راهنمای انتخاب گیربکس

علائم و واحدهای اندازه گیری

این علائم و پارامترها در انتخاب و طراحی گیربکس‌های صنعتی نقش حیاتی دارند. هر کدام از این فاکتورها به ما کمک می‌کنند تا گیربکس مناسب برای کاربرد خاصی را انتخاب کنیم و از عملکرد بهینه و طول عمر بالای دستگاه اطمینان حاصل کنیم. برای مثال، دانستن پارامترهایی مانند گشتاور، توان، نیروی شعاعی و ممان اینرسی به ما این امکان را می‌دهد که گیربکسی با مشخصات مناسب برای بارهای مورد نظر انتخاب کنیم. همچنین، فاکتورهای ایمنی و راندمان به حفظ کارایی سیستم و کاهش خطرات ناشی از خرابی کمک می‌کنند. در مجموع، آگاهی از این پارامترها در انتخاب گیربکس نه تنها به بهبود عملکرد ماشین‌آلات کمک می‌کند، بلکه از بروز مشکلات و هزینه‌های اضافی نیز جلوگیری می‌کند.

Symb.

U.m.

Description

توضیحات

An 1,2

[N]

Permissible axial force

نیروی محوری مجاز

fs

Service factor

سرویس فاکتور

i

Gear ratio

نسبت تبدیل چرخدنده

l

Cyclic duration factor

فاکتور مدت گردش

Jc

[Kgm2]

Mass moment of inertia to be driven

ممان اینرسی جرم رانده شده

JM

[Kgm2]

Motor mass moment of inertia

ممان جرم موتور

JG

[Kgm2]

Mass moment of inertia for the gear unit

ممان اینرسی جرم چرخدنده

K

Mass acceleration factor

فاکتور شتاب جرم

Kr

Transmission element factor

فاکتور عامل انتقال

M 1.2

[Nm]

Torque

گشتاور (عملکردی)

Mc 1,2

[Nm]

Calculated torque

گشتاور محاسبه شده

Mn 1,2

[Nm]

Rated torque

گشتاور مجاز

Mr 1,2

[Nm]

Torque demand

گشتاور مورد نیاز

n 1,2

[min-1]

Speed

سرعت دورانی

P 1,2

[kW]

Power

توان (عملکردی)

Pn 1,2

[kW]

Rated power

توان مجاز

PR 1,2

[kW]

Power demand

توان مورد نیاز

RC 1,2

[N]

Calculated radial force

نیروی شعاعی محاسبه شده

RN 1,2

[N]

Permissible overhung load

بار شعاعی مجاز

S

Safety factor

فاکتور ایمنی

ta

[0C]

Ambient temperature

درجه حرارت محیط

tf

[min]

Work time under constant load

مدت کار تحت بار ثابت

tr

[min]

Rest time

مدت استراحت

ƞd

Dynamic efficiency

راندمان حرکتی

ƞs

Static efficiency

راندمان ساکن

گشتاور

گشتاور مجاز Mn2 [Nm]

گشتاوری که بصورت مستمر می تواند از شافت خروجی منتقل شود در حالیکه عملکرد دنده تحت سرویس فاکتور یک fs  = 1 می باشد.

گشتاور مورد نیاز Mr2 [Nm]

گشتاور مورد نیاز بر اساس نوع کاربرد شکل می گیرد و بایستی همیشه برابر یا کمتر از گشتاور مجاز گیربکس مورد نظر Mn2 باشد.

گشتاور محاسبه شده Mc2 [Nm]

مقدار محاسباتی گشتاوری که می بایست هنگام انتخاب گیربکس مد نظر قرار گیرد. که با در نظر گرفتن گشتاور مورد نیاز Mr2 و سرویس فاکتور fs بدین صورت محاسبه می گردد:

Mc2 = Mr2 × fs < Mn2

توان

توان مجاز Pn1 [KW] و Pn2 [KW]

 در جدول انتخاب گیربکس Pn1، توانی است که بر اساس سرعت ورودی n1 و مطابق با سرویس فاکتور یک بر روی شافت ورودی  اعمال می شود. Pn2 توان مجاز بر اساس سرعت خروجی  روی شافت خروجی وارد می شود. رابطه این دو، بازده گیربکس مورد نظر است که بر اساس اصول موضوعه ی مکانیک این عدد همواره کمتر از یک خواهد بود.

