Οι Κορεάτες και Ασιάτες αγοραστές που προδιαγράφουν μειωτήρα ατέρμονα κοχλία άνω του i = 60 εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν το ίδιο ερώτημα διαμόρφωσης: να παραμείνουν με έναν μονοβάθμιο ατέρμονα κοχλία και να αποδεχτούν την ποινή απόδοσης ή να προχωρήσουν σε ένα υβριδικό ελικοειδές ατέρμονα κοχλία 2 σταδίων και να πληρώσουν την πριμοδότηση κόστους και αποτυπώματος για υψηλότερο η; Η απάντηση εξαρτάται από τον κύκλο λειτουργίας, τον στόχο λόγου, το τιμολόγιο ενέργειας και τον περιορισμό αποτυπώματος - και οι αριθμοί μηχανικής καθορίζουν την επιλογή με σαφήνεια μόλις διατυπωθούν. Το παρακάτω άρθρο περιγράφει τους συμβιβασμούς διαμόρφωσης, τα σενάρια εφαρμογής όπου το καθένα κερδίζει και ένα φίλτρο απόφασης τριών ερωτήσεων για τον μηχανικό προμηθειών. Για τις υποκείμενες καμπύλες απόδοσης που εξηγούν γιατί η διαμόρφωση 2 σταδίων προσφέρει περισσότερο η σε υψηλό συνολικό λόγο, ανατρέξτε στο συνοδευτικό μας ανάλυση καμπυλών αποδοτικότητας.

Το διβάθμιο ελικοειδές σκουλήκι σε μία εικόνα

Ένας διβάθμιος μειωτήρας με ελικοειδή σκουλήκι είναι ακριβώς αυτό που περιγράφει το όνομά του — ένα ζεύγος ελικοειδών γραναζιών που λειτουργεί ως το κύριο στάδιο μείωσης, τροφοδοτώντας ένα ζεύγος σκουληκιού και τροχού που λειτουργεί ως το δευτερεύον στάδιο μείωσης, και τα δύο στάδια περικλείονται σε ένα μόνο περίβλημα. Ο κινητήρας περιστρέφει το ελικοειδές γρανάζι στην πλήρη ταχύτητα του κινητήρα. Ο ελικοειδής τροχός μεταδίδει στον άξονα σκουληκιού σε μειωμένη ταχύτητα. Ο σκουλήκι κινεί τον χάλκινο τροχό στην τελική ταχύτητα εξόδου. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη σειρά Nord SK 13, τη σειρά SEW S, τη σειρά Bonfiglioli VF-EP και την οικογένεια Sumitomo Cyclo-HE.

Το αρχιτεκτονικό πλεονέκτημα έγκειται στον καταμερισμό της εργασίας. Το ελικοειδές ζεύγος χειρίζεται το άκρο υψηλής ταχύτητας της μείωσης με απόδοση 96-97%. Το ζεύγος ατέρμονων κοχλία χειρίζεται το άκρο υψηλής αναλογίας με απόδοση 80-85% με μικρότερη αναλογία από αυτήν που θα είχε ένας συγκρίσιμος μονοβάθμιος μειωτήρας ατέρμονων κοχλία. Η συνδυασμένη απόδοση είναι περίπου 85-92%, σημαντικά υψηλότερη από έναν μονοβάθμιο μειωτήρα με καθαρό ατέρμονα κοχλία με την ίδια συνολική αναλογία.

Η ίδια αρχιτεκτονική επεκτείνει επίσης την εμβέλεια αναλογίας πολύ πέρα ​​από αυτό που μπορεί να προσφέρει ένας μονοβάθμιος μειωτήρας με ατέρμονα κοχλία. Ο μονοβάθμιος μειωτήρας με ατέρμονα κοχλία φτάνει στο i = 100 πριν καταρρεύσει η απόδοση. Το υβρίδιο ελικοειδούς-ατέρμονα σκουληκιού λειτουργεί καθαρά στο i = 3.631 στα μεγαλύτερα πλαίσια καταλόγου. Για εφαρμογές που απαιτούν χαμηλές ταχύτητες εξόδου με υψηλή ροπή, η αρχιτεκτονική επιλογή είναι ουσιαστικά δυαδική: ελικοειδής-ατέρμονας σκουληκιού 2 σταδίων ή ελικοειδής 3 σταδίων (η οποία κοστίζει περισσότερο και χάνει τα οφέλη της ορθής γωνίας εξόδου και του αυτοασφαλιζόμενου γεωμετρία του σκουληκιού).

