Spiralni Menjač

Zavojni zupčanici a spiralni prijenosnik uključite polaganim i postupnim tempom, počevši od udaljenijeg kraja zuba i držeći kontakt dok se cijeli zupčanik ne okrene u puni zahvat. Kut zavojnice spiralnog zupčanika unutar mjenjača je obično 15 do 30 stupnjeva. Omjer kosog zupčanika je obično 3:2 do 10:1. Kao rezultat, spiralni mjenjač može se koristiti za prijenos masivnih potiska. Zavojni zupčanici su podmazani i poduprti posebnim ležajevima. Njegov dizajn ima helikoidne zupčanike s nagnutim zubima, koji omogućuju glatki i tihi rad uz minimalan zazor. Ova vrsta mjenjača naširoko se koristi u raznim primjenama, uključujući automobile, industrijske strojeve i sustave prijenosa energije, zbog svoje visoke učinkovitosti i pouzdanosti.

Što je spiralni mjenjač?

Što je spiralni mjenjač? Spiralni mjenjač sličan je paru papirnatih čeličnih zupčanika, ali se dva seta osovina križaju pod različitim kutovima. Središnja udaljenost svakog skupa spiralnih zupčanika nije cijeli broj, stoga je važno osigurati da su dva seta osovina iste duljine. Ovo je važno za aplikacije u kojima se uzima u obzir buka. Također, imajte na umu da su spiralni zupčanici općenito tihi i glatki.

Zupčani mjenjači imaju mnoge prednosti u odnosu na druge vrste mjenjača. Spiralni mjenjač može imati više zubaca koji zahvataju u istom smjeru, što im omogućuje dosljedan kontakt tijekom dugog vremenskog razdoblja. Koaksijalni spiralni mjenjači često se koriste u teškim uvjetima rada. Njihova učinkovitost i kvaliteta neusporedive su s drugim vrstama mjenjača.

Značajke spiralnog mjenjača

Spiralni zupčanici mogu se podesiti za promjenu kuta rotacije za 90 stupnjeva kada su montirani na okomite osovine. Spiralni zupčanik je svestrani tip zupčanika. Njegova kutna konfiguracija omogućuje mu rukovanje okretnim momentima do 750 Nm. Posebno je koristan za rotacijske primjene, gdje je kut rotacije kritičan. Dok se spiralni zupčanik primarno koristi u kretanju prema naprijed, može se koristiti i za prijenose niskog dometa. Međutim, budući da je niska brzina spora, ne proizvodi neugodno cviljenje.

Spiralni zupčanici su izdržljiviji od čeličnih zupčanika i zahtijevaju manje unutarnjih dijelova. Kao rezultat toga, oni su također lakši od čeličnih zupčanika. Spiralni mjenjač može biti izrađen od manje dijelova i manje je težak. Jedini nedostatak je složenost procesa proizvodnje, što povećava cijenu spiralnog mjenjača po dijelu. Unatoč tome, spiralni mjenjač je obično tiši i čvršći od cilindričnog zupčanika.

Vrste spiralnih mjenjača

Postoji nekoliko vrsta spiralnih mjenjača kao što su linijski spiralni mjenjač, pužni spiralni mjenjač, spiralni planetarni mjenjač, spiralni motor mjenjač tek. Razlikuju se po učinkovitosti i po buci. Spiralni zupčanici proizvode aksijalni potisak, što znači da su mjenjaču potrebni potisni ležajevi za prilagodbu toj sili. Nasuprot tome, čelični zupčanici ne proizvode aksijalni potisak, iako ne zahvaćaju tako glatko. Neki spiralni zupčanici zahtijevaju hladnjake ulja, dok drugi ne. U usporedbi s čeličnim zupčanicima, spiralni zupčanici proizvode manje buke, što ih čini idealnim za osobna vozila i kućnu upotrebu.
Oblik glavnog zuba spiralnog mjenjača ima fiksni omjer brzine, čak i ako središnji razmaci nisu potpuno postavljeni. Ovaj zahtjev se ponekad naziva temeljnim pravilom zupčanika. Zupčasti zupčanici imaju prednost što su slični papirnatim čeličnim zupčanicima u tome što moraju teturati u suprotnim smjerovima. Tipovi spiralnih prijenosnika su lijevi ili desni, ovisno o tome jesu li montirani na paralelne osovine.

