การเลือกใช้เกียร์ทดรอบแบบหนอนให้ถูกต้องตั้งแต่ครั้งแรกจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้ถึงสามประการ ได้แก่ การหลีกเลี่ยงความเสียหายจากการเลือกขนาดที่เล็กเกินไป การหลีกเลี่ยงการใช้จ่ายเกินงบจากการเลือกขนาดที่ใหญ่เกินไป และการหลีกเลี่ยงระยะเวลารอคอยในรอบที่สองเมื่อเกียร์ทดรอบแบบหนอนตัวแรกเกิดปัญหาความร้อนสูงเกินไป ขั้นตอนการทำงานหกขั้นตอนด้านล่างนี้คือสิ่งที่วิศวกรด้านการใช้งานในเกาหลีและเอเชียใช้เป็นประจำทุกวัน ได้แก่ การวิเคราะห์แรงบิด ปัจจัยการใช้งาน การคำนวณอัตราส่วน การตรวจสอบแคตตาล็อก ระยะเผื่อความร้อน และความเข้ากันได้ของโครงสร้าง แต่ละขั้นตอนมีข้อมูลป้อนเข้าที่ชัดเจน การคำนวณที่กำหนดไว้ และผลลัพธ์ที่บันทึกไว้ สำหรับคำอธิบายเชิงกลไกที่อธิบายว่าเหตุใดการคำนวณเหล่านี้จึงมีความสำคัญ โปรดดูบทความที่เกี่ยวข้องของเรา วิธีการทำงานของเกียร์ทดรอบแบบหนอน.

ขั้นตอนที่ 1 — กำหนดแรงบิด ความเร็ว และรอบการทำงานของโหลดขับเคลื่อน

ก่อนที่จะเปิดดูแคตตาล็อกเกียร์ทดรอบแบบหนอน เราต้องกำหนดข้อมูลสามส่วนเกี่ยวกับงานที่ต้องการขับเคลื่อนเสียก่อน เพื่อใช้ในการเลือกขนาดเกียร์ทดรอบแบบหนอน ข้อมูลเหล่านี้เป็นพื้นฐานที่ทุกขั้นตอนต่อไปต้องพึ่งพา และหากกำหนดข้อมูลผิดพลาด จะทำให้ได้เกียร์ทดรอบที่มีขนาดไม่เหมาะสมกับภาระการใช้งานจริง

• ◆แรงบิดเอาต์พุต T_load (นิวตันเมตร) — แรงบิดที่อุปกรณ์ต้องการที่เพลาส่งกำลังของเกียร์ สำหรับสายพานลำเลียง คำนวณจากแรงดึงของสายพาน × รัศมีของรอก สำหรับเครื่องผสม คำนวณจากแรงต้านของใบพัด × โมเมนต์ของเพลา สำหรับเครื่องยก คำนวณจากน้ำหนักบรรทุก × ระยะเกลียว
• ◆ความเร็วรอบเอาต์พุต n_out (rpm) — ความเร็วรอบที่วัสดุเคลื่อนที่ สายพานลำเลียงโดยทั่วไปจะหมุนด้วยความเร็ว 30-80 รอบต่อนาที เครื่องผสมโดยทั่วไปจะหมุนด้วยความเร็ว 10-50 รอบต่อนาที และเครื่องกวนโดยทั่วไปจะหมุนด้วยความเร็ว 3-15 รอบต่อนาที
• ◆รอบการทำงาน (ชั่วโมง/วัน, จำนวนครั้งการเริ่มทำงาน/ชั่วโมง, ปัจจัยการกระแทก) — ลักษณะการทำงาน สายพานลำเลียงแบบรับน้ำหนักสม่ำเสมอที่ทำงานวันละแปดชั่วโมงนั้นแตกต่างอย่างมากจากการป้อนวัสดุเข้าเครื่องบดแบบรับแรงกระแทกหนักตลอด 24 ชั่วโมง

สำหรับงานลดเกียร์แบบเฟืองตัวหนอนที่ภาระขับเคลื่อนเปลี่ยนแปลง (ค่าสูงสุดเป็นช่วงๆ แรงกระแทกเป็นวัฏจักร) ให้บันทึกทั้งแรงบิดเฉลี่ยและแรงบิดสูงสุด แรงบิดเฉลี่ยจะใช้ในการกำหนดขนาด ส่วนแรงบิดสูงสุดจะถูกตรวจสอบความถูกต้องกับขีดจำกัดการรับน้ำหนักเกินในแคตตาล็อกในขั้นตอนที่ 4 รอบการทำงานจะกำหนดปัจจัยการใช้งานในขั้นตอนที่ 2 ซึ่งเป็นขั้นตอนการตัดสินใจเลือกขนาดถัดไปในกระบวนการทำงาน

