Kako mjenjač skrenutih četvrtina postiže učinkovito pojačanje zakretnog momenta i funkciju samo-zaključavanja?

Pojačanje zakretnog momenta: Mehanička logika dizajna omjera prijenosa
Funkcija pojačanja zakretnog momenta a Quarter-okretni mjenjač temelji se na dizajnu omjera prijenosa crva i crva. Njegova osnovna formula je:
Izlazni moment = omjer ulaznog okretnog momenta × prijenos
Omjer prijenosa određuje se brojem glava crva (Z1) i brojem zuba zupčanika crva (Z2):
Omjer prijenosa I = Z2 / Z1
Na primjer, kada je broj glava crva 1 (jednokrevetni crv), a broj zubnih zupčanih zupčanika je 50, omjer prijenosa je 50: 1, a ulazni okretni moment od 50 n · m može se pojačati na 2500N · m. Podešavanjem broja zubnih zuba crva, raspon pojačanja okretnog momenta od 5: 1 do 100: 1 može se fleksibilno postići.

Inženjerska praksa dizajna omjera prijenosa
Mali omjer prijenosa (5: 1-20: 1): Prikladan za uvjete laganog opterećenja kao što su ventili i vrata, koji trebaju uzeti u obzir učinkovitost prijenosa i brzinu odziva.
Veliki omjer prijenosa (20: 1-100: 1): Koristi se u scenarijima teških opterećenja kao što su dizalice i vitla, te ležajne kapacitete crva zupčanika.
Na primjer, u kontroli ventila nad nuklearnim elektranama, mjenjač mora izdržati utjecaj visokotemperaturnog i visokotlačnog medija. Dizajn velikog omjera prijenosa može osigurati preciznu kontrolu otvaranja i zatvaranja ventila.

Funkcija samo-zaključavanja: Mehanički princip optimizacije kuta spirale

1. Mehanička priroda karakteristika samo-zaključavanja

Funkcija samo-zaključavanja crvanih zupčanika potječe od odnosa između kuta spirale (λ) i kuta trenja (φ). Kad je kut spirale manji od kuta trenja, kotač crva ne može preokrenuti crv, formirajući samo-zaključavanje. Njegov je matematički izraz:

λ <φ
Kut trenja određuje se koeficijentom trenja materijala (μ):

φ = Arctan (μ)

Na primjer, koeficijent trenja brončanih crva i čeličnih crva iznosi oko 0,1, što odgovara kutu trenja od 5,7 °, tako da kut spirale mora biti manji od ove vrijednosti da bi se postiglo samo-zaključavanje.

2. Inženjerska primjena funkcije samo-zaključavanja
Protivna zaštita: U scenama poput dizala i dizalica, funkcija samo-zaključavanja može spriječiti da se opterećenje pomiče u suprotnom smjeru zbog gravitacije ili vanjskih sila, izbjegavajući tako nesreće.
Poboljšana točnost pozicioniranja: U CNC strojevima i robotskim spojevima, značajka samo-zaključavanja može ukloniti klirens prijenosa i poboljšati točnost pozicioniranja na ± 0,01 mm.
Na primjer, u sustavu upravljača brodu, funkcija samo-zaključavanja mjenjača može osigurati da oštrica kormila ostane stabilna u teškim morskim uvjetima i izbjegava yaw.

Inovacija u materijalima i procesima: podrška za prijenos visoke učinkovitosti
1. crv Materijal: Proces gašenja čelika visoke čvrstoće legura
Kao jezgra komponenta prijenosa okretnog momenta, crv mora izdržati visok stres i habanje. Tipični materijal je 40CRNIMOA, što može dostići tvrdoću od 58-62hrc nakon ugašenja liječenja i vlačne čvrstoće veće od 1000MPa. Proces gašenja tvori martenzitsku strukturu brzim hlađenjem, što značajno poboljšava tvrdoću i otpornost na habanje materijala.

2.
Materijal zupčanika od crva mora uzeti u obzir i otpornost na habanje i apsorpciju udara. Tin bronca (ZCUSN10PB1) je prvi izbor zbog visoke vlačne čvrstoće (≥300MPA) i koeficijenta niskog trenja (0,05-0,1). Njegove karakteristike apsorpcije udara izvedene su iz sposobnosti plastične deformacije bakrene matrice, koja može apsorbirati udarnu energiju i smanjiti vibracijski šum.

3. Procesna inovacija: sinergistička optimizacija brušenja i podmazivanja
Mrežanje crva: CBN brušenje kotača koristi se za superfino mljevenje, a hrapavost površine zuba ra≤0,4 μm osigurava točnost povezivanja.
Sustav podmazivanja: Kroz kombinaciju podmazivanja uljne magle i prisilnog podmazivanja formira se stabilan naftni film kako bi se koeficijent trenja smanjio na ispod 0,03.
Na primjer, u mjenjačima vjetroelektrane, dizajn podmazivanja crva zupčanika može povećati učinkovitost prijenosa na više od 97%.

Scenariji primjene: od industrijskih ventila do opreme vrhunskog
1. Kontrola industrijskog ventila
U industrijama kao što su naftna, kemijska i električna energija, ventili vođene mjenjačem s okretnim preokretom moraju podnijeti utjecaj visokotemperaturnih i visokotlačnih medija. Njegova funkcija pojačanja zakretnog momenta osigurava da se ventil otvori i zatvori brzo, a njegove karakteristike samo-zaključavanja sprječavaju da medij teče natrag. Na primjer, u sustavu vodenog vodostaja nuklearne elektrane, mjenjač mora stabilno raditi na visokoj temperaturi od 300 ° C.

2. Teški sustav prijenosa
U dizalicama, vitlicama i drugim scenarijima, mjenjač mora izdržati puno desetaka tona. Njegov veliki dizajn omjera prijenosa može pojačati moment motora na tisuće Newtonovih metara, a funkcija samo-zaključavanja sprječava da opterećenje slučajno padne. Na primjer, u lučkim dizalicama život prijenosnika mora prelaziti 10 godina.

3. Polje opreme vrhunskog
U poljima kao što su zrakoplovna i robotika koja zahtijevaju izuzetno visoku preciznost i pouzdanost, karakteristike samo-zaključavanja i točnost pozicioniranja mjenjača postaju ključni. Na primjer, u satelitskim sustavima za kontrolu stava, mjenjač mora održavati točnost pozicioniranja od ± 0,001 ° u vakuumskom okruženju.