4 Het selecteren van reductoren

Transcriptie

1 Rendement van SEW-reductoren Het selecteren van reductoren.1 Rendement van SEW-reductoren Het rendement van reductoren wordt in hoofdzaak bepaald door wrijving in de vertanding en de lagers. U dient er rekening mee te houden dat het rendement bij het opstarten van een aandrijving altijd lager is dan het rendement bij het bedrijfstoerental. Zeer nadrukkelijk is dit het geval bij wormwielreductoren. R-, F-, K-reductoren Bij rechte, vlakke, en kegelwielreductoren ligt het rendement, afhankelijk van het aantal tandwieltrappen, tussen 9% (3-traps) en 98% (1-traps). S- reductoren De vertandingen van wormwielreductoren veroorzaken een hoog aandeel aan glijdende wrijving. Om die reden kunnen deze reductoren hogere vertandingsverliezen en dus lagere rendementen tonen dan de R-, F-, of K-reductoren. Dit is afhankelijk van de volgende factoren: overbrengingsverhouding van de wormwieltrap ingaand toerental temperatuur van de reductor De SEW-wormwielreductoren zijn ontworpen als gecombirde tandwiel-wormwieloverbrenging en hebben om die reden een duidelijk beter rendement dan een pure wormwielreductor. Bij zeer grote overbrengingsverhoudingen van de wormwieltrap kan het rendement η <,5 worden. Zelfremming Bij terugwerkende koppels aan wormwielreductoren is het rendement in achterwaartse richting η = - 1/η, dus duidelijk ongunstiger dan het rendement in voorwaartse richting η. Indien het rendement in drijvende richting η,5 is, dan is de wormwielreductor zelfremmend. Enkele van de SEW-reductoren met de grootste overbrengingsverhouding zijn statisch zelfremmend, echter niet dynamisch zelfremmend. Wanr de zelfremming technisch benut dient te worden gelieve u Vector Aandrijftechniek te raadplegen. 3 Catalogus GK

2 Rendement van SEW-reductoren Inloopproces Woelingsverliezen Bij nieuwe wormwielreductoren zijn de tandflanken nog niet volledig glad. Daarom is tijdens het inloopproces de wrijvingshoek groter en daarmee het rendement lager dan tijdens later bedrijf. Dit effect wordt sterker naarmate de overbrengingsverhouding toemt. De volgende waarden dienen tijdens het inloopproces van het in de tabellen vermelde rendement afgetrokken te worden: worm i-bereik η-reductie 1-gangig ca ca. 1% -gangig ca ca. 6% 3-gangig ca ca. 3% -gangig gangig ca ca. 3% 6-gangig ca ca. % Het inloopproces duurt normaal ca. uur. Wormwielreductoren bereiken de in de lijst opgevoerde nominale rendementen wanr: de reductor volledig ingelopen is, de reductor de nominale temperatuur bereikt heeft, met het voorgeschreven reductorsmeermiddel is gevuld en de reductor in het gebied van zijn nominale belasting werkt. Bij bepaalde bouwvormen van reductoren ( hoofdstuk "Bouwvormen en belangrijke gegevens bij bestelling") is de eerste trap volledig onder het smeermiddel gedompeld. Hier kunnen bij de grotere reductoren en bij een hoge omtreksnelheid van de eerste trap woelingsverliezen ontstaan die niet verwaarloosd mogen worden. U gelieve ons te raadplegen wanr u dergelijke reductoren wilt gaan gebruiken. Indien mogelijk is het aan te bevelen de R-, K-, en S-reductor op te stellen in bouwvorm M1 om de woelingsverliezen klein te houden Catalogus GK 31

3 Bedrijfsfactor. Bedrijfsfactor Bepalen bedrijfsfactor Met de invloed van het lastwerktuig op de reductor wordt door de bedrijfsfactor f B met voldoende nauwkeurigheid rekening gehouden. De bedrijfsfactor wordt bepaald als afhankelijke van de bedrijfstijd per dag en van de schakelfrequentie Z. Daarbij wordt afhankelijk van de massaversnellingsfactor met drie verschillende stootgraden rekening gehouden. De voor uw toepassing juiste bedrijfsfactor kunt u uit afbeelding 3 aflezen. De uit dit diagram bepaalde bedrijfsfactor moet kleiner zijn dan of gelijk zijn aan de SEW-bedrijfsfactor volgens de keuzetabellen. f B * 16* 8* (III) (II) (I) Z [1/h] ** Afbeelding 3: bedrijfsfactor f B 656BXX * Dagelijkse bedrijfsduur in uren/dag ** Schakelfrequentie Z: tot de schakelingen behoren alle aanloop- en remprocessen evenals omschakelingen van lage naar hoge toerentallen en omgekeerd. Stootgraad Er wordt onderscheid gemaakt tussen drie stootgraden: (I) gelijkvormig, toelaatbare massaversnellingsfactor, (II) ongelijkvormig, toelaatbare massaversnellingsfactor 3 (III) sterk ongelijkvormig, toelaatbare massaversnellingsfactor 1 3 Catalogus GK