Koaksijalni spiralni inline mjenjač serije R

Paralelni spiralni mjenjač serije F

Konusni mjenjač serije K pod pravim kutom

Zavojni pužni prijenosnik serije S

Spiralno-hipoidni mjenjač serije BKM

Spiralni mjenjač serije RC

Pužni mjenjač serije WG

Mjenjač ekstrudera

Cilindrični mjenjač transportne trake serije ZQ

Primjena spiralnog mjenjača

Prilikom razmatranja primjene spiralnog mjenjača, bitno je uzeti u obzir nekoliko čimbenika. Veličina, težina i profil zupčanika trebaju biti usklađeni s radnim opterećenjem aplikacije i okruženjem. Treba uzeti u obzir kut zavojnice i njegov središnji razmak. Štoviše, aplikacija bi trebala biti tiha, jer bučno ili klaustrofobično okruženje može negativno utjecati na performanse zupčanika. Stvarna vrijednost nagiba može varirati ovisno o kutu zavojnice, a za tu je svrhu razvijena posebna metodologija.

Druga važna značajka mjenjača s spiralnim zupčanicima je njihova učinkovitost. Omjer zuba zupčanika i ukupne površine omogućuje veći ukupni kontaktni omjer. Ispravno dizajniran spiralni mjenjač također ima manje buke i vibracija od čeličnih zupčanika. Ako spiralni zupčanik nije pravilno dizajniran, mogao bi biti mnogo bučniji od cilindričnog zupčanika. Kako bismo dobili savršen spiralni zupčanik za vašu primjenu, nudimo inženjerska i softverska rješenja za optimalne performanse mjenjača.

Ovi tipovi spiralnih mjenjača koriste se u industrijama gdje su brzina i učinkovitost važni. Neke industrije koje koriste spiralne zupčanike su industrija tekstila, plastike, gume, šećera, papira i cementa. Ostale aplikacije uključuju transporteri, drobilice i miješalice. Neki od drugih uobičajenih tipova spiralnih zupčanika koriste se u kompresori i puhala. Zavojni zupčanik također se koristi u metalurška industrija, gdje visoki moment koji stvara rotor stvara tiši, energetski učinkovitiji stroj.

Dizajn spiralnog mjenjača

Konstrukcija spiralnog mjenjača ima brojne prednosti. Prvo, osigurava uklanjanje potiska. To je moguće jer su zupčanici postavljeni pod kutom u odnosu na os rotacije. Ovaj dizajn može imati dvije različite osovine, od kojih je jedna okrenuta na desnoj strani mjenjača. Kut zavojnice se povećava kako se povećava snaga koju prenose zupčanici. Stoga kućište spiralnog mjenjača mora moći podnijeti ove dodatne sile. Nadalje, dizajn spiralnog mjenjača je veći i teži od konvencionalnih mjenjača.

Što se tiče konstrukcije i rada, spiralni mjenjači su dobra opcija za prijenosne sustave. Obično se koriste u automobilskim aplikacijama zbog svoje glatke izvedbe. To je moguće jer sadrže posebne zupce pod kutom. Kako se zupčanik pretvara u puni zahvat, ti zupčanici postupno dolaze u kontakt jedan s drugim. To stvara veliku količinu potiska. Također je tiši od konvencionalnih čeličnih zupčanika. Njegov modularni dizajn također pruža prednosti u pogledu inženjeringa i performansi. Spiralni mjenjači mogu se proizvesti ekonomično uz održavanje najviših standarda integriteta komponenti.

Helikopteri su još jedan primjer spiralnog mjenjača. Dvije polovice spiralnog zupčanika moraju se klatiti jedna u odnosu na drugu kako bi se pravilno uskladile. Isto vrijedi i za cilindrične zupčanike. Radijalne polovice također moraju biti paralelne. Osim toga, kosi zupčanici moraju biti simetrični u aksijalnom smjeru. Ovaj tip mjenjača zahtijeva složeniji zahvat.

Pužni mjenjač protiv spiralnog mjenjača

Usporedba između pužnog mjenjača i spiralnog mjenjača ključni je dio u određivanju najboljeg rješenja za vašu primjenu. Dok su pužni reduktori općenito učinkovitiji od spiralnih, veći središnji razmak čini pužni mjenjač učinkovitijim. Na primjer, normalna jedinica sa središnjim razmakom od 2.6 inča postupno gubi učinkovitost kako se omjer povećava, dok veći središnji razmak čini pužni mjenjač učinkovitijim dok se ne postigne omjer 10:1.

