antwoord voor de meeste horizontale industriële aandrijvingen is eenvoudig. Kies een trommelontwerp met gekroonde tanden, controleer de verkeerde uitlijning bij zowel koude als warme uitlijningstoestanden, en behandel vet en afdichtingen als gepland onderhoud en niet als een bijzaak. De rest van deze pagina legt uit waarom dat werkt en waar de uitzonderingen zitten.

Wat een drumtandwielkoppeling eigenlijk is

Een trommeltandwielkoppeling verbindt twee assen via naven waarvan de externe tanden gekroond zijn, wat betekent dat ze zowel in axiale als radiale richting tonvormig zijn in plaats van recht gesneden. Die tanden grijpen in met interne tanden in een of twee flenshulzen. De kroon laat elke naaf lichtjes in de huls draaien als de uitlijning verandert, zodat het contactvlak dichtbij het midden van de tand blijft in plaats van over de rand te rijden.

Dat ene detail bepaalt de meeste aankoopbeslissingen. Een rechte cilindrische tandkoppeling met dezelfde boring en lengte tolereert ongeveer een derde van de hoekafwijking, en duwt de belasting op de tandhoeken terwijl de assen uit elkaar bewegen. Gekroonde tanden verspreiden die belasting en houden de contactzone waar de smeerfilm daadwerkelijk leeft.

Het koppelvermogen is zelden de beperkende factor. Een goed gesmeerde trommeltandwielkoppeling is een onderdeel met een hoog koppel en hoge stijfheid, en de storingsoorzaken die er tijdens het gebruik toe doen zijn tandslijtage, verlies van smeermiddel, lekkage van afdichtingen en barsten in de huls. Als u toch een standaard tandwielkoppeling vergelijkt met een trommelvariant voor een specifieke aandrijving, deze vergelijking van tandwielkoppeling versus trommeltandwielkoppeling loopt gedetailleerd door de afwegingen.

De modelcodes lezen: GICL, WG, NGCL en de rest

Codes als GICL, GIICL, NGCL, WG, WGZ en WGT zien er op een offerteblad uitwisselbaar uit, maar elk voorvoegsel beantwoordt een andere vraag. De eerste vraag gaat over de tandvorm, de tweede is hoe de koppeling wordt gemonteerd en wat deze draagt, en de derde is of de aandrijving extra axiale lengte nodig heeft.

In dit assortiment omvatten de GICL- en GIICL-families de kroontandontwerpen voor algemeen gebruik, NGCL voegt daar zwaardere algemene toepassingen aan toe, en de WG-familie omvat de basiskroontandwielkasten met geschroefde flens. GCLD wordt vermeld als een recht cilindrisch tandalternatief, dat geschikt is voor aandrijvingen waarbij de uitlijning echt klein is en de kosten belangrijker zijn dan flexibiliteit. Al het andere is eerder een configuratiewijziging dan een ander werkingsprincipe.

Controleer voordat u bestelt de montagestijl in plaats van het voorvoegsel. Twee koppelingen met dezelfde boring en hetzelfde koppel kunnen volledig verschillen wat betreft afstandsstuklengte, reminterface en smeermethode, en die verschillen bepalen of de eenheid rechtstreeks op de as valt of een herbewerkingsklus wordt.

WG-type basiskoppeling met kroontandwiel voor zware aandrijvingen Beoordeel deze heavy-duty kroontandwielkoppeling als de montagestijl en het smeertraject van belang zijn voor een betrouwbare koppeloverdracht in veeleisende industriële aandrijvingen. Bekijk Product →

Smering en afdichtingen bepalen de levensduur, niet het koppel

Twee koppelingen met identieke koppelwaarden kunnen een levensduur opleveren die een factor drie verschilt, en de reden hiervoor is vrijwel altijd het smeermiddeltraject en de afdichting. Met vet gevulde eenheden domineren de algemene industrie omdat ze eenvoudig en vergevingsgezind zijn, maar vet werkt alleen zolang de afdichting het op zijn plaats houdt. Zodra de O-ring of flenspakking hard wordt, duwt de middelpuntvliedende kracht het vet uit het tandgaas en versnelt de slijtage.

De moeite waard om op het specificatieblad te vermelden voordat de bestelling wordt geplaatst:

• Vetkwaliteit en viscositeit van de basisolie afgestemd op het omgevings- en bedrijfstemperatuurbereik, geen algemene opmerking.
• Afdichtingstype expliciet vermeld: enkele O-ring, dubbele afdichting of labyrint, plus of de aandrijving stof, washdown of olienevel ziet.
• Een schriftelijk overeengekomen bevoorradingsinterval in bedrijfsuren; een kalenderinterval van twaalf maanden betekent niets bij een schijf die 8.000 uur per jaar draait.
• Of de naafdoppen nasmeren mogelijk maken zonder de koppeling uit de trein te trekken.

Oliegesmeerde trommeltandwielkoppelingen nemen het probleem van vetverlies weg, maar introduceren een ander probleem: de koppeling wordt een olie-retentieapparaat. Bij verticale assen en aandrijvingen met grote axiale beweging moeten de positie van het oliecircuit en de afvoer worden bevestigd tijdens de tekenfase, en niet ter plaatse.

Wanneer de schijf een afstandsstuk nodig heeft

Toegang voor onderhoud, en niet torsie, duwt een project meestal in de richting van een afstandskoppeling. Als een pomp of tandwielkast moet worden opgetild zonder de motor te verplaatsen, moet de koppeling de opening tussen de twee aseinden overbruggen terwijl de naven goed in elkaar blijven zitten. Een kroonwielkoppeling met een tussenstuk doet dat werk terwijl het gekroonde tandcontact aan beide uiteinden van het samenstel behouden blijft.

