Сравните ОПУ с внутренним, наружным зацеплением и без зацепления по габаритам, доступу к шестерне, защите, смазке, люфту и производственным требованиям.
Положение зацепления на ОПУ влияет далеко не только на контур габаритного чертежа. Оно меняет расположение шестерни, доступную конструкцию, защиту от загрязнений, доступ для осмотра, путь подачи смазки и процедуру замены. Внутреннее и наружное зацепление могут использовать сходные конструкции дорожек качения, но при этом формируют очень разные интерфейсы машины.
Это сравнение помогает конструкторам выбрать схему зацепления до выбора конкретной модели. Затем размерные варианты можно предварительно отобрать в каталоге стандартных моделей ОПУ, где серии с наружным зацеплением, внутренним зацеплением и без зацепления организованы отдельно.
Наружное зацепление: доступно и легко осматривать
При наружном зацеплении зубья расположены по наружному диаметру. Шестерню обычно легко установить, наблюдать и заменить, а большой делительный диаметр может уменьшить окружную силу на зубьях при заданном крутящем моменте привода. Наружное зацепление также оставляет отверстие ОПУ свободным для шлангов, кабелей, центрального токосъемника или элементов конструкции.
Компромисс заключается в открытости. Зубья могут потребовать защиты от персонала, ударов, пыли, дождя и мусора груза. Максимальный габарит машины должен учитывать диаметр по вершинам зубьев и узел шестерни, а не только наружный диаметр кольца подшипника. Смазка, выбрасываемая из открытого зацепления, также требует решений по сбору и очистке.
Внутреннее зацепление: защищено и компактно снаружи
Внутреннее зацепление переносит зубья и шестерню внутрь отверстия ОПУ. Это может обеспечить чистый наружный габарит и дать полезную защиту от прямых ударов или загрязнений окружающей среды. Такая схема часто применяется, когда окружающая конструкция машины должна оставаться близко к наружному диаметру ОПУ.
Внутренний доступ может быть сложнее. Шестерня, точки смазки и смотровое окно конкурируют за место с гидравлическими токосъемниками, кабелями и элементами конструкции. Полезное центральное отверстие определяется основанием зуба и пространством под шестерню, поэтому проверяйте минимальный свободный проходной диаметр, а не номинальный внутренний диаметр кольца. При планировании замены также нужно учитывать, можно ли снять шестерню без подъема всей верхней конструкции.
ОПУ без зацепления и альтернативные приводы
ОПУ без зацепления уместно, когда крутящий момент передается двигателем прямого привода, фрикционным колесом, цепью, ремнем или отдельным зубчатым венцом. Отказ от встроенных зубьев может упростить подшипник и исключить требования к зацеплению, не соответствующие выбранному приводу. Это также может подойти для прецизионных столов, где моментный двигатель воздействует непосредственно на вращающееся кольцо.
Альтернативный привод все равно нуждается в определенном пути передачи нагрузки. Проверьте, как крутящий момент вводится в кольцо, не деформируют ли усилия зажима дорожку качения и как выравнивается и обслуживается привод. Отдельное зубчатое колесо должно иметь собственную базу, материал, термообработку, точность и спецификацию крепления.
Расчеты зацепления, применимые к обеим схемам
Рассчитайте максимальную окружную силу шестерни по фактическому пусковому, тормозному, аварийному и ветровому моменту на делительном диаметре зацепления. Проверьте изгиб в основании зуба, контактные напряжения, ширину венца, модуль, угол давления, материал и твердость. Одного номинального крутящего момента двигателя редко достаточно для полного расчетного случая, потому что передаточное отношение редуктора, КПД, отпускание тормоза и пределы управления меняют пиковое значение на шестерне.
Люфт необходимо устанавливать в самой плотной точке окружности зацепления и перепроверять после окончательной затяжки болтов. Деформация кольца, прогиб вала шестерни и монтажный эксцентриситет могут вызывать изменение люфта по окружности. В статье по преднатягу болтов и последовательности затяжки объясняется, почему окончательная проверка зацепления выполняется после закрепления соединения.
- Подтвердите модуль, число зубьев, угол давления и любую коррекцию профиля.
- Задайте качество зацепления, распределение твердости и записи контроля.
- Предусмотрите диапазон регулировки для люфта шестерни.
- Разделяйте требования к смазке дорожек качения и к смазке открытого зацепления.
- Спроектируйте безопасный доступ для осмотра, не подвергая персонал воздействию движущихся зубьев.
Практический выбор схемы
Выбирайте наружное зацепление, когда определяющими являются доступ к шестерне, свободное центральное отверстие и простая инспекция. Выбирайте внутреннее зацепление, когда важнее наружный габарит и защита зубьев и при этом имеется достаточное внутреннее пространство для обслуживания. Выбирайте исполнение без зацепления, когда машина использует другую концепцию передачи крутящего момента. Во всех случаях сравнивайте полную смонтированную схему, а не только цену подшипника.
FAQ
Является ли внутреннее зацепление прочнее наружного?
Не обязательно. Несущая способность зависит от делительного диаметра, модуля, ширины венца, материала, термообработки, геометрии шестерни и реального спектра крутящего момента.
Какую схему легче обслуживать?
Наружное зацепление часто проще осматривать, а внутреннее лучше защищено. Фактический результат определяется реальным доступом и ограждением.
Можно ли использовать крутящий момент привода как опрокидывающий момент подшипника?
Нет. Крутящий момент привода и опрокидывающий момент являются разными компонентами нагрузки и требуют отдельных проверок.
Инженерные источники
Для проверки по чертежам отправьте MERYDOM данные по применению, расчетным нагрузкам, размерам и требуемой документации. Окончательный выбор и инструкции по эксплуатации должны соответствовать утвержденному чертежу и требованиям производителя оборудования.