I pužni i spiralni prijenosnici učinkoviti su za manje količine KS. Na primjer, spiralni mjenjač košta oko 840 USD manje od pužnog mjenjača. Međutim crv mjenjač je učinkovitiji od spiralnog mjenjača za veće kapacitete. Učinkovitost opada kako se omjer povećava, iako će veća upotreba KS zahtijevati veće prijenosne omjere.

Planetarni mjenjač protiv spiralnog mjenjača

Korištenje električnih romobila ističe planetarni mjenjač nije prikladan za primjene pod pravim kutom, pogone kranova na pristaništu i pogone kretanja portala, na primjer. Ova vrsta mjenjača bila bi previše nametljiva u ovim primjenama. S druge strane, spiralni mjenjač je uži od planetarnog mjenjača i prikladan je za ove primjene. Obje vrste imaju prednosti i nedostatke.

Najveća prednost planetarnog prijenosnika je njegova učinkovitost. Gubici su niski, samo 3% po stupnju. Učinkovitost je toliko visoka da se prenosi 97 posto ulazne energije. Planetarni zupčanik također je čvršći zahvaljujući ravnomjernoj raspodjeli mase. Planetarni prijenosnik radijalno prenosi zakretni moment. Međutim, spiralni zupčanik zahtijeva od korisnika da kupi zamjenu za cijeli sustav, a spiralni mjenjač se ne može popraviti ako se pojavi problem.

Planetarni mjenjač može biti izuzetno lagan, što je važno za primjene pri malim brzinama. Često su do 60% lakši od konvencionalnih tipova, što znači manje potporne strukture. Planetari se često biraju zbog svoje sposobnosti smanjenja, kompaktne veličine i uravnotežene težine. Nasuprot tome, konvencionalni mjenjač ima osovinu koja nije u ravnini s većim dijelom mjenjača i uzrokuje prevjes i neuravnoteženu težinu.

Nasuprot tome, prstenasti zupčanik stvara aksijalne sile na kraju prijenosa. Spiralni zupčanici, s druge strane, ne stvaraju aksijalne sile. Spiralni zupčanici imaju nulti kut spirale, što znači da ne stvaraju nikakve aksijalne sile u mreži. Aksijalna sila stvara moment na obje strane zupčanika. Prstenasti zupčanik planeta spaja se sa suncem, stvarajući “pojačani okretni moment rotacijskog gibanja koji se prenosi na izlaz. Veličina aksijalne sile približno je jednaka promjeru koraka zupčanika.

Učinkovitost spiralnog mjenjača

Učinkovitost spiralnog mjenjača temelji se na izlaznom momentu podijeljenom s ulaznim momentom. Ovaj omjer jednak je ukupnom smanjenju brzine unutar mjenjača i broj je okretaja koje motor mora napraviti da bi zakrenuo maticu. Spiralni zupčanici, s druge strane, proizvode veliki potisak duž osi zupčanika. Također su skloni većem trenju klizanja između zuba zupčanika, što se može riješiti dodavanjem aditiva mazivu za mjenjač.

Dok bi konvencionalna mudrost ukazivala da je spiralni mjenjač učinkovitiji od pužnog zupčanika, nedavna istraživanja sugeriraju da pužni mjenjači počinju smanjivati jaz u učinkovitosti, posebno kada se radi o aplikacijama male snage. Novi dizajni pužnih mjenjača, kao i poboljšano podmazivanje, čine pužne mjenjače konkurentnijima u odnosu na spiralne mjenjače. U većini slučajeva, pužni prijenosnici su jeftiniji, ali su spiralni prijenosnici učinkovitiji.

Osim što su brži i učinkovitiji, spiralni mjenjači proizvode aksijalnu potisnu silu koja je usklađena s osovinama. Kut zavojnice spiralnog zupčanika raste kako raste snaga koju nosi. To zahtijeva da kućište spiralnog mjenjača bude projektirano tako da može prihvatiti potisno opterećenje. Kao rezultat toga, spiralni mjenjač povećava i veličinu i težinu. Ovi čimbenici određuju učinkovitost spiralnih prijenosnika.