Pn2 / Pn1 =  < 1

سرویس فاکتور

این فاکتور ، مقدار عددی بیان کننده شرایط کارکرد گیربکس می باشد که با در نظر گرفتن شرایط کارکرد روزانه ، تغییرات بار و اضافه بارهای مربوط به کاربرد گیربکس که در آن اجتناب ناپذیر است لحاظ می گردد. در نمودار A1 بعد از انتخاب عدد مناسب ساعت کارکرد روزانه ، سرویس فاکتور نیز در محل تقاطع تعداد استارتها در هر ساعت با یکی از منحنی های K1 ، K2 یا K3 بدست می آید. منحنی های K بواسطه فاکتور شتاب اجرام K به شرایط کارکرد ( یکنواخت ، متوسط و سنگین) وابسته می باشد و با نسبت بین مقدار جرم رانده شده و مقدار اینرسی موتور در ارتباط است.  صرف نظر از مقدار ارائه شده سرویس فاکتور ، باید خاطر نشان کرد در برخی از کاربردها مثل بلند کردن قطعات، وجود نقص در گیربکس اپراتور را با خطر مواجه می سازد. از اینرو بایستی در انتخاب سرویس فاکتور مناسب دقت مضاعف به خرج داد . در این خصوص می توانید با  بخش فنی این مجموعه تماس حاصل نمایید.

سرویس فاکتور

فاکتور شتاب اجرام k

این پارامتر برای انتخاب منحنی درست نوع بار کاربرد دارد و مقدار آن با این فرمول بدست می آید:

K = Jc / Jm

که در اینجا:

  • Jc: ممان اینرسی جرم متحرک می باشد که به شافت موتور متصل شده است.
  • Jm: ممان اینرسی موتور
  • مقدار K
    • K <= 0.25 : منحنی K1   بار یکنواخت
    •  K <= 3: منحنی K2 بار با شوک متوسط
    • 0.25 < K : منحنی K2 بار با شوک متوسط
    •  K <= 10: منحنی K3 بار با شوک سنگین
    • 3 < K : منحنی K3 بار با شوک سنگین
    •  برای مقادیر K> 10 با بخش سرویس های فنی باید مشورت گردد.

دستور العمل انتخاب

شناخت  داده های اصلی برای کمک به انتخاب یک گیربکس یاگیرموتورالزامی است.جدول صفحه 4 (A2) خلاصه ای از این فاکتورها را معرفی می نماید.

انتخاب گیرموتور

  1. تعیین سرویس فاکتور F بر اساس نوع کار (فاکتور K)، تعداد استارت ها در هر ساعت (z) و ساعات عملیات در شبانه روز
  2. از مقدار گشتاور Mr2 ، سرعت n2 و راندمان Ƞd (شامل کلیه راندمانهای عناصر مکانیکی از موتور تا مصرف کننده نهایی)

Pr1 = Mr2 × n2 / 9550 × Ƞd

3. رجوع به جداول انتخاب گیرموتور (صفحات E) و انتخاب از جدول منطبق با توان نرمال (Pn)

Pn ≥ Pr1

همانطور که می بینید ، توان موتورها Pn موجود در جدول مشخصات الکتروموتورها صفحه 38 با کار مداوم S1 به هم مربوط می باشند. برای توان موتورهایی که در شرایطی غیر از S1 بکار گرفته می شوند، نوع کارکرد مورد نیاز باید با رجوع به استانداردهای مربوطه تعیین شود. از اینرو همواره باید شرایط زیر فراهم گردد.

