Selezione del giunto a ingranaggi del tamburo: tipi, disallineamento, coppia e applicazioni

Consideriamo un argano per gru da 250 kW che inizia a vibrare solo quando il carico viene sollevato. L'accoppiamento degli ingranaggi del tamburo viene ispezionato dopo alcuni mesi e l'usura dei denti è concentrata su un fianco. La diagnosi comune non riguarda un singolo componente difettoso; si tratta di una mancata corrispondenza tra la coppia di catalogo, il disallineamento effettivo e il velo di grasso. Il modo affidabile per specificare un giunto a ingranaggi a tamburo è considerare la coppia, il profilo del dente, l'adattamento dell'albero e la manutenzione come un'unica logica di selezione completa.

Cosa fa un giunto a tamburo e perché è importante il dente coronato

Un giunto a ingranaggi a tamburo trasmette la coppia attraverso una serie di denti esterni coronati su ciascun mozzo che ingranano con i denti interni in un manicotto. La parola tamburo si riferisce alla forma curva del dente in direzione assiale. Questa curva consente al mozzo di muoversi attraverso un piccolo spostamento angolare all'interno del manicotto senza forzare l'intero carico su un bordo del dente.

I giunti a denti diritti vengono ancora utilizzati laddove l'allineamento è strettamente controllato ed è richiesta una perdita di movimento minima. Negli azionamenti industriali pesanti, il profilo del dente del tamburo è solitamente la scelta più sicura perché aumenta la gamma di disallineamento angolare utilizzabile e distribuisce la pressione di contatto lungo una superficie del dente più ampia. La maggior parte dei giunti standard con ingranaggi a tamburo tollerano un disallineamento angolare di circa 0,5-1,5 gradi, oltre a una quantità limitata di spostamento parallelo e assiale. Per maggiori dettagli sul confine tra disegni e modelli, ns Confronto tra giunti a denti diritti spiega le differenze pratiche.

Un accoppiamento a ingranaggi non annulla il disallineamento; compensa il disallineamento attraverso lo scorrimento controllato tra i set di denti. Se uno spostamento ampio viene trattato come una condizione di routine, la pressione di contatto e il tasso di usura aumentano rapidamente. Ecco perché la forma del dente coronato, l'adattamento della manica e il tipo di lubrificazione sono inseparabili dalla decisione di selezione.

Selezionare per coppia, velocità e geometria dell'albero

Partiamo dal compito e non solo dal diametro dell'albero. La coppia nominale trasmessa da un azionamento diretto può essere stimata come T(Nm)=9550 x P(kW)/n(rpm). Per un motore da 200 kW a 980 giri/min si tratta di circa 1950 Nm. Se la macchina condotta presenta carichi d'urto, avviamenti frequenti o funzionamento in retromarcia, moltiplicare questo valore nominale per un fattore di servizio. Un punto di partenza è 1,75 per shock moderati e 2,5 o superiore per uso in retromarcia pesante. La dimensione del giunto deve essere superiore a questa coppia regolata.

Dopo la coppia, controllare l'intervallo del foro. Un giunto può soddisfare il valore di coppia nominale sulla carta e comunque guastarsi presto se il foro del mozzo è vicino al limite massimo con una sede per chiavetta sottodimensionata o se l'accoppiamento dell'albero non può resistere alle forze di inversione. Anche il diametro esterno e la lunghezza del mozzo devono adattarsi allo spazio disponibile attorno all'albero.

Costruisci una breve lista di controllo di selezione per il dipartimento di progettazione:

1. Motore o potenza del motore e velocità a pieno carico.
2. Ciclo di lavoro: avviamenti continui e frequenti, inversione o frenatura.
3. Diametri dell'albero, dimensioni della sede della chiavetta e limiti di gioco del mozzo.
4. Spazio disponibile per il diametro esterno del giunto e per la rimozione del manicotto durante la manutenzione.
5. Disallineamento previsto dovuto alla dilatazione termica, all'assestamento della base, ai giochi dei cuscinetti e ai carichi dei tubi.