4 Bedrijfsfactor Massaversnellingsfactor Bedrijfsfactor: SEW-f B Voorbeeld De massaversnellingsfactor wordt op de volgende wijze berekend: "Alle externe massatraagheidsmomenten" zijn de massatraagheidsmomenten van het lastwerktuig en de reductor gereduceerd naar de motoras. Voor het reduceren naar de motoras wordt met de volgende formule gerekend: n J X = J x ( ) J X J n n M n M = het op de motoras gereduceerde massatraagheidsmoment = massatraagheidsmoment betrokken op het uitgaand toerental van de reductor = uitgaand toerental van de reductor = motortoerental "Massatraagheidsmoment aan de motorzijde" zijn de massatraagheidsmomenten van de motor en indien aanwezig, van de rem en de verzwaarde ventilator (Z-ventilator). Bij een grote massaversnellingsfactor (>1), grote speling in de overbrengingselementen of grote radiale krachten kunnen bedrijfsfactoren f B > 1,8 optreden. U gelieve ons dan te raadplegen. Het bepalen van het maximaal toelaatbare continue koppel M a max en de daaruit afgeleide bedrijfsfactor f B = M a max /M a is niet genormaliseerd en sterk fabrikantafhankelijk. De SEW-reductoren bieden met een SEW-bedrijfsfactor f B = 1 reeds de hoogste mate aan veiligheid en betrouwbaarheid voor wat betreft de oneindige levensduur op vermoeiingssterkte (uitzondering: wormwielslijtage bij wormwielreductoren). De SEW-bedrijfsfactor is onder omstandigheden niet vergelijkbaar met de opgaven van andere reductorfabrikanten. U gelieve ons in geval van twijfel te raadplegen. Massaversnellingsfactor,5 (stootgraad II), 1 bedrijfsuren/dag (aflezen bij 16 h/d) en 3 schakelingen/h leiden volgens afbeelding 3 tot de bedrijfsfactor f B = 1, Catalogus GK 33

5 Bedrijfsfactor Wormwielreductoren Bij wormwielreductoren dient naast de bedrijfsfactor f B uit afbeelding 3 nog met twee andere bedrijfsfactoren rekening te worden gehouden. Dit zijn: f B1 = bedrijfsfactor voor de omgevingstemperatuur f B = bedrijfsfactor vanuit de inschakelduur De extra bedrijfsfactoren f B1 en f B kunnen aan de hand van de diagrammen van afbeelding worden bepaald. Bij f B1 wordt op identieke wijze als bij f B rekening gehouden met de stootgraad. f B1 1.8 (II) 1.6 (III) (I) f B C % ID Afbeelding : extra bedrijfsfactoren f B1 en f B 657BXX Belastingstijd in min/h ID (%) = 1 6 Bij temperaturen onder - C ( f B1 ) gelieve u Vector Aandrijftechniek te raadplegen. De voor wormwielreductoren geldende totale bedrijfsfactor wordt als volgt berekend: fbtot = fb fb1 fb Voorbeeld De reductor met de bedrijfsfactor f B = 1,51 uit het vorige voorbeeld dient een wormwielmotorreductor te zijn. Omgevingstemperatuur ϑ = C f B1 = 1,38 (aflezen bij stootgraad II) Belastingstijd = min/h ID = 66,67% f B =,95 De totale bedrijfsfactor bedraagt f Btot = 1,51 1,38,95 = 1,98 3 Catalogus GK