ขั้นตอนที่ 2 — ปรับใช้ปัจจัยการบริการตามประเภทหน้าที่

ค่าตัวประกอบการใช้งาน (SF) แปลงค่าแรงบิดที่ระบุในแคตตาล็อกของตัวลดเกียร์หนอน — ซึ่งวัดภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักสม่ำเสมอต่อเนื่องในอุดมคติ — ไปเป็นโปรไฟล์การรับน้ำหนักในการใช้งานจริงของคุณ ตัวลดเกียร์หนอนที่มีพิกัด 200 Nm ที่ SF=1.0 จะสามารถส่งแรงบิดได้อย่างปลอดภัยที่ 200 / 1.4 = 143 Nm ภายใต้สภาวะการรับแรงกระแทกปานกลางที่ SF=1.4 ตารางค้นหาค่า SF ด้านล่างครอบคลุมระดับการใช้งานทั่วไปที่ระบุไว้ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมของเกาหลีและเอเชีย

เพิ่ม 0.2 ให้กับ SF สำหรับการใช้งาน 16 ชั่วโมง และ 0.4 สำหรับการใช้งานต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง เพิ่ม 0.2 สำหรับอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงกว่า 40 °C สำหรับระบบส่งกำลังทางการเกษตรที่การป้อนแรงบิดจากเพลา PTO เพิ่มภาระแรงบิดแบบพัลส์โดยธรรมชาติ ค่า SF จะเริ่มต้นที่ 1.8 และเพิ่มขึ้นอีกตามประเภทของอุปกรณ์ — ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วนที่เกี่ยวข้อง หมายเหตุเกี่ยวกับการกำหนดขนาดเกียร์สำหรับงานเกษตรกรรม สำหรับตัวคูณหน้าที่เฉพาะของอุปกรณ์แต่ละชนิด

ขั้นตอนที่ 3 — คำนวณอัตราส่วนการลดที่ต้องการ

อัตราส่วนลดรอบเชื่อมโยงความเร็วรอบของมอเตอร์ขาเข้ากับความเร็วรอบของโหลดขาออก มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบ 4 ขั้วมาตรฐานทำงานที่ 1,440 รอบต่อนาที ที่ความถี่ 50 เฮิรตซ์ ส่วนมอเตอร์แบบ 6 ขั้วทำงานที่ 960 รอบต่อนาที ควรเลือกจำนวนขั้วของมอเตอร์ก่อนโดยพิจารณาจากกำลังและแรงบิดที่ต้องการ จากนั้นจึงคำนวณอัตราส่วนลดรอบ

อัตราทดเกียร์หนอนในแคตตาล็อกมีให้เลือกเป็นขั้นมาตรฐาน: 5, 7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100 ปัดเศษค่าที่คำนวณได้ให้ใกล้เคียงกับค่าในแคตตาล็อก และใช้อัตราทดจริงสำหรับขั้นตอนการทำงานที่เหลือ หากอัตราทดที่ต้องการคือ 47 ให้เลือก i=50 และยอมรับการปรับความเร็วเอาต์พุตลงเล็กน้อย (ดีกว่าการปรับขึ้นเล็กน้อยเมื่อเลือก i=40)

สำหรับอัตราส่วนที่สูงกว่า 100 เกียร์ทดรอบแบบหนอนตัวเดียวจะเริ่มมีประสิทธิภาพสูงสุด ควรเปลี่ยนไปใช้เกียร์ทดรอบแบบหนอนเกลียวสองขั้นตอน ซึ่งจะขยายขอบเขตการใช้งานไปถึง 3,631:1 สำหรับอัตราส่วนที่ต่ำกว่า 5 เกียร์ทดรอบแบบหนอนตัวเดียวไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสม ควรเลือกใช้เกียร์ทดรอบแบบเกลียวหรือแบบดาวเคราะห์แทน เนื่องจากเกียร์ทดรอบแบบหนอนตัวเดียวจะสูญเสียคุณสมบัติการล็อกตัวเองและข้อดีส่วนใหญ่ไปเมื่ออัตราส่วนต่ำกว่า i=5

ขั้นตอนที่ 4 — ตรวจสอบแรงบิดเอาต์พุตเทียบกับค่าที่ระบุในแคตตาล็อก

เมื่อได้ค่า T_design และ i มาแล้ว ให้ค้นหาขนาดเฟรมที่เหมาะสมในแคตตาล็อกของตัวลดเกียร์หนอน แต่ละเฟรมในแต่ละอัตราส่วนจะระบุแรงบิดเอาต์พุตสูงสุดที่อนุญาตภายใต้เงื่อนไข SF=1.0 เฟรมที่เหมาะสมจะต้องเป็นไปตามเงื่อนไข T_catalogue (ที่ค่า i ที่เลือก) ≥ T_design

ประสิทธิภาพการทำงานของเกียร์หนอนลดรอบ η จะลดลงเมื่ออัตราส่วนเพิ่มขึ้น: ประมาณ 0.85 ที่ i=10, 0.78 ที่ i=30, 0.70 ที่ i=60, 0.60 ที่ i=100 ให้ใช้ค่าประสิทธิภาพที่ระบุไว้ในแคตตาล็อกสำหรับอัตราส่วนที่คุณเลือกเมื่อคำนวณกำลังมอเตอร์ที่ต้องการ ปัดขึ้นเป็นกำลังมอเตอร์มาตรฐานถัดไป: 0.55, 0.75, 1.1, 1.5, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22, 30, 37, 45 กิโลวัตต์

ตรวจสอบด้วยว่าแรงบิดสูงสุดจากขั้นตอนที่ 1 ยังคงต่ำกว่าค่าพิกัดรับน้ำหนักเกินที่ระบุไว้ในแคตตาล็อก (โดยทั่วไปคือ 1.5 เท่าของค่าพิกัดใช้งานต่อเนื่อง) หากแรงบิดสูงสุดเกินค่าพิกัด ให้เปลี่ยนขนาดเฟรมตัวลดเกียร์หนอนขึ้นหนึ่งขนาด — ค่าพิกัดในแคตตาล็อกที่สูงกว่าจะรองรับแรงบิดสูงสุดได้โดยไม่ทำให้ชิ้นส่วนเกิดความล้า

ขั้นตอนที่ 5 — การตรวจสอบความจุความร้อนสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง

สำหรับการใช้งานแบบไม่ต่อเนื่อง 8 ชั่วโมง โดยทั่วไปแล้วไม่จำเป็นต้องตรวจสอบอุณหภูมิ เนื่องจากค่าแรงบิดที่ระบุไว้ในแคตตาล็อกเป็นข้อจำกัดที่สำคัญ แต่สำหรับการใช้งานต่อเนื่อง 16 หรือ 24 ชั่วโมง ความสามารถในการระบายความร้อนจะกลายเป็นข้อจำกัดที่สำคัญและต้องได้รับการตรวจสอบแยกต่างหากจากค่าแรงบิด

ชุดเกียร์ทดกำลังแบบหนอน (worm gear reducer) ที่ใช้กำลังไฟฟ้าขาเข้า 1.5 กิโลวัตต์ ที่ค่า η=0.75 จะสร้างความร้อนต่อเนื่อง 0.375 กิโลวัตต์ ตัวเรือนต้องระบายความร้อนนั้นออกสู่อากาศโดยรอบผ่านครีบระบายความร้อนที่หล่อขึ้น โดยทั่วไปตัวเรือนเหล็กหล่อจะระบายความร้อนได้ 4-6 วัตต์ต่อองศาเซลเซียสของความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิน้ำมันกับอุณหภูมิแวดล้อม ต่อกิโลกรัมของน้ำหนักตัวเรือน ให้เปรียบเทียบค่า Q_heat กับค่า Q_thermal ที่ระบุไว้ในแคตตาล็อกที่อุณหภูมิแวดล้อมที่คุณเลือก หาก Q_heat > Q_thermal ให้เพิ่มขนาดเฟรมขึ้นหนึ่งขนาด หรือระบุระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ — การใช้งานเกียร์เกินค่า Q_heat จะทำให้อายุการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่นสั้นลงตามหลักการของ Arrhenius (ทุกๆ 10 องศาเซลเซียส จะทำให้ระยะเวลาการใช้งานของน้ำมันลดลงครึ่งหนึ่ง)

สำหรับการติดตั้งชุดเกียร์ทดกำลังแบบหนอนในอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงกว่า 40 °C ซึ่งเป็นเรื่องปกติในโรงงานเกาหลีที่ไม่มีเครื่องปรับอากาศในช่วงฤดูร้อน ให้ลดกำลังความร้อนตามที่ระบุในแคตตาล็อกลง 2% ต่อ °C ที่สูงกว่า 40 ชุดเกียร์ทดกำลังแบบหนอนที่มีกำลังความร้อน 800 W ที่อุณหภูมิแวดล้อม 40 °C จะให้กำลังเพียง 720 W ที่ 45 °C และ 640 W ที่ 50 °C ควรระบุค่าเผื่อความร้อนอย่างน้อย 1.2 เท่า เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล

ขั้นตอนที่ 6 — ตรวจสอบความเข้ากันได้ของการติดตั้งเฟรมและเพลาส่งกำลัง

ขั้นตอนสุดท้ายคือการตรวจสอบว่าเฟรมที่เลือกนั้นเหมาะสมกับการใช้งานจริงหรือไม่ เช่น รูปแบบรูยึด รูปทรงของเพลาส่งกำลัง และความเข้ากันได้กับหน้าแปลนมอเตอร์ นี่คือจุดที่โครงการดัดแปลงมักต้องมีการปรับแต่งมากที่สุด เนื่องจากพื้นที่ติดตั้งเดิมอาจไม่ตรงกับรูยึดของเฟรมรุ่นปัจจุบัน

• ▸รูปแบบรูยึดฐาน — วัดระยะห่างระหว่างรูยึดของสลักเกลียวที่มีอยู่หากเป็นการติดตั้งเพิ่มเติม หรือระบุขนาดระยะห่างระหว่างรูยึดหากเป็นการก่อสร้างใหม่
• ▸เส้นผ่านศูนย์กลางเพลาส่งกำลังและลิ่ม — ต้องเลือกขนาดรูให้ตรงกับชิ้นส่วนที่รับแรงขับ เพลาตันสำหรับข้อต่อแบบร่องลิ่ม เพลากลวงสำหรับงานเพลาทะลุ เพลากลวงพร้อมแผ่นหดตัวสำหรับระบบขับเคลื่อนที่ไวต่อระยะคลายตัว
• ▸หน้าแปลนมอเตอร์ (B5 / B14 IEC) — ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขนาดเฟรม IEC ของมอเตอร์ตรงกัน เฟรมเกียร์ทดรอบแบบหนอนของ Korea Ever-Power รองรับมอเตอร์ IE2/IE3/IE4 ผ่านอะแดปเตอร์ IEC มาตรฐาน — โปรดยืนยันขนาดเฟรมและรหัสหน้าแปลนเมื่อสั่งซื้อ
• ▸ทิศทางการติดตั้ง (B3 / B6 / B7 / B8 / V5 / V6) — มีผลต่อปริมาณการเติมน้ำมันและตำแหน่งของปลั๊กระบายอากาศ ระบุในขั้นตอนการสั่งซื้อ
• ▸ตัวเลือกพิเศษ — ตัวกั้นด้านหลัง, มอเตอร์เบรก, การรับรอง ATEX, สีสแตนเลส, สารหล่อลื่นเกรดอาหาร — ทั้งหมดนี้ผลิตตามสั่ง ใช้เวลานำส่ง 2-4 สัปดาห์

หากขนาดเฟรมหรือรูปทรงเพลาของตัวลดเกียร์หนอนไม่ตรงกับการติดตั้งที่มีอยู่ มีสามทางเลือก ได้แก่ การกลึงแผ่นอะแดปเตอร์ (ถูกที่สุดและเร็วที่สุด) การระบุเพลาส่งออกที่มีการเจาะรูตามสั่ง (ต้นทุนปานกลาง) หรือการเลือกขนาดเฟรมที่ใหญ่ขึ้นซึ่งอาจมีรูปแบบรูยึดที่แตกต่างกัน (แพงที่สุด บางครั้งอาจทำให้ขนาดของหน่วยใหญ่เกินไป)

ตัวอย่างการคำนวณ — การกำหนดขนาดชุดขับหัวสายพานลำเลียง

สายการผลิตอาหารของเกาหลีต้องการตัวลดเกียร์แบบหนอนสำหรับขับเคลื่อนหัวสายพานลำเลียง: รอกขนาด 350 มม., แรงดึงสายพาน 1,800 นิวตัน, ความเร็วสายพานเป้าหมาย 0.4 ม./วินาที, การทำงานสองกะ 16 ชั่วโมง, อุณหภูมิแวดล้อม 35 °C อธิบายขั้นตอนการทำงานโดยละเอียด

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกขนาด — และวิธีหลีกเลี่ยง

ข้อผิดพลาดห้าประการนี้เป็นสาเหตุหลักของปัญหา เกียร์ทดรอบแบบหนอน เราพบเห็นความล้มเหลวในการใช้งานจริงที่ส่งคืนเพื่อขอรับการตรวจสอบตามการรับประกันในระบบติดตั้งของเกาหลีและเอเชีย การตรวจพบปัญหาเหล่านี้ตั้งแต่ขั้นตอนการคำนวณขนาดจะช่วยป้องกันความล้มเหลวในการใช้งานจริงได้ตั้งแต่แรก

สำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดทั้งหกประการ และสำหรับการกำหนดขนาดใดๆ ที่วิศวกรต้องการความเห็นที่สองก่อนตัดสินใจ เรามีบริการตรวจสอบขนาดก่อนสั่งซื้อฟรี โดยทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญด้านเกียร์ทดรอบแบบหนอน

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับขั้นตอนการกำหนดขนาด

บรรณาธิการ: Cxm