Per un azionamento orizzontale standard da motore a riduttore, l'accoppiamento base dell'ingranaggio del tamburo GICL è solitamente la prima variante da controllare.

Giunto a ingranaggi del tamburo GICL per azionamenti orizzontali motore-riduttore Questo giunto per impieghi gravosi utilizza denti di ingranaggio coronati per gestire il funzionamento a bassa velocità e coppia elevata compensando al contempo il disallineamento assiale, radiale e angolare. Si tratta di una prima scelta pratica da valutare per le configurazioni di azionamento orizzontale standard. Visualizza il prodotto →

La tabella dei fattori di servizio riportata di seguito è una stima iniziale; il valore finale dovrebbe derivare dall'analisi del servizio e dalla valutazione del produttore del giunto.

Allineare l'installazione e stimare il disallineamento effettivo

I giunti a ingranaggi del tamburo tollerano il disallineamento, ma la loro durata dipende dalla frequenza con cui i denti scorrono e dalla quantità di pressione trasportata nel punto di contatto. Il disallineamento angolare crea scorrimento tra i denti esterni ed interni; il disallineamento parallelo sposta il punto di contatto e aggiunge carico di flessione al manicotto.

In una nuova installazione, avvicinare il più possibile gli alberi al vero allineamento e quindi montare il giunto. L'assestamento della fondazione, l'aumento termico nell'alloggiamento della macchina e la deflessione dei cuscinetti consumeranno alcuni dei valori consentiti prima ancora che l'accoppiamento abbia inizio. Lascia un margine, non solo un numero di catalogo nominale.

Un giunto a ingranaggi del tamburo non è un giunto universale. Se il design della macchina richiede un'ampia articolazione, un giunto universale a croce o un giunto a membrana è una classe più appropriata. Un giunto a ingranaggi è la scelta giusta quando l'azionamento necessita di un collegamento compatto, torsionalmente rigido con flottante controllato e lubrificazione prevedibile.

Lubrificazione e manutenzione: dove gli accoppiamenti degli ingranaggi del tamburo si usurano

Poiché il giunto a ingranaggi del tamburo trasmette la coppia attraverso il contatto dei denti scorrevoli, il grasso fa parte del progetto. La cavità del dente deve essere riempita con un grasso per pressioni estreme che rimanga in posizione in condizioni di funzionamento e rimanga stabile alla temperatura operativa prevista. Molte trasmissioni standard utilizzano un grasso di grado NLGI 1,5 o 2 con un addensante sintetico o al litio. Siti polverosi, spruzzi d'acqua e temperature ambiente elevate richiedono un grasso con migliore resistenza all'acqua e protezione EP.

Gli intervalli di rilubrificazione dipendono dalla velocità, dalla temperatura e dai cicli di carico. Un giunto ad alta velocità può necessitare di grasso ogni pochi mesi, mentre un'unità lenta e pesante a volte può funzionare più a lungo, ma il programma del produttore è il punto di partenza. Se si cambia tipo di grasso, eliminare prima il grasso vecchio; addensanti incompatibili possono indurire e limitare la distanza dei denti.

L'ispezione dovrebbe includere il modello di usura sia sui denti esterni che su quelli interni. Anche l'usura su tutta la larghezza del dente è salutare. L'usura concentrata su un bordo indica che il disallineamento effettivo è superiore al valore di progetto. Un grasso scolorito o una pasta grigio metallizzato nella cavità dentale sono solitamente indice di sovraccarico, rilubrificazione insufficiente o perdita della pellicola di grasso.

Scegli la variante giusta del giunto a ingranaggi del tamburo

Il termine giunto a tamburo copre un'intera famiglia di costruzioni. Le versioni più economiche sono destinate agli azionamenti orizzontali motore-riduttore con accesso normale per l'allineamento e l'ingrassaggio. Quando la trasmissione comprende un freno, un albero verticale o un ampio spazio tra le macchine, una variante progettata appositamente è una scelta migliore rispetto a un giunto di base adattato in loco.

