Selectie van trommeltandwielkoppelingen: typen, verkeerde uitlijning, koppel en toepassingen

Denk aan een kraantakel van 250 kW die pas begint te trillen als de last wordt gehesen. Na enkele maanden wordt de trommeltandwielkoppeling geïnspecteerd en is de tandslijtage geconcentreerd op één flank. De algemene diagnose is niet dat er sprake is van een enkel defect onderdeel; het is een discrepantie tussen het cataloguskoppel, de daadwerkelijke verkeerde uitlijning en de vetfilm. De betrouwbare manier om een ​​trommeltandwielkoppeling te specificeren is door koppel, tandprofiel, aspassing en onderhoud als één complete selectielogica te beschouwen.

Wat een trommeltandwielkoppeling doet en waarom de gekroonde tand ertoe doet

Een trommeltandwielkoppeling brengt het koppel over via een reeks gekroonde externe tanden op elke naaf die ingrijpen in de interne tanden in een huls. Het woord trommel verwijst naar de gebogen tandvorm in axiale richting. Door die curve kan de naaf over een kleine hoekverschuiving in de huls bewegen zonder de volledige belasting op één rand van de tand te drukken.

Tandwielkoppelingen met rechte tanden worden nog steeds gebruikt waar de uitlijning nauwkeurig wordt gecontroleerd en minimale bewegingsverlies vereist is. Bij zware industriële aandrijvingen is het trommeltandprofiel meestal de veiligere keuze, omdat het het bruikbare hoekafwijkingsbereik vergroot en de contactdruk over een breder tandoppervlak verdeelt. De meeste standaard trommeltandwielkoppelingen tolereren een hoekafwijking van ongeveer 0,5 tot 1,5 graden, plus een beperkte hoeveelheid parallelle en axiale verplaatsing. Voor meer details over de grens tussen ontwerpen, onze vergelijking van tandwielkoppelingen met rechte tanden legt de praktische verschillen uit.

Een tandwielkoppeling heft een verkeerde uitlijning niet op; het vangt verkeerde uitlijning op door gecontroleerd glijden tussen de tandsets. Als een grote offset als een routineconditie wordt behandeld, stijgen de contactdruk en de slijtagesnelheid snel. Daarom zijn de gekroonde tandvorm, de hulspassing en het smeringstype onlosmakelijk verbonden met de selectiebeslissing.

Selecteer op koppel, snelheid en asgeometrie

Ga uit van de belasting, niet alleen van de asdiameter. Het nominale koppel dat wordt overgedragen door een directe aandrijving kan worden geschat als T(Nm)=9550 x P(kW)/n(rpm). Voor een motor van 200 kW bij 980 tpm is dat grofweg 1950 Nm. Als de aangedreven machine last heeft van schokbelastingen, veelvuldig starten of achteruitrijden, vermenigvuldig dan deze nominale waarde met een servicefactor. Een uitgangspunt is 1,75 voor matige schokken en 2,5 of hoger voor zwaar achteruitrijden. De koppelingsgrootte moet boven dit aangepaste koppel worden geschat.

Controleer na het aandraaien het boringbereik. Een koppeling kan voldoen aan het op papier aangegeven koppel en toch vroegtijdig falen als de naafboring bijna de maximale limiet heeft bereikt met een te kleine spiebaan, of als de aspassing de tegenkrachten niet kan weerstaan. De buitendiameter en de lengte van de naaf moeten ook passen in de beschikbare ruimte rond de as.

Bouw een korte selectiechecklist voor de ontwerpafdeling:

1. Motor- of motorvermogen en toerental bij volle belasting.
2. Inschakelduur: continu, frequent starten, achteruitrijden of remmen.
3. Asdiameters, spiebaanafmetingen en naafspelingslimieten.
4. Er is ruimte beschikbaar voor de buitendiameter van de koppeling en voor het verwijderen van de huls tijdens onderhoud.
5. Verwachte verkeerde uitlijning als gevolg van thermische uitzetting, bodemzetting, lagerspeling en leidingbelastingen.

