UNICASE — термин који је сковао Сумитомо и који је широко усвојен у производњи прецизних пужних редуктора — описује кућиште изливено из једног комада, са седиштем улазног лежаја, седиштем излазног лежаја, комором за мреже зупчаника и монтажним ногама интегрисаним у један одливак обрађен као јединица. Конвенционална алтернатива је подељено кућиште састављено од два или три одвојена одливака спојена вијцима на линији раздвајања. Структурна разлика између два дизајна је дубља него што детаљи производње сугеришу и обликује крутост, прецизност поравнања, вибрационе сигнале и економичност века трајања резултујућег пужног редуктора. Чланак у наставку квантификује инжењерске компромисе и идентификује где UNICASE спецификација оправдава своју премијум цену 12-25%.

 

Шта је UNICASE — и зашто се разликује од сплит кућишта

Кућиште пужног редуктора UNICASE се лије као један непрекинути комад, а затим се обрађује на CNC машини која држи целу овојницу док се свако седиште лежаја, отвор за заптивку уља, монтажна површина и инспекциони отвор секу у једном постављању. Геометријски резултат је да све функционалне површине деле заједнички референтни оквир у оквиру поновљивости CNC машине — обично ±5-10 µм. Раздељено кућиште постиже иста седишта лежаја ливењем две половине, обрадом сваке у свом постављању, а затим њиховим спајањем вијцима. Спој вијцима уноси грешку поравнања из три независна извора: референтног подешавања сваког одливака, компресије заптивке на линији раздвајања и расподеле обртног момента вијка.

Традиционални раздвојени дизајн био је инжењерска норма до 1980-их јер је поједностављивао ливење (мањи делови, мање језгара) и омогућавао лак приступ за монтажу. UNICASE је постао практичан како су CNC обрадни центри постали довољно велики да причврсте комплетна кућишта пужних редуктора у једном подешавању, а како су језгра за ливење постала довољно прецизна да испоруче чврсте моноблок одливке без пречице у равни раздвајања. Данас компромис више није техничка способност — оба процеса функционишу — већ оптимизација трошкова у односу на перформансе у свим класама примене.

Сумитомо, СЕВ, Бонфилиоли и Кореа Евер-Пауер нуде UNICASE дизајн пужних редуктора поред конвенционалних кућишта са раздвојеним кућиштима на преклапајућим распонима величина рама. Премија у цени варира између произвођача и рамова, али се константно налази у распону 12-25% у односу на упоредиву спецификацију кућишта са раздвојеним кућиштем. Да ли се премија исплати зависи од класе рада, осетљивости погоњене опреме на поравнање и границе буке/вибрација примене.

Проблем подељеног смештаја — губитак поравнања и крутости

Склопови са раздвојеним кућиштем пате од два инжењерска компромиса која моноблок дизајн елиминише конструкцијом. Први је поравнање лежаја и седишта. Пошто се свака половина кућишта обради у сопственом ЦНЦ подешавању, отвор лежаја на горњој половини не може да се повеже са отвором лежаја на доњој половини осим преко референтне равни раздвајања — а та референтна вредност уноси толеранцију компресије заптивке и варијабилност обртног момента вијака у мерење склопљеног производа. Концентричност између седишта улазног и излазног лежаја на типичном пужном редуктору са раздвојеним кућиштем средњег оквира је у опсегу од ±40-80 µм; на UNICASE еквиваленту је ±15-25 µм.

Разлика од 30-50 µм је битна јер мрежа пужног редуктора очекује да оса пужног вратила буде нормална на осу вратила точка са одступањем од 100 µм при типичним пречницима корака. Грешка у поравнању лежајева од 60 µм троши више од половине расположивог буџета за поравнање пре било ког фактора инсталације. Преостала маргина мора да апсорбује термичко ширење, равност основне плоче, паралелизам спојнице и друге толеранције на терену. UNICASE у суштини враћа произвођачу буџет за поравнање у кућишту, остављајући више простора за факторе инсталације.

Други компромис је крутост рама. Спој раздвојене линије са вијцима се савија под дејством реакционих сила зупчаника јер се заптивка компресује, а вијци еластично растежу. Моноблок одливци немају такав спој — исти случај оптерећења производи 30-45% мањи отклон на седиштима лежајева, што одржава контактни образац зупчаника центрираним и смањује динамичко побуђивање у радном опсегу.

UNICASE производња — приступ једноливеног моноблока

Производња UNICASE-а почиње у ливници. Калуп мора формирати цело кућиште као једну јединицу — укључујући унутрашњу шупљину која постаје комору зупчаника — користећи језгро од песка или шаблон изгубљене пене који се уклања након ливења. Одливак се хлади као један комад, равномерно развија заостале напоне по склопљеној овојници, уместо да се концентрише на спојевима равни раздвајања, и стиже у машинску радионицу као један радни предмет. Провера квалитета одливака UNICASE пужних редуктора у ливници користи инспекцију пенетрантима на критичним површинама и ултразвучну инспекцију кроз подручја седишта лежаја ради откривања унутрашњих дефеката.

Обрада се одвија на хоризонталном ЦНЦ центру са 4 или 5 оса, при чему је кућиште фиксирано на ротирајући сто. Поставка се ротира кроз позиције за сваки отвор лежаја, шупљину за заптивку, монтажну површину и рупу за типл — све се односи на исти референтни оквир. Поновљивост обраде у свим позицијама је типично ±5-10 µм на модерним центрима, што поставља доњу границу UNICASE спецификације поравнања. Инспекција након обраде потврђује концентричност, паралелизам и правоугаоност пре него што се кућиште опере, офарба или анодизира и пошаље на монтажу.

