Memahami Gearbox Reduktir Kecepatan: Seleksi, Instalasi, dan Pemeliharaan
Seleksi dan integrasi reduktir kecepatan melibatkan lebih dari sekadar memilih satu dari katalog. Dalam sebagian besar kasus, torsi maksimum, kecepatan, dan beban radial yang dipublikasikan tidak dapat digunakan secara bersamaan. Faktor pelayanan yang tepat harus diterapkan untuk mengakomodasi berbagai aplikasi dinamis. Dan, setelah reduktir kecepatan yang tepat dipilih, pemasangan dan pemeliharaan yang tepat adalah kunci untuk memaksimalkan umur pakai.
Kategori reduktir kecepatan
Beragam alat pengurangan kecepatan mekanik termasuk katrol, gear, pinion, dan drive geser. Ada juga produk listrik yang dapat mengubah kecepatan mesin. Diskusi ini akan berfokus pada reduktir kecepatan drive tertutup, juga disebut drive siku dan gearbox, yang memiliki dua konfigurasi utama: se garis dan tegak lurus. Setiap satu dapat dicapai dengan berbagai jenis gear. Model linear biasanya terdiri dari gear helikal atau gear siku, gear planetarium, mekanisme sikoidal, atau generator gelombang harmonis. Desain planetarium umumnya memberikan torsi tertinggi dalam paket terkecil. Drive sikoidal dan harmonis menawarkan desain kompak dengan ras yang lebih tinggi, sementara unit gear helikal dan helikal biasanya paling hemat biaya. Semuanya cukup efisien.
Gear cacing mungkin adalah solusi pengurangan yang paling hemat biaya, tetapi biasanya memiliki ras minimum 5:1 dan kehilangan efisiensi yang signifikan seiring bertambahnya ras gear. Reduktir gear siku sangat efisien tetapi memiliki batas pengurangan kecepatan efektif sebesar 6:1. Jenis aplikasi menentukan desain reduktir kecepatan mana yang paling memenuhi persyaratan.
Sebelum memilih reduktir apa pun, data teknis harus dikumpulkan untuk memilih dan memasang unit dengan benar: torsi, kecepatan, daya, efisiensi reduktir, faktor pelayanan, posisi pemasangan, variabel koneksi, dan umur pakai yang diperlukan. Dalam beberapa aplikasi, jumlah longgar, kesalahan transmisi, kekakuan torsional, momen inersia juga penting.
Hubungan torsi, kecepatan, dan daya
Torsi yang diperlukan mungkin adalah kriteria terpenting karena ini diterjemahkan menjadi jumlah pekerjaan yang harus dilakukan oleh reduktir kecepatan. Sementara dalam aplikasi sederhana, menentukan torsi dapat relatif sederhana, itu dapat sulit dalam mesin kompleks. Inersia, geser, dan gravitasi – fenomena fisik yang cenderung menahan gerakan – harus diidentifikasi sehingga cukup torsi dapat dihasilkan untuk mengatasi mereka. Ini dapat sulit dengan mesin kompleks. Inersia, geser, dan gravitasi - fenomena fisik yang biasanya menahan gerakan - harus diidentifikasi untuk menghasilkan cukup torsi untuk mengatasi mereka. Mengambil koefisien geser dan percepatan serta rem massa inersia dalam perhitungan sangat penting dalam menghitung torsi yang diperlukan. Pintasan untuk menemukan torsi yang diperlukan untuk mesin yang sudah ada adalah dengan membaca arus motor dengan menentukan arus yang ditarik. Kemudian perhitungan dapat dilakukan untuk menemukan daya yang diperlukan. Terakhir, dengan menggunakan rumus torsi standar dan mengambil ras yang berbeda, nilai torsi akhir dapat diperoleh.
Setelah menentukan daya yang diperlukan, faktor pelayanan harus dipertimbangkan untuk menyesuaikan ukuran perangkat dengan benar. Faktor pelayanan mengambil parameter operasional lainnya, termasuk panjang hari kerja, jumlah mulai dan berhenti, karakteristik beban, dan sumber daya. Sebagian besar reduktir diberi rating untuk torsi maksimum pada jumlah jam umur pakai tertentu. Faktor pembatas dalam rating ini bukanlah kekuatan gear atau sumbu, tetapi umur bantalan. Karena bantalan harus mendukung gaya pemisahan gear di bawah beban, pemuatan yang lebih rendah dari rating maksimum meningkatkan umur gearbox. Sebaliknya, dengan meningkatkan variabel beban seperti yang disorot di atas, penurunan umur gearbox akan terjadi. Oleh karena itu, untuk mencapai persyaratan torsi efektif, faktor pelayanan yang tepat perlu diterapkan.
