Kaivoslaitteiden tinapronssiholkki käyttää pohjamateriaalina erittäin puhdasta kuparia,...
Kierukkavaihteet lisää vääntömomenttia , ja usein dramaattisella marginaalilla. Koska kierukkavaihdesarja käyttää ruuvimaista kierukkaa hammastetun kierukkapyörän pyörittämiseen, yksi kierteen kierros siirtää pyörää eteenpäin vain yhdellä hampaalla (tai muutamalla hampaalla). Tämä sisäänrakennettu nopeuden alennus muunnetaan lähes suoraan vääntömomentin kertoimeksi. Käytännössä matovaihteisto, jossa on a 20:1 suhde voi muuttaa vaatimattoman 10 N·m sisääntulon noin 140–180 Nm käyttökelpoiseksi ulostulomomentiksi sarjan tehokkuudesta riippuen. Tästä syystä kierukkavaihteet ovat vakiovalinta, kun suuri vääntömomentti, kompakti pakkaus ja hiljainen toiminta ovat tärkeämpiä kuin raakanopeus.
Alla olevissa osissa selitetään tarkasti, kuinka tämä vääntömomentin vahvistus tapahtuu, kuinka se lasketaan omaa sovellusta varten ja missä kierukkavaihteen kompromissit tekevät siitä oikean tai väärän valinnan.
Vääntömomentin lisääntyminen kierukkavaihteistossa on suora seuraus mekaanisesta vipuvaikutuksesta hammaspyöräverkon sisällä. Mato käyttäytyy kuin jatkuva ruuvikierre; kun se pyörii, sen kierre työntyy vasten matopyörän hampaita pakottaen pyörän pyörimään paljon hitaammin kuin itse mato.
Syöttöakseli (mato) tulee tyypillisesti moottorista ja pyörii nopeasti, mutta sillä on suhteellisen vähän vääntömomenttia verrattuna siihen, mitä järjestelmä lopulta tuottaa.
Jokainen madon kierros siirtää kierukkapyörää eteenpäin vain pienen kulman verran. Koska energia säilyy karkeasti verkon poikki, pyörimisnopeuden lasku näkyy vastaavana ulostulomomentin nousuna.
Toisin kuin hammaspyörissä tai kierrevaihteissa, kierukkavaihteissa on huomattavaa liukukitkaa hampaiden rajapinnassa. Osa teoreettisesta vääntömomentin lisäyksestä menetetään lämmölle, minkä vuoksi todellinen hyötysuhde – ei pelkkä välityssuhde – määrää lopullisen toimitetun vääntömomentin.
Välityssuhteen, tehokkuuden ja vääntömomentin välinen suhde noudattaa yksinkertaista suunnittelukaavaa:
Lähtömomentti = tulomomentti × välityssuhde × hyötysuhde
Kierukkavälityssuhteet vaihtelevat yleensä 5:1 - 100:1 yhdessä vaiheessa, kun taas mekaaninen hyötysuhde jää tyypillisesti väliin 50 % ja 90% johtokulmasta, voitelusta ja materiaaliparista riippuen (yleensä karkaistu teräsmato, joka juoksee pronssista tai kupariseoksesta valmistettua kierukkapyörää vasten, mikä vähentää kulumista ja kitkaa).
Kuten taulukosta käy ilmi, suuremmat suhdeluvut moninkertaistavat vääntömomentin, vaikka hyötysuhde heikkenee, minkä vuoksi kierukkavaihteet ovat edelleen houkuttelevia erittäin suuren vääntömomentin vaativissa sovelluksissa huolimatta niiden luontaisista kitkahäviöistä.
On tärkeää ymmärtää, että vääntömomentti ja tehokkuus liikkuvat vastakkaisiin suuntiin suhteen kasvaessa. Kierukkavaihde, joka on optimoitu maksimaaliselle vääntömomentille erittäin suurilla suhteilla, käy yleensä lämpimämmin ja tuhlaa enemmän syöttöenergiaa lämmönä kuin pienemmän suhdeluvun sarja.
Oikean suhteen valitseminen tarkoittaa siten käytettävän kuorman vääntömomenttivaatimuksen sovittamista tehokkuustasolle, jonka järjestelmä sietää lämmön ja energian suhteen.
Kierukkavaihteiden vääntömomenttia moninkertaistava luonne tekee niistä luonnollisen istuvuuden minne tahansa kompaktin vetolaitteen tarvitsee siirtää raskasta tai kestävää kuormaa hitaasti ja tasaisesti.
Monissa näistä malleista kierukkapyörä on valmistettu kulutusta kestävästä pronssista tai kupariseoksesta yhdistettynä karkaistuun teräskierukkaan – materiaaliyhdistelmä on valittu nimenomaan, koska se kestää liukukosketusta ja syntyvää lämpöä samalla kun se tuottaa korkean vääntömomentin luotettavasti pitkän käyttöiän ajan.
Vahvasta vääntömomenttiedusta huolimatta kierukkavaihteet eivät aina ole paras ratkaisu. Niiden tehokkuusrajoitus tarkoittaa, että saman lähtövääntömomentin saavuttamiseen tarvitaan enemmän syöttötehoa kuin kierre- tai planeettavaihteistojärjestelmissä. Jatkuvassa korkean käyttöjakson käytössä, jossa energiakustannuksilla on merkitystä tai kun kuorman tahallista peruuttamista vaaditaan, vaihtoehtoiset vaihteistotyypit voivat yksinkertaisuudestaan ja kompaktista koostaan huolimatta ylittää kierukkavaihteen.
Yleensä kyllä, mutta vain siihen asti, että tehokkuuden pudottaminen alkaa kompensoida suhdehyötyä. Erittäin suurilla suhteilla vääntömomentti kasvaa edelleen, mutta jokainen lisäsuhteen lisäys tuottaa pienemmän nettohyödyn.
Monissa suurisuhteisissa malleissa kyllä. Tätä kutsutaan itselukittumiseksi, ja se tapahtuu, kun madon etukulma on tarpeeksi pieni, jotta kitka estää kierukkapyörää ajamasta matoa taaksepäin – hyödyllinen turvaominaisuus nostosovelluksissa.
Karkaistu teräsmato yhdistettynä pronssiseen tai kupariseoksesta valmistettuun kierukkapyörään on yleisimmin käytetty yhdistelmä, joka tasapainottaa lujuuden, kulutuskestävyyden ja hallittavan kitkan jatkuvassa vääntömomenttikuormituksessa.
200 tonnin kaivoksen kaivinkone istuu toimettomana penkillä, kun taas asentaja kiipeää rasvapistoolilla kolmatta kertaa tällä viikolla. Puomin nivelholkki kuluu epätasaisesti, akseli on alkanut ...
View MoreSuora vastaus: Parhaassa kierukkapyörän akseliparissa käytetään kuparista kierukkavaihdetta A matovaihteisto akseli, joka on tyypillisesti valmistettu karkaistusta teräksestä, t...
View MoreMitä ovat metalliholkit? Pikavastaus A metalliholkki on lieriömäinen holkki, joka on tyypillisesti valmistettu kupariseoksista, teräksestä tai alumiinista ja joka on asetettu ka...
View MoreMikä on materiaalin kovuus Materiaalin kovuus on kiinteän aineen mitattavissa oleva vastustuskyky paikallista plastista muodonmuutosta, kuten naarmuuntumista, painaumaa tai hankausta v...
View More