Γιατί να προσθέσουμε ένα ελικοειδές πρωτεύον στάδιο;

Τέσσερα μηχανικά κίνητρα ωθούν τους σχεδιαστές από έναν μειωτήρα ατέρμονα κοχλία 1 σταδίου στον υβριδικό 2 σταδίων. Κάθε ένα από αυτά έχει ένα μετρήσιμο όφελος και οι περισσότερες πραγματικές προδιαγραφές που οδηγούν στην αναβάθμιση περιλαμβάνουν δύο ή τρία από τα τέσσερα να λειτουργούν μαζί.

• ΕΝΑΥψηλότερη συνολική αναλογία εμβέλειας — να ξεπεράσουν το μονοβάθμιο ανώτατο όριο i = 100 χωρίς να μεταβούν σε τριβάθμια καθαρά ελικοειδή διαμόρφωση που χάνει τα πλεονεκτήματα των σκουληκιών.
• σιΚαλύτερη απόδοση σε υψηλό λόγο — συνδυασμένο η του 85-92% έναντι του μονοβάθμιου 60-70% στο i > 60. Το χάσμα κόστους ενέργειας σε κινητήρες συνεχούς λειτουργίας ανακτά γρήγορα το ασφάλιστρο κόστους μονάδας.
• ντοΑποδοχή υψηλότερης ταχύτητας εισόδου — το ελικοειδές πρωτεύον χειρίζεται είσοδο κινητήρα 3.000+ σ.α.λ., ενώ ένας μονοβάθμιος μειωτήρας ατέρμονα κοχλία δυσκολεύεται πάνω από 1.500 σ.α.λ. λόγω της θερμότητας λόγω ταχύτητας ολίσθησης.
• ρεΣυμπαγές πλαίσιο σε υψηλή αναλογία — ο μονοβάθμιος κινητήρας στο i = 100 χρειάζεται έναν μεγάλο χάλκινο τροχό. ο διβάθμιος κινητήρας στο ίδιο i = 100 διαιρεί τη μείωση έτσι ώστε ο ατέρμονας τροχός να παραμένει μικρός. Συμπαγές περίβλημα μειωτήρα ατέρμονα κοχλία για την ίδια συνολική σχέση μετάδοσης.

Αναλογία Εμβέλειας: Μονοβάθμιο Καπάκι και Επέκταση 2 Σταδίων

Το εύρος αναλογίας που καλύπτει κάθε διαμόρφωση καθορίζει ποια από αυτές αποτελεί επιλογή για μια δεδομένη εφαρμογή. Η παρακάτω απεικόνιση δείχνει το πρακτικό εύρος που προσφέρει η κάθε διαμόρφωση, με τη ζώνη επικάλυψης όπου οποιαδήποτε από τις δύο είναι βιώσιμη και η επιλογή του μηχανικού εξαρτάται από παράγοντες απόδοσης ή κόστους.

Κάτω από το i = 9, μόνο ο μονοβάθμιος μειωτήρας με ατέρμονα κοχλία είναι λογικός — το ελικοειδές πρωτεύον δεν μπορεί να μειώσει την τιμή λιγότερο από την ελάχιστη αναλογία του. Πάνω από το i = 100, μόνο ο διβάθμιος μειωτήρας με ελικοειδή ατέρμονα κοχλία προσφέρει αποδεκτή απόδοση. Η μεσαία ζώνη i = 30-100 είναι εκεί όπου ο υπολογισμός κόστους έναντι απόδοσης έχει πραγματικά σημασία και εστιάζει το υπόλοιπο αυτού του άρθρου.