Voor een standaard horizontale motor-versnellingsbakaandrijving is de basis GICL-trommeltandwielkoppeling meestal de eerste variant die moet worden gecontroleerd.

GICL-trommeltandwielkoppeling voor horizontale motor-naar-versnellingsbakaandrijvingen Deze heavy-duty koppeling maakt gebruik van gekroonde tandwieltanden voor werking op lage snelheid en hoog koppel, terwijl axiale, radiale en hoekafwijkingen worden gecompenseerd. Het is een praktische eerste keuze om te evalueren voor standaard horizontale schijfconfiguraties. Bekijk Product →

De onderstaande servicefactortabel is een startschatting; de uiteindelijke waarde moet afkomstig zijn uit de belastingsanalyse en de beoordeling van de fabrikant van de koppeling.

Lijn de installatie uit en schat de effectieve verkeerde uitlijning

Trommeltandwielkoppelingen tolereren een verkeerde uitlijning, maar hun levensduur hangt af van hoe vaak de tanden glijden en hoeveel druk er op het contactpunt wordt uitgeoefend. Een verkeerde hoekuitlijning zorgt voor glijden tussen de externe en interne tanden; parallelle verkeerde uitlijning verplaatst het contactpunt en voegt buigbelasting toe aan de huls.

Zorg er bij een nieuwe installatie voor dat de assen zo goed mogelijk uitgelijnd zijn en monteer vervolgens de koppeling. Funderingszetting, thermische groei in de machinebehuizing en doorbuiging van lagers zullen een deel van de toegestane waarden verbruiken voordat de koppeling zelfs maar begint. Laat een marge vrij, niet alleen een nominaal catalogusnummer.

Een trommeltandwielkoppeling is geen kruiskoppeling. Als het machineontwerp een grote geleding vereist, is een kruisuniversele koppeling of een membraankoppeling een geschiktere klasse. Een tandwielkoppeling is de juiste keuze wanneer de aandrijving een compacte, torsiestijve verbinding met gecontroleerde vlotter en voorspelbare smering nodig heeft.

Smering en onderhoud: waar trommeltandwielkoppelingen slijten

Omdat een trommeltandwielkoppeling koppel overbrengt via glijdend tandcontact, is het vet onderdeel van het ontwerp. De tandholte moet worden gevuld met een extreme-drukvet dat onder bedrijfsomstandigheden op zijn plaats blijft en stabiel blijft bij de verwachte bedrijfstemperatuur. Veel standaardaandrijvingen gebruiken een NLGI-klasse 1,5 of 2-vet met een synthetisch of lithiumverdikkingsmiddel. Stoffige locaties, spatwater en hoge omgevingstemperaturen vereisen een vet met een betere waterbestendigheid en EP-bescherming.

De nasmeerintervallen zijn afhankelijk van de snelheid, temperatuur en belastingscycli. Een hogesnelheidskoppeling heeft misschien om de paar maanden vet nodig, terwijl een langzame heavy-duty-eenheid soms langer kan draaien, maar het schema van de fabrikant is het uitgangspunt. Als u van vettype verandert, verwijder dan eerst het oude vet; Incompatibele verdikkingsmiddelen kunnen de tandruimte verharden en beperken.

Inspectie moet het slijtagepatroon van zowel de externe als de interne tanden omvatten. Zelfs slijtage over de tandbreedte is gezond. Slijtage geconcentreerd op één rand geeft aan dat de feitelijke uitlijningsfout groter is dan de ontwerpwaarde. Verkleurd vet of een metaalgrijze pasta in de tandholte wijst meestal op overbelasting, onvoldoende nasmering of verlies van de vetfilm.

Kies de juiste variant van de trommeltandwielkoppeling

De term trommeltandwielkoppeling omvat een volledige familie van constructies. De meest economische versies zijn bedoeld voor horizontale aandrijvingen van motor naar versnellingsbak met normale toegang voor uitlijning en smering. Wanneer de aandrijflijn een rem, een verticale as of een grote opening tussen de machines bevat, is een speciaal ontworpen variant een betere keuze dan een ter plaatse aangepaste basiskoppeling.