Виша цена у односу на производњу са раздвојеним кућиштима долази из три извора: сложеније ливење (већи образац, пешчано језгро за унутрашњу шупљину, већа стопа одбацивања у ливарници), дуже машинско подешавање (пуни пролаз са 5 оса у односу на једноставније сечење са 3 оса) и строжи захтеви за инспекцију. Принос производње пужних редуктора обично је 90-95% на UNICASE-у у односу на 96-98% на раздвојеним кућиштима, при чему одбачени одливци утичу на вишу јединичну цену.

Квантификована корист од крутости — Деформација при номиналном оптерећењу

Предност крутости UNICASE-а најјасније се показује у отклону седишта лежаја под реакционим оптерећењем зупчаника. Визуелизација испод приказује типичне отклоне пужног редуктора предвиђене методом коначних елемената (FEM) и измерене на стубу на седишту излазног лежаја за пужни редуктор са еквивалентним оквиром у обе архитектуре кућишта, при номиналном оптерећењу из каталога 100%.

Смањење угиба код модела 40-45% је конзистентно у свим величинама рама — губитак крутости споја на линији раздвајања отприлике се скалира са величином рама, тако да структурна предност UNICASE-а остаје у целом асортиману. За примене где је тачност положаја излазног вратила важна (погони алатних машина, индексни столови, роботске осе), мањи угиб се директно преводи на бољу поновљивост позиционирања под променом оптерећења.

Прецизност поравнања лежаја и седишта

Поравнање лежаја и седишта које се може постићи на сваком дизајну зависи од три извора грешака: поновљивости машинског алата, квалитета референтног подешавања и неусклађености изазване спојем. UNICASE у потпуности елиминише трећи извор; друга два подједнако доприносе обема архитектурама. Доњи резиме приказује типичне перформансе поравнања на пужном редуктору средњег оквира са детаљним прегледом сваког доприносиоца. За упарене комплете пужних зупчаника поравнатих са лежајевима који највише имају користи од прецизности UNICASE-а, погледајте наше референца пара пужа и пужних точкова.

За примене пужних редуктора који покрећу прецизне ротационе столове, вретена машинских алата или роботске осе, чвршће поравнање од 40 µm директно се преводи у бољи контактни образац зупчаника, мању емисију буке и дужи век трајања лежајева. Лежајеви пужних редуктора који раде под номиналним каталошким оптерећењем са непоравнањем од 60 µm, видети L10, век трајања је скраћен за 30-50% у поређењу са UNICASE поравнањем од 20 µm.

Побољшања вибрација и акустике

Два горе наведена побољшања пужног редуктора — боље поравнање лежајева и већа крутост оквира — комбинују се како би се смањила емисија вибрација у целом опсегу радних брзина. Вибрације мерене на терену на пужном редуктору UNICASE при номиналном оптерећењу обично су 4-7 dB испод еквивалентне јединице са подељеним кућиштем у истој радној тачки, са највећим размаком концентрисаним на основној фреквенцији зупчаника где је комбинација поравнања и крутости најважнија.

Акустична предност је обично мање перцептивно упечатљива од разлике између алуминијумског и ливеног гвозденог кућишта (која је 10-16 dB), али се надовезује на избор материјала кућишта. UNICASE пужни редуктор од ливеног гвожђа комбинује оба побољшања и пружа ниво буке поља 14-23 dB испод јединице са алуминијумским подељеним кућиштем еквивалентне снаге и односа. За инсталације близу граница изложености особља или у окружењима осетљивим на акустику, комбинација је важна.

Секундарна предност се манифестује као дуже задржавање вијака. Побуђивање вибрацијама пужног редуктора полако отпушта монтажне вијке; мање вибрације продужавају интервал поновног затезања вијака. UNICASE јединице обично раде 8.000-12.000 сати између планираног поновног затезања у тешким индустријским условима рада, док еквивалентима са одвојеним кућиштем требају интервали од 4.000-6.000 сати да би одржали исти интегритет монтаже.

Компромис трошкова — када се UNICASE исплати

Да ли ће се премија 12-25% UNICASE исплатити зависи од три фактора примене: осетљивости поравнања погоњене опреме, опсега вибрационих ограничења и радног циклуса. Доњи пример приказује математику трошкова и исплативости за типичну корејску спецификацију пужног редуктора за прецизну производњу — оквир 110 од 5,5 kW који покреће индексни сто алатне машине са 8.000 сати рада годишње.

За спецификације пужних редуктора за прецизну примену, премија UNICASE се брзо исплати. За примене пужних редуктора који нису критични (општи транспортери, лаки миксери, индексатори паковања без строгих захтева за позиционирање), уштеде на одржавању саме по себи можда неће надокнадити премију — предност квалитета покреће економију, а тамо где се то не примењује, подељено кућиште остаје исплативо.

Сценарији примене за UNICASE спецификацију

Осам корејских и азијских класа примене где је спецификација пужног редуктора UNICASE обично оправдана горе наведеном комбинацијом инжењерства и економије. Прегледајте шири преглед каталог пужних редуктора за UNICASE рамове величине које одговарају овим категоријама примене.

Честа питања о пужном редуктору UNICASE

Уредник: Cxm