Ποσοτικοποιημένη αύξηση απόδοσης

Το πλεονέκτημα απόδοσης της διαμόρφωσης 2 σταδίων αυξάνεται καθώς αυξάνεται η συνολική σχέση μετάδοσης. Η σύγκριση ζευγαριών παρακάτω δείχνει τυπικές τιμές η σε τρεις σχέσεις αναφοράς, σε συνθετικό PAG ISO VG 220 σε θερμοκρασία λαδιού 70 °C.

Το μοτίβο είναι σαφές: για ένα μειωτήρας ατέρμονα κοχλία, όσο υψηλότερος είναι ο συνολικός λόγος, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλεονέκτημα απόδοσης του 2 σταδίου. Στο i = 30 το χάσμα είναι 13 μονάδες. στο i = 100 το χάσμα είναι 26 μονάδες. Για τους κινητήρες συνεχούς λειτουργίας που λειτουργούν με υψηλό λόγο, η διαμόρφωση 2 σταδίων προσφέρει μετρήσιμη εξοικονόμηση ενέργειας καθ' όλη τη διάρκεια ζωής — συνήθως 20.000-40.000 USD σε διάστημα 10 ετών σε έναν κινητήρα συνεχούς λειτουργίας 7,5 kW με τα κορεατικά βιομηχανικά τιμολόγια.

Συμβιβασμός Κόστους και Αποτυπώματος

Η διαμόρφωση του μειωτήρα ατέρμονα κοχλία 2 σταδίων προσφέρει υψηλότερη απόδοση και εύρος αναλογίας με κόστος ένα premium κόστος μονάδας 30-50% και ένα μεγαλύτερο αποτύπωμα περιβλήματος 25-35%. Και οι δύο επιπτώσεις είναι μικρότερες από ό,τι ακούγονται σε σύγκριση με την εναλλακτική λύση σύγκρισης ενός τριβάθμιου καθαρά ελικοειδούς συστήματος κίνησης (το οποίο κοστίζει 1,8-2,2 φορές το βασικό κόστος του μονοβάθμιου μειωτήρα ατέρμονα κοχλία και προσθέτει έναν εξωτερικό σύνδεσμο κωνικής διατομής για έξοδο ορθής γωνίας).

Επιλογή εφαρμογής — Πέντε σενάρια για κάθε διαμόρφωση

Δέκα κοινές κατηγορίες εφαρμογών κορεατικών και ασιατικών μειωτήρων ατέρμονα κοχλία και η τυπική διαμόρφωση που επιλέγει η καθεμία. Η παρακάτω ανάλυση δείχνει πού ο μειωτήρας ατέρμονα κοχλία 1 σταδίου παραμένει η προεπιλογή μηχανικής και πού το υβριδικό 2 σταδίων γίνεται η καλύτερη επιλογή. Για γεωργικές εφαρμογές κίνησης όπου η φόρτιση από κραδασμούς ευνοεί τη διαμόρφωση 2 σταδίων, ανατρέξτε στις σχετικές σημειώσεις διαστάσεων για διαστασιολόγηση γεωργικού κιβωτίου ταχυτήτων.

Το Φίλτρο Απόφασης — Τρεις Ερωτήσεις

Για τους μηχανικούς προμηθειών που προσπαθούν να λάβουν γρήγορα την απόφαση, οι τρεις παρακάτω ερωτήσεις επιλύουν την επιλογή διαμόρφωσης σε 60 δευτερόλεπτα. Εκτελέστε τις με τη σειρά. Η πρώτη δύσκολη απάντηση καθορίζει την επιλογή και οι υπόλοιπες βελτιώνουν τις προδιαγραφές.

Συχνές ερωτήσεις για το ελικοειδές σκουλήκι 1 σταδίου έναντι 2 σταδίων

Επιμέλεια: Cxm