6 Radiale en axiale krachten.3 Radiale en axiale krachten Bepaling van de radiale kracht Bij het vaststellen van de radiale kracht dient rekening gehouden te worden met de op het aseinde gemonteerde overbrengingselementen. Voor de verschillende overbrengingselementen dienen de volgende toeslagfactoren f Z gehanteerd te worden. Overbrengingselement Toeslagfactor f Z Opmerkingen tandwielen 1. < 17 tanden Kettingwielen 1. < 13 tanden Kettingwielen 1. < tanden Smalprofiel V-riemwielen 1.75 Invloed van de voorspankracht Vlakke riemen.5 Invloed van de voorspankracht Tandriemwielen.5 Invloed van de voorspankracht De radiale kracht op de motor- of reductoras wordt dan op de volgende wijze berekend: F R M d d f Z = radiale kracht in N = koppel in Nm = nominale diameter van het aangebouwde overbrengingselement in mm = toeslagfactor Toelaatbare radiale kracht De toelaatbare radiale krachten worden bepaald op basis van de nominale levensduur L H1 (volgens ISO 81) volgens de kogellagerberekening. Voor bijzondere bedrijfsomstandigheden is op verzoek de bepaling van de nominale levensduur mogelijk op basis van de gemodificeerde levensduur L na. In de keuzetabellen van de motorreductoren worden de toelaatbare radiale krachten F Ra opgegeven voor de uitgaande assen van voetreductoren met volle as. Voor andere uitvoeringen gelieve u ons te raadplegen. De opgaven zijn gebaseerd op een krachtaangrijppositie in het midden van het aseinde (bij haakse reductoren gebaseerd op de A-zijdige uitgaande as). Voor de krachtaangrijphoek α en de draairichting is uitgegaan van de meest ongunstige posities. Bij K- en S-reductoren in de bouwvorm M1 met kopvlakzijdige wandbevestiging is slechts 5% van F Ra volgens de keuzetabellen toelaatbaar. Kegelwielreductoren K167 en K7 in de ruimtelijke posities M1 tot M: bij bevestigingen van de reductor afwijkend van de weergave op de bouwvormbladen is maximaal 5% van de in de keuzetabellen vermelde waarde voor de radiale kracht van F Ra toelaatbaar. Rechte reductoren in voet- en flensuitvoering (R..F): bij koppeloverdracht via de flensbevestiging is maximaal 5 % van de in de keuzetabellen vermelde radiale kracht F Ra toelaatbaar Catalogus GK 35

7 Radiale en axiale krachten Grotere toelaatbare radiale krachten Door de inbouw van versterkte lagers, vooral bij R-, F-, en K-reductoren grotere krachten op de uitgaande as mogelijk. Uit berekening met de juiste krachtaangrijphoek α en de draairichting kan evens een grotere radiale kracht worden toegelaten. U gelieve in dit geval Vector Aandrijftechniek te raadplegen. Definitie van de krachtaangrijping De krachtaangrijping wordt overeenkomstig de volgende afbeelding gedefinieerd: X α α F X F A Afbeelding 5: definitie van de krachtaangrijping 355DXX F X F A = toelaatbare radiale kracht ter plaatse van x [N] = toelaatbare axiale kracht [N] Toelaatbare axiale krachten Indien geen radiale kracht wordt uitgeoefend dan is in het algemeen F A (trek of druk) 5% van de radiale kracht volgens de keuzetabellen toelaatbaar. Aandrijfzijdig % voor aandrijfzijdige deksels met uitzondering van de AD7 en AD8 Aan uitgaande zijde 5% rechte reductoren met uitzondering van de R tot R vlakke en kegelwielreductoren met volle as met uitzondering van F97... wormwielreductoren met volle as U gelieve Vector Aandrijftechniek te raadplegen bij alle andere reductoruitvoeringen en wanr wezenlijk grotere axiale krachten of gecombirde radiale en axiale krachten optreden. 36 Catalogus GK

8 Radiale en axiale krachten Omrekening aandrijfzijdige radiale kracht indien deze niet aangrijpt in het midden van de as Omrekening radiale kracht aan uitgaande as indien deze niet aangrijpt in het midden van de as FXL op lagerlevensduur FxW op assterkte Indien de kracht niet aangrijpt in het midden van de as gelieve u Vector Aandrijftechniek te raadplegen. Bij een aangrijppositie buiten het midden van de uitgaande as moeten de toelaatbare radiale krachten met de volgende formules berekend worden. De kleinste van de beide waarden F xl (op lagerlevensduur) en F xw (op assterkte) is de toelaatbare waarde voor de radiale belasting ter plaatse van x. Let op dat de berekeningen voor M amax gelden. F xl = F Ra F = xw a b + x [N] c f + x [N] F Ra = toelaatbare radiale kracht (x = l/) voor voetreductoren volgens de selectietabel in [N] x = afstand van de asborst tot waar de kracht aangrijpt [mm] a, b, f = reductorconstanten voor het omrekenen van de radiale kracht [mm] c = reductorconstante voor het omrekenen van de radiale kracht [Nmm] x d F X F Ra l/ F xl F Ra d 16 l 356BXX Afbeelding 6: radiale kracht F x bij aangrijping buiten het midden x Catalogus GK 37