Bij hijs- of lieraandrijvingen waarbij een trommelrem al deel uitmaakt van de machine, verkort een koppeling met geïntegreerd remwiel de aandrijflijn en houdt het remoppervlak concentrisch met de as.

WGZ-koppeling met geïntegreerd remwiel voor het hijsen van machines Deze koppeling is voorzien van een kroontandwielontwerp en een geïntegreerde remtrommel en combineert koppeloverbrenging met remmen in één compacte eenheid. Het is geschikt voor hijs- en lieraandrijvingen waarbij een afzonderlijk remsamenstel de aandrijflijn zou compliceren. Bekijk Product →

Controleer bij verticale pomp- of mixerassen het ontwerp van de verticale trommeltandwielkoppeling in plaats van aan te nemen dat een tandwielkoppeling rechtop kan worden gemonteerd zonder dat de smeerretentie verandert. Voor pomponderhoud zorgt een afstandskoppeling ervoor dat de pomp teruggetrokken kan worden zonder de motor te verplaatsen.

Trommeltandwielkoppelingen in industriële toepassingen

Trommeltandwielkoppelingen komen voor in vrijwel elke zware astrein waar een compacte, torsiestijve verbinding nodig is. In de staal- en metallurgie verbinden ze rondselstandaards en rollentafelaandrijvingen waar trillingen en koppelpieken veel voorkomen. In petrochemische fabrieken en energieopwekking brengen ze koppel over via pompen, ventilatoren en blowers, waarbij de uitlijning kan veranderen naarmate de leidingbelasting zich ontwikkelt. Bij maritieme installaties bepalen eenvoudig onderhoud en weerstand tegen corrosie het ontwerp. In de mijnbouw maken stof en water een afgedichte smering en robuuste tandoppervlakken belangrijk.

Hijswerktuigen zijn een bijzonder geval omdat de aandrijving kort is, achteruitrijdend en vaak gecombineerd met een reminrichting. Trommeltandwielkoppelingen kunnen dit goed aan als de variant aansluit bij het kraanwerk. Omdat kranen specifieke belastingscycli en veiligheidsfactoren hebben, is de serie kraantrommelkoppelingen conservatiever gedimensioneerd. De overzicht hijs- en bouwmachines geeft een nuttig uitgangspunt voor deze toepassingen; Voor een compacte kraanaandrijving met geïntegreerde remoptie is de DC-type kroonkanttrommelkoppeling een typische keuze.

DC-trommelkoppeling met kroontandwiel voor kraanhijssystemen Deze koppeling is speciaal ontworpen om verloopstukken aan trommels te koppelen bij hijstoepassingen en kan hoge radiale belastingen en koppel aan met een zelfuitlijnend sferisch lager. Het is een typische keuze voor compacte kraanaandrijvingen met geïntegreerde remopties. Bekijk Product →

Definitieve selectiechecklist

De uiteindelijke beslissing moet worden genomen op basis van een maattabel met de echte dienstgegevens voor u. De meest voorkomende fouten zijn het gebruik van de asdiameter als enige maatvoering, het negeren van vergrendelde koppel- of blokkeeromstandigheden, en het verwachten van meer uitlijningscapaciteit dan de koppeling kan leveren zonder versnelde slijtage.

• Gebruik het aangepaste koppel met de juiste servicefactor.
• Controleer of de asdiameter en spiebaan binnen het catalogusbereik vallen.
• Kies de constructievariant die past bij de rem-, afstands-, verticaal- of kraanvereisten.
• Definieer het uitlijningsdoel voor installatie en maak een definitief uitlijningsrecord.
• Stel een nasmeerschema op en neem de tandconditie op in de inspectiechecklist.

Een trommeltandwielkoppeling kan een lange levensduur hebben als deze wordt geselecteerd voor het daadwerkelijke gebruik, wordt gesmeerd als een belast mechanisch onderdeel en wordt beschermd tegen overmatige verkeerde uitlijning van de installatie. Die combinatie maakt van een standaardonderdeel een betrouwbaar onderdeel van een productielijn.