Op de tekening moeten twee cijfers worden vastgelegd: de afstandsstuklengte die nodig is voor het verwijderingstraject en de toegestane restonbalans als de aandrijving boven ongeveer 1.500 tpm draait. De afstandsstuklengte heeft veel meer invloed op de kritische snelheid en balans dan op het koppelvermogen.

WGT-koppeling met kroontandwiel en tussenafstandhouder Gebruik deze lange-askoppeling waar de lengte van de afstandhouders en de resterende onbalans vormuitlijning, balans en stabiele koppeloverdracht in gescheiden aandrijfsystemen mogelijk maakt. Bekijk Product →

Remwielen, remschijven en verticale steunen

Kraanrij- en hijsaandrijvingen, freestafels en veel positioneringsassen hebben een remoppervlak nodig dat in de koppeling is ingebouwd in plaats van als afzonderlijk onderdeel op een tweede montagevlak te worden toegevoegd. In de rem geïntegreerde kroonwielkoppelingen plaatsen het wiel of de schijf op één huls, zodat de koppeling en de rem één interface delen. Geef de diameter en breedte van de remtrommel op, de afstand van het asuiteinde tot het remvlak en of het wiel aan de motorzijde of aan de versnellingsbakzijde zit.

Als een tekening laat zien dat het remwiel met een tolerantie is gepositioneerd in plaats van met een harde afmeting, verwacht dan dat u de remschoenen ter plaatse moet afstellen.

WGZ-kroonkoppeling met geïntegreerd remwiel Overweeg deze in de rem geïntegreerde koppeling voor hijs- en transportaandrijvingen die compact remmen, koppeloverbrenging en aandacht voor smering van de verticale as en afdichtingen vereisen. Bekijk Product →

Verticale assen voegen een tweede zorg toe: smering. Een verticaal gemonteerde kroonwielkoppeling heeft olie of vet nodig om onder invloed van de zwaartekracht in het tandgrijper te blijven, dus het vulniveau, de aftappositie en de afdichtingsopstelling veranderen allemaal vergeleken met een horizontale eenheid.

Boring-, spiebaan- en balanstoleranties die nabewerking veroorzaken

De meeste retourzendingen van trommeltandwielkoppelingen hebben niets met de tanden te maken. Ze komen van aanvallen die werden aangenomen in plaats van gemeten:

• Boring pasvorm. Een standaard speling past op een geslepen asuiteinde, maar een versleten as die een paar honderdste boven de nominale waarde ligt, zal dat niet doen. Meet de daadwerkelijke as, niet de tekening.
• Afmetingen spiebaan. De breedte- en dieptetoleranties van de spiebaan verschillen per metrische standaard, en een spie die nominaal correct is maar in de verkeerde tolerantieklasse valt, produceert een schommelende naaf.
• Uitloop. Controleer de radiale slingering van de naaf na montage; een koppeling die goed op de bank loopt, kan zichtbare slingering vertonen zodra de sleutel zit.
• Evenwicht. Bij hogesnelheidsaandrijvingen is een bepaalde balansklasse nodig, en bij afstandshouders moet de afstandshouder gebalanceerd zijn als onderdeel van de montage, en niet afzonderlijk.

Geen van deze items voegt kosten toe in de offertefase. Ze brengen allemaal kosten met zich mee nadat de koppeling arriveert.

De koppelingsfamilie afstemmen op de plicht

Industriële aandrijvingen hebben zelden een exotische koppeling nodig; ze hebben de juiste variant van een bekende nodig. In de onderstaande tabel worden veelvoorkomende verzoeken toegewezen aan het gezin dat ze normaal gesproken beantwoordt.

De plicht volgt nog steeds de industrie. Staalfabrieken, maritieme aandrijvingen, petrochemische fabrieken, mijnen en energiecentrales leggen allemaal verschillende schok-, temperatuur- en besmettingsprofielen op aan dezelfde hardware, en toepassingen voor hijs- en bouwmachines stellen de zwaarste eisen aan remgeïntegreerde ontwerpen, omdat de koppeling daar deel uitmaakt van het remsysteem en niet alleen van het aandrijfsysteem.

Een korte inkoopchecklist

1. Registreer echte asdiameters, spiebaanafmetingen en aseindafstanden aan beide zijden van de aandrijving.
2. Meet de hoek- en parallelle verkeerde uitlijning warm en koud, en voeg vervolgens de thermische groeitoeslag toe.
3. Vermeld smeermiddelkwaliteit, afdichtingstype en bijvulinterval in bedrijfsuren.
4. Bevestig de lengte van het afstandsstuk, de geometrie van het reminterface en de montagerichting op een maattekening.
5. Spreek een balansniveau af voor elke schijf die boven ongeveer 1.500 tpm draait.
6. Bestel reservehulzen en afdichtingssets vóór de eerste buitengebruikstelling, niet erna.

Een trommeltandwielkoppeling is een van de weinige aandrijflijncomponenten waarbij een specificatiewijziging van vijf minuten een meetbaar verschil in levensduur oplevert. Als de kroon, de afdichting en het smeerinterval goed zijn, kan de koppeling meerdere onderhoudscycli op dezelfde aandrijving overleven. Begrijp ze verkeerd, en het wordt een jaarlijks regelitem dat niemand helemaal kan uitleggen.