Reduktir kecepatan dan motor dapat dipilih pada tahap ini. Biasanya, sumber daya primer dipilih, seperti mesin atau motor yang berjalan pada kecepatan tertentu. Memperoleh ras gear yang benar dari reduktir kecepatan dan perkalian torsi yang dihasilkan hanya masalah membagi kecepatan motor dengan kecepatan elemen yang diarahkan. Kemudian ukuran motor yang benar dapat ditemukan dengan menambahkan faktor dan nilai yang berbeda ke rumus daya motor standar.
Setelah seleksi dilakukan, pertanyaan berikutnya adalah bagaimana gearbox akan diintegrasikan ke dalam mesin. Pertanyaan utama adalah bagaimana gearbox akan dipasang dan bagaimana ia akan terhubung ke pengontrol dan beban yang diarahkan.
Orientasi sumbu adalah salah satu pertimbangan pertama. Dalam banyak aplikasi, diinginkan untuk memosisikan sumbu input atau output secara vertikal. Dalam hal ini, perhatian besar harus diberikan untuk memastikan pelumas yang tepat. Minyak atau grisma gearbox tidak hanya melindungi dari aus gear, tetapi juga mengurangi aus bantalan. Oleh karena itu, ketika salah satu sumbu dipasang secara vertikal, bantalan pendukung teratas mungkin tidak mendapatkan pelumas yang diperlukan. Dalam beberapa desain gear, percikan dan kabut dari gear yang berputar di waduh pelumas cukup untuk memastikan pelumas yang tepat, tetapi untuk tipe kecepatan rendah, bantalan yang sudah dilubangi dan ditempel harus dipasang. Dalam aplikasi kecepatan tinggi lainnya, mungkin perlu menggunakan pompa internal atau eksternal untuk mengirim pelumas ke lokasi yang diinginkan. Setiap kali perlu memasang sumbu secara vertikal, penting untuk menentukan apakah metode pelumas alternatif diperlukan.
Masalah berikutnya adalah bagaimana menghubungkan reduktir kecepatan ke sumber daya dan beban yang diarahkan. Opsi meliputi drive dengan katrol, rack atau pinion, menghubungkan ke kopling, sumbu garis, atau universal joint, dan pemasangan sumbu langsung pada sumbu yang diarahkan.
Saat menghubungkan ke katrol, roda gigi, atau gear, masalah utama adalah beban radial, yang dikenal sebagai beban overhang. Bantalan sumbu dirancang tidak hanya untuk mendukung gaya yang memisahkan gear, tetapi juga untuk mentransmisikan beban radial dan dorongan tertentu ke sumbu itu sendiri. Saat drive dengan katrol dan gear, ada gaya radial karena sabuk atau rantai mencoba memutar sumbu. Magnitudo gaya ini dapat dihitung sebagai torsi yang ditransmisikan dibagi dengan jari-jari katrol atau roda gigi. Biasanya, namun, ini bukan satu-satunya gaya sisi yang diberikan. Katrol atau rantai kencang di sisi drive tetapi memiliki longgar di sisi belakang. Alat penegangan biasanya dipasang untuk mengurangi kebisingan dan mencegah sabuk meleset atau melewati gigi. Ketika sabuk atau rantai kencang, beban radial tambahan terjadi. Saat memilih drive gear, kombinasi beban radial yang dihasilkan dari torsi dan tegangan harus dipertimbangkan.
Saat menghubungkan reduktir kecepatan ke kopling dan dalam hal yang lebih kecil ke sumbu garis dan persilangan U, perataan adalah masalah utama. Kopling fleksibel direkomendasikan karena toleransi pemesinan perapian gearbox dan plat pemasangan. Tanpa perataan yang tepat, penggunaan kopling kaku dapat menempatkan beban sisi berlebihan pada bantalan sumbu. Bahkan dengan kopling fleksibel perataan yang tepat diperlukan karena sebagian besar kopling hanya memungkinkan ketidaksejajaran paralel 0,005 hingga 0,010 inci dan ketidaksejajaran sudut 1 hingga 3 derajat. Banyak desain kopling cocok untuk berbagai aplikasi, tetapi untuk umur pakai reduktir maksimal, kopling harus sesuai dengan tugas.
Opsi ketiga untuk menghubungkan gearbox adalah memasangnya langsung pada sumbu yang diarahkan dengan sumbu output borong. Ini mengurangi khawatir tentang perataan dan beban radial serta menghemat ruang. Lengan pendukung dari gearbox ke rangka mesin mencegah gearbox berputar di sekitar sumbu.
Banyak desain gear memungkinkan motor dipasang langsung pada unit gear. Desain ini berisi flange yang sangat presisi untuk memungkinkan koneksi langsung motor ke reduktir atau adaptor lain dengan kopling terintegrasi. Ini menghilangkan kebutuhan untuk memasang motor secara terpisah, tetapi ini biasanya hanya praktis dengan motor yang lebih kecil.
