przekładnie hipoidalne thf - hypoid gearbox thf

Szkolenie dla producentów maszyn

Przekładnie hipoidalne THF

ver.03/2014

Mariusz SnowackiHF Inverter Polska

Agenda Część 1 – Przekładnie hipoidalne: budowa i cechy techniczne

Klasyfikacja przekładni i kół zębatych Budowa przekładni hipoidalnej THF Sposoby wykonania kół zębatych stożkowych Cechy techniczne przekładni hipoidalnych Porównanie cech technicznych przekładni

Część 2 – Przekładnie hipoidalne a przekładnie ślimakowe Cechy przekładni ślimakowych Przekładnia hipoidalna jako ewolucja przekładni ślimakowej Dobór przekładni hipoidalnej za przekładnię ślimakową

Część 3 – Przekładnie hipoidalne: dobór i eksploatacja Dobór przekładni hipoidalnej THF Montaż i eksploatacja przekładni hipoidalnej THF Typowe uszkodzenia przekładni zębatych

Część 4 – Podsumowanie Uwarunkowania prawne Dlaczego warto stosować przekładnie hipoidalne?

© Mariusz Snowacki

Przekładnie hipoidalne: budowa i cechy techniczne

Część 1czas: 45min

© Mariusz Snowacki

Klasyfikacja przekładni i kół zębatych

Budowa koła zębategoKoło zębate jest to część mechanizmu lub maszyny, służąca do przenoszenia ruchu bez

poślizgu za pomocą zębów rozmieszczonych na obwodach dwóch współpracujących kołach.

Para lub większa liczba zazębiających się kół zębatych tworzy przekładnię zębatą.

Koło zębate składa się z: piasty wieńca zębatego łącznika, łączącego piastę i wieniec

© Mariusz Snowacki

W niektórych kołach zębatych, szczególnie tych o niewielkiej liczbie zębów i małej średnicy, nie występuje łącznik, a wieniec zębaty spełnia jednocześnie rolę piasty.


Zależnie od kształtu wieńca, koła zębate dzielimy na:1. Koła walcowe

a) o zębach prostychb) o zębach skośnychc) o zębach daszkowychd) z uzębieniem wewnętrznyme) zębatka (listwa zębata)

2. Koła stożkowef) o zębach prostychg) o zębach skośnychh) o zębach krzywoliniowychi) płaskie (talerzowe)

© Mariusz Snowacki


Zarówno koła walcowe jak i koła stożkowe mogą mieć uzębienie zewnętrzne (a) jak i wewnętrzne (b).

© Mariusz Snowacki

a

b

Szczególną postać koła walcowego stanowi zębatka prosta, którą można uważać za koło walcowe o nieskończenie dużej średnicy.

Podobnie szczególną postacią koła zębatego stożkowego jest koło płaskie, które nazywamy zębatką pierścieniową, kołem koronowym lub kołem talerzowym.


Zależnie od wzajemnego położenia osi kół rozróżniamy przekładnie:1. Równoległe2. Kątowe3. Wichrowate

Rodzaje przekładni zębatych:a) Walcowe prosteb) Walcowe skośnec) Walcowe daszkowed) O zazębieniu wewnętrznyme) Zębatkowef) Stożkowe o zębach prostychg) Stożkowe o zębach skośnychh) Stożkowe o zębach krzywoliniowychi) Śrubowej) Ślimakowe

© Mariusz Snowacki

Ze względu na kształt kół, przekładnie o osiach równoległych zwane są przekładniami walcowymi, a przekładnie o osiach przecinających się stożkowymi.

Budowa przekładni hipoidalnej THF

Przekładnia hipoidalna THF należy do grupy przekładni o osiach nierównoległych (pot. wichrowatych).Przekładnie o osiach nierównoległych można podzielić na cztery rodzaje w zależności od wielkości przesunięcia osi, dzielimy je na:1. Przekładnie stożkowe2. Przekładnie hipoidalne 3. Przekładnie spiroidalne4. Przekładnie śrubowe (ślimakowe)

© Mariusz Snowacki

1

2

3

4

R – średnia długość tworząca stożka koła podziałowego


Przekładnia hipoidalna różni się od przekładni stożkowych poprzecznym przesunięciem osi zębnika (przesunięcie hipoidalne) w stosunku do osi koła talerzowego.

a ≤ R

© Mariusz Snowacki

a

hipo - pierwszy człon wyrazów złożonych oznaczający: pod, poniżej, poniżej normy

(wg. Słownika Języka Polskiego PWN)

Koło talerzoweZębnik

Koło walcowe 1

Koło walcowe 2


© Mariusz Snowacki

Koło talerzowe

Zębnik

Koło walcowe 1

Koło walcowe 2


© Mariusz Snowacki

Mocowanie tulei wejściowej na wieloklinie


© Mariusz Snowacki

Przekładnia dwustopniowa


© Mariusz Snowacki

Przekładnia trójstopniowa


Zębnik i koło talerzowe wykonane są ze stali konstrukcyjnej stopowej chromowo-manganowej z dodatkiem tytanu – 20CrMnTiH1. Stal ta sprawdza się w częściach maszyn silnie obciążonych i narażonych na siły udarowe.

W cyklu produkcyjnym koła są poddawane precyzyjnemu szlifowaniu dla uzyskania równomiernej warstwy nawęglonej o grubości od 0,3mm do 0,5mm. Dzięki temu zwiększono odporność na ścieranie zębów kół zębatych.

Uzyskano twardość w zakresie od 56HRC do 62HRC (twardość Rockwella)

© Mariusz Snowacki


Zastosowano łożyska renomowanych firm, cechujące się bardzo dużą nośnością w stosunku do innych łożysk o podobnych wymiarach.

Uszczelnienia wykonane z materiałów wysokiej jakości, takich jak NBR (kauczuk butadienowo-akrylowy) charakteryzujący się wysoką odpornością termiczną, odpornością na działanie olejów oraz wysoką wytrzymałością na zerwanie. Stosowany jest także PE (polietylen) który wyróżnia się swoimi właściwościami ślizgowymi przy jednoczesnym zachowaniu bardzo wysokiej odporności na ścieranie.

© Mariusz Snowacki

Sposoby wykonania kół zębatych stożkowych

W technologii przekładni stożkowych i hipoidalnych o zębach krzywoliniowych najczęściej stosuje się wykonanie zębów metodą kształtowo-obwiedniową.

W produkcji opartej na tej metodzie zęby koła (członu biernego) wykonywane są bez ruchu odtaczania z odwzorowaniem prostoliniowej krawędzi skrawającej noży, natomiast uzębienie zębnika wykonywane jest w procesie obróbki obwiedniowej na obrabiarkach, których układy kinematyczne pozwalają na uzyskiwanie modyfikowanych (modyfikowana ewolwenta, beczkowatość) zarysów zęba.

Do wykonania kół stożkowych przekładni hipoidalnej THF wykorzystuje się obróbkę metodą Gleasona lub Klingelnberga. Przekładnie hipoidalne w systemie Klingelnberga noszą skrótową nazwę AVAU (Achsenversetzte Antriebubersetzung), czyli przekładnie o przesuniętych