9 Radiale en axiale krachten Reductorconstanten voor het omrekenen van de radiale kracht Type tandwielkast R7 R37 R7 R57 R67 R77 R87 R97 R17 R137 R17 R167 RX57 RX67 RX77 RX87 RX97 RX17 F7 F37 F7 F57 F67 F77 F87 F97 F17 F17 F7 K37 K7 K57 K67 K77 K87 K97 K17 K17 K7 K167 K7 S37 S7 S57 S67 S77 S87 S97 a [mm] b [mm] c [Nmm] 1.56 x x 1 5. x x x x x x x x x x x 1 5. x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 1 6 f [mm] d [mm] I [mm] De waarden voor de niet vermelde uitvoeringen worden op aanvraag verstrekt. 38 Catalogus GK

10 RM-reductoren. RM-reductoren Projectering Bij het selecteren van de rechte reductoren met de verlengde lagerpot RM dient u met grotere radiale en axiale krachten te rekenen. U gelieve de volgende selectievolgorde aan te houden: 1 5 Start van het selecteren Bepaling van toepassingsgegevens: Vermogen Koppel Aandrijftoerental Radiale kracht ( F)/Ax R iale kracht F Hefboomarm (maat x) Minimale bedrijfsfactoren kiezen bijv.: f f Bmin = 1,5 voor L 1h 1. h Bmin =, voor L 1h. h andere eisen op aanvraag Reductorgrootte kiezen op basis van minimale gewenste bedrijfsfactor: f Bmin f B(reductor) Controle radiale kracht (lager/as)? F R F XL = F Ra a/(x+b) ja A a = Omrekeningsfactor uit tabel b = Omrekeningsfactor uit tabel c F = Reductorconstante uit tabel F A = Optredende axiale kracht tijdens bedrijf F F = Reductorconstante uit tabel F R = Optredende radiale kracht tijdens bedrijf F Ra = Toelaatbare radiale kracht (bij x = 1 mm) uit tabel F XF = Toelaatbare radiale kracht van het huis (flensuitvoering) F XL = Toelaatbare radiale kracht volgens lagerlevensduur x = Afstand van krachtaangrijping tot asborst M a = Koppel uitgaande as F = Toelaatbare axiale kracht Aa Volgende reductorgrootte kiezen Maat x < 5 mm? M = F X B R ja Controle radiale kracht (flens)? F R F XF = c F /(F F +x) ja Volgende reductorgrootte kiezen F R Axiale kracht controleren? F A F Aa (F R x/ F Aa )< 1 ja F/T A a > 3 19 ja Aansluitmaat controleren ja Niet-standaard oplossing aanvragen bij SEW 1 Extra voorzieningen nodig? ja Benodigde extra voorzieningen bepalen: dubbele reductorafdichting dry-well uitvoering (speciale voorziening) lekkagedetectie (speciale uitvoering) nasmeerbare lagers (speciale uitvoering) Afbeelding 7: RM-reductoren selecteren 7BNL Catalogus GK 39

11 RM-reductoren Toelaatbare radiale en axiale krachten De toelaatbare radiale krachten F Ra en axiale krachten F Aa worden voor verschillende bedrijfsfactoren f B en nominale levensduur L H1 opgegeven. f Bmin = 1,5; L 1h = 1 h Uitgaand toerental n a [r/min] < RM57 F Ra [N] 5 1 F Aa [N] RM67 F Ra [N] F Aa [N] RM77 F Ra [N] F Aa [N] RM87 F Ra [N] F Aa [N] RM97 F Ra [N] F Aa [N] RM17 F Ra [N] F Aa [N] RM137 F Ra [N] F Aa [N] RM17 F Ra [N] F Aa [N] RM167 F Ra [N] F Aa [N] f Bmin =,; L 1h =. h Uitgaand toerental n a [r/min] < RM57 F Ra [N] F Aa [N] RM67 F Ra [N] F Aa [N] RM77 F Ra [N] F Aa [N] RM87 F Ra [N] F Aa [N] RM97 F Ra [N] F Aa [N] RM17 F Ra [N] F Aa [N] RM137 F Ra [N] F Aa [N] RM17 F Ra [N] F Aa [N] RM167 F Ra [N] F Aa [N] Catalogus GK

12 RM-reductoren Omrekeningsfactoren en reductorconstanten Voor de berekening van de toelaatbare radiale kracht F xl ter plaatse van x 1 mm gelden voor RM-motorreductoren de volgende omrekeningsfactoren en reductorconstanten: Gewichtstoename RM-reductoren Type reductor a b c F (f B = 1.5) c F (f B =,) F F RM RM RM RM RM RM RM RM RM Type Gewichtstoename ten opzichte van RF, met de kleinste RF-flens m [kg] RM57 1. RM67.8 RM77. RM RM RM RM RM RM Catalogus GK 1