Negli azionamenti di sollevamento o verricello in cui un freno a tamburo è già parte della macchina, un accoppiamento con ruota frenante integrata accorcia la trasmissione e mantiene la superficie frenante concentrica con l'albero.

Giunto WGZ con ruota del freno integrata per macchinari di sollevamento Caratterizzato da un design a ingranaggio coronato e da un tamburo del freno integrato, questo giunto combina la trasmissione della coppia con la frenatura in un'unica unità compatta. È adatto ai sistemi di sollevamento e agli argani in cui un gruppo freno separato complicherebbe la trasmissione. Visualizza il prodotto →

Per gli alberi della pompa verticale o del miscelatore, verificare il design del giunto a ingranaggi del tamburo verticale anziché dare per scontato che qualsiasi giunto a ingranaggi possa essere montato in posizione verticale senza modificare la ritenzione di lubrificazione. Per la manutenzione della pompa, un giunto distanziale consente di arretrare la pompa senza spostare il motore.

Giunti a ingranaggi a tamburo in applicazioni industriali

I giunti a ingranaggi a tamburo sono presenti in quasi tutti i treni di alberi pesanti dove è necessaria una connessione compatta e torsionalmente rigida. Nell'acciaio e nella metallurgia, collegano i supporti dei pignoni e le unità a rulli dove le vibrazioni e i picchi di coppia sono comuni. Negli impianti petrolchimici e nella produzione di energia, trasmettono la coppia attraverso pompe, ventole e soffianti dove l'allineamento può spostarsi man mano che si sviluppano i carichi sui tubi. Nelle installazioni marine, la facilità di manutenzione e la resistenza alla corrosione determinano il design. Nel settore minerario, la polvere e l'acqua rendono importanti una lubrificazione sigillata e superfici dei denti robuste.

L'attrezzatura di sollevamento è un caso speciale perché la trasmissione è breve, reversibile e spesso combinata con un dispositivo di frenatura. I giunti a ingranaggi a tamburo gestiscono bene questa situazione quando la variante è adatta al servizio della gru. Poiché le gru hanno cicli di carico e fattori di sicurezza specifici, la serie di giunti per tamburi della gru è dimensionata in modo più conservativo. Il Panoramica delle macchine di sollevamento e da costruzione fornisce un utile punto di partenza per queste applicazioni; per un azionamento compatto di gru con opzione freno integrata, la scelta tipica è il giunto a tamburo con bordo a corona di tipo DC.

Giunto a tamburo con ingranaggi coronati CC per sistemi di sollevamento con gru Progettato specificamente per accoppiare i riduttori ai tamburi nelle applicazioni di sollevamento, questo giunto gestisce carichi radiali e coppie elevati con un cuscinetto sferico autoallineante. Si tratta di una scelta tipica per gli azionamenti compatti per gru con opzioni di frenatura integrate. Visualizza il prodotto →

Lista di controllo per la selezione finale

La decisione finale dovrebbe essere presa da una tabella di dimensionamento con i dati di utilizzo reali di fronte a te. Gli errori più comuni consistono nell'utilizzare il diametro dell'albero come unico input per il dimensionamento, nell'ignorare le condizioni di coppia bloccata o di stallo e nell'aspettarsi una capacità di disallineamento maggiore di quella che il giunto può fornire senza un'usura accelerata.

• Utilizzare la coppia regolata con il fattore di servizio corretto.
• Verificare che il diametro dell'albero e la sede della chiavetta rientrino nella gamma del catalogo.
• Scegli la variante costruttiva che soddisfa i requisiti di freno, distanziatore, verticale o gru.
• Definire l'obiettivo di allineamento per l'installazione ed effettuare una registrazione finale dell'allineamento.
• Stabilire un programma di rilubrificazione e includere la condizione dei denti nella lista di controllo dell'ispezione.

Un giunto a ingranaggi a tamburo può garantire una lunga durata se viene selezionato per il servizio effettivo, lubrificato come componente meccanico caricato e protetto da eccessivi disallineamenti di installazione. Questa combinazione è ciò che trasforma un componente standard in una parte affidabile di una linea di produzione.