Koreanske og asiatiske købere, der specificerer en snekkegearreduktionsgearkasse over i = 60, støder hele tiden på det samme konfigurationsspørgsmål: at blive ved en et-trins snekkegearkasse og acceptere effektivitetsbøden, eller at gå op til en 2-trins spiralformet snekkegearkasse og betale omkostnings- og fodaftrykstillægget for en højere η? Svaret afhænger af driftscyklus, mål for udvekslingsforhold, energitakst og fodaftryksbegrænsning - og de tekniske tal afgør valget rent, når de er lagt ud. Artiklen nedenfor gennemgår konfigurationsafvejningerne, de anvendelsesscenarier, hvor hver enkelt vinder, og et beslutningsfilter med tre spørgsmål til indkøbsingeniøren. For de underliggende effektivitetskurver, der forklarer, hvorfor 2-trinskonfigurationen leverer mere η ved et højt samlet udvekslingsforhold, se vores tilhørende [spørgsmål]. analyse af effektivitetskurver.

Den to-trins spiralformede orm i ét billede

En 2-trins snekkegearreduktionsgear er præcis, hvad navnet beskriver - et spiralformet gearpar, der fungerer som det primære reduktionstrin, og som forsyner et snekke- og hjulpar, der fungerer som det sekundære reduktionstrin, hvor begge trin er indkapslet i et enkelt hus. Motoren drejer det spiralformede tandhjul ved fuld motorhastighed; det spiralformede hjul overfører til snekkeakslen ved reduceret hastighed; snekken driver bronzehjulet ved den endelige udgangshastighed. Eksempler inkluderer Nord SK 13-serien, SEW S-serien, Bonfiglioli VF-EP-serien og Sumitomo Cyclo-HE-familien.

Den arkitektoniske fordel ligger i arbejdsdelingen. Det spiralformede par håndterer højhastighedsenden af ​​reduktionen med en effektivitet på 96-97%. Snekkeparret håndterer højhastighedsenden med en effektivitet på 80-85% med et mindre forhold end en sammenlignelig ettrins snekkegearreduktionsgear ville have. Den kombinerede effektivitet er omtrent 85-92%, hvilket er væsentligt højere end en ren snekkeetrins med samme samlede forhold.

Den samme arkitektur udvider også udvekslingsrækkevidden langt ud over, hvad en ettrins snekkegearreduktion kan levere. Ettrins snekkegearreduktioner begrænses ved i = 100, før effektiviteten kollapser; spiral-snekkehybriden kører rent til i = 3.631 i de største katalogrammer. Til applikationer, der kræver lave udgangshastigheder med højt drejningsmoment, er det arkitekturvalg i det væsentlige binært: 2-trins spiral-snekke eller 3-trins spiral-snekke (som igen koster mere og mister den retvinklede udgang og selvlåsende fordele, som snekkegeometrien bringer).

Hvorfor overhovedet tilføje et spiralformet primærtrinn?

Fire tekniske motivationer skubber designere fra en 1-trins snekkegearreduktionsgearkasse til en 2-trins hybrid. Hver af dem har en målbar fordel, og de fleste specifikationer fra den virkelige verden, der driver opgraderingen, involverer to eller tre af de fire, der fungerer sammen.

• ENHøjere samlet rækkevidde — presse sig ud over i = 100-loftet for enkelttrins uden at gå til en 3-trins ren-spiralformet konfiguration, der mister fordelene ved snekker.
• BBedre effektivitet ved højt forhold — kombineret η af 85-92% vs. ettrins 60-70% ved i > 60. Forskellen i energiomkostninger på kontinuerlige drev inddriver hurtigt enhedsomkostningerne.
• CHøjere accept af indgangshastighed — den spiralformede primærgearkasse håndterer en motorinput på 3.000+ o/min, hvor en ettrins snekkegearreduktionsgearkasse kæmper med over 1.500 o/min på grund af varme fra glidehastigheden.
• DKompakt ramme med højt udvekslingsforhold — en-trins ved i = 100 kræver et stort bronzehjul; 2-trins ved samme i = 100 deler reduktionen, så snekkehjulet forbliver lille. Kompakt snekkegearhus til reduktion af snekkehjul for samme samlede udvekslingsforhold.

Forholdsrækkevidde: Enkelttrinsdæksel og 2-trins forlængelse

Det forholdsområde, som hver konfiguration dækker, bestemmer, hvilken der overhovedet er en mulighed for en given applikation. Visualiseringen nedenfor viser det praktiske område, som hver konfiguration leverer, med overlapningszonen, hvor begge konfigurationer er mulige, og ingeniørens valg afhænger af effektivitets- eller omkostningsfaktorer.

Under i = 9 er kun en-trins snekkegearreduktionsgear fornuftig — den spiralformede primærgear kan ikke reducere med mindre end sit eget minimumsforhold. Over i = 100 leverer kun en 2-trins spiralformet snekkegearreduktionsgear acceptabel effektivitet. Det midterste bånd i = 30-100 er, hvor omkostnings- vs. effektivitetsberegningen faktisk er vigtig, og resten af ​​denne artikel fokuserer på det.

Kvantificeret effektivitetsforøgelse

Effektivitetsfordelen ved 2-trinskonfigurationen vokser, efterhånden som det samlede forhold stiger. Den parrede sammenligning nedenfor viser typiske η-værdier ved tre referenceforhold på syntetisk PAG ISO VG 220 ved 70 °C olietemperatur.

Mønsteret er tydeligt: ​​for en snekkegearreduktion, jo højere det samlede forhold, desto større er effektivitetsfordelen ved 2-trinskonfigurationen. Ved i = 30 er forskellen 13 point; ved i = 100 er forskellen 26 point. For kontinuerlige drev, der opererer med højt forhold, leverer 2-trinskonfigurationen målbare energibesparelser i hele levetiden - typisk USD 20.000-40.000 over 10 år på et 7,5 kW kontinuerligt drev ved koreanske industritakster.

Omkostninger og fodaftryksafvejning

2-trins snekkegearskonfigurationen giver højere effektivitet og udvekslingsrækkevidde til prisen af ​​en merpris på 30-50% enhedspris og et 25-35% længere husfodaftryk. Begge ulemper er mindre, end de lyder, når de sammenlignes med sammenligningsalternativet med et 3-trins rent spiralformet drev (som koster 1,8-2,2 gange basisprisen for en enkelttrins snekkegearsreduktion og tilføjer en ekstern skråkobling til retvinklet udgang).

Applikationsvalg — Fem scenarier for hver konfiguration

Ti almindelige koreanske og asiatiske anvendelsesklasser for snekkegear og den typiske konfiguration, som hver klasse vælger. Opdelingen nedenfor viser, hvor 1-trins snekkegear forbliver den tekniske standard, og hvor 2-trins hybriden bliver det bedre valg. Til landbrugsdrev, hvor stødbelastning favoriserer 2-trinskonfigurationen, se relaterede dimensioneringsnoter for dimensionering af landbrugsgearkasser.

Beslutningsfilteret — Tre spørgsmål

For indkøbsingeniører, der hurtigt skal gennemgå beslutningen, afgør de tre spørgsmål nedenfor konfigurationsvalget på 60 sekunder. Kør dem i rækkefølge; det første svære svar afgør valget, og de andre forfiner specifikationen.

1-trins vs. 2-trins spiralformede snekkemotorer – ofte stillede spørgsmål

Redaktør: Cxm