Pn = Pr1 / fm

جدول A2: فاکتورهای موثر در انتخاب گیربکس
……. kwتوان خروجی در حداکثر دور خروجی  
……. kwتوان خروجی در حداقل دور خروجی 
……. Nmگشتاور خروجی در حداکثر دور خروجی 
……. RPMحداکثر دور خروجیn 2
……. RPMحداقل دور خروجیn2
……. RPMحداکثر دور ورودیn 1
……. RPMحداقل دور ورودیn1
……… N بار شعاعی روی شافت خروجی 
…….. mmفاصله بار اعمال شده روی شافت خروجیx 2
 زاویه و جهت بار اعمال شده روی شافت خروجی 
cw-ccwجهت چرخش شافت خروجی  
……… Nبار شعاعی روی شافت ورودی 
…….. mmفاصله بار اعمال شده روی شافت ورودیx 1
 زاویه و جهت بار اعمال شده روی شافت ورودی 
cw-ccwجهت چرخش شافت ورودی 
……… Nبار محوری روی شافت ورودی 
……… Nبار محوری روی شافت خروجیA c2
…….. Kgm2ممان اینرسی بار اعمالی 
   / m      / s../…%درجه حرارت محیط / ارتفاع از سطح دریا/ نوع کارکرد با نرم IEC 
1/h  /  V  /  V   / Hzتعداد راه اندازی در ساعت / ولتاژ موتور / ولتاژ ترمز/ فرکانس کارکرد موتور Z
Nmگشتاور ترمز 
 درجه حفاظت الکتروموتور IP
 کلاس عایق بندی 

فاکتور تنظیمی fm را می توانید در جدول A3 بدست آورید.

کارکرد

 

S4-S8

S3 *

S2

با بخش فنی تماس گرفته شود.

فاکتور مدت دوره کارکرد (I)

مدت دوره کارکرد (دقیقه)

60%

40%

25%

60

30

10

1.1

1.15

1.25

1.05

1.15

1.35

fm

نسبت تناوب کارکرد

I = (tf / tf + tr ) × 100

  • tf  :زمان کار در حالت بار ثابت 
  • t  : زمان استراحت 

  سپس با مراجعه به بخش مربوطه ، Pn مناسب در جدول انتخاب گیرموتور ، آن میزانی که منطبق با سرعت خروجی مورد نیاز n2 و یا نزدیک به آن می باشد و لحاظ نمودن ضریب اطمینان مناسب S که منطبق یا افزون بر سرویس فاکتور کاربردی  fs باشد را تعیین نمایید. پس بنابراین ضریب اطمینان اینگونه تعریف می شود:

S = Mn2 / M2 = Pn1 / P1

مطابق استاندارد ، ترکیب موتور و گیربکس با موتورهای 2، 4و 6 قطبی 50 هرتزی عرضه شده ، انجام می گیرد. انتخاب توان نامی بایستی بر مبنای سرعت موتورها 2800، 1400 و 900 دور بر دقیقه صورت گیرد. در غیر این صورت می توانید برای داشتن انتخابی بهتر با بخش فروش این مجموعه تماس حاصل نمایید.

* مدت دور در هر کارکردی باید 10 دقیقه یا کمتر باشد. اگر بیشتر از این مقدار است با بخش فنی ما تماس حاصل فرمایید.

انتخاب کاهنده سرعت (گیربکس)

  1. تعیین سرویس فاکتور fs
  2. با فرض اینکه گشتاور خروجی مورد نیاز برای کاربرد Mr2 را می دانیم ، محاسبه گشتاور را می توان این چنین تعریف نمود:

Mc2 = Mr2 × fs

3. نسب تبدیل دنده بر طبق سرعت خروجی درخواستی و سرعت محرک اینگونه محاسبه می گردد: 

i = n1 / n2

همین که مقادیر Mc2 و i محاسبه شد ، با استفاده از جداول مربوطه بر مبنای سرعت ورودی مناسب، گیربکسی که نزدیکترین مقدار نسبت تبدیل به i را داراست و همزمان مقدار گشتاور مجاز  Mn2 را ارائه می دهد ، را معین نمایید. بطوریکه :

Mn2 ≥ Mc2

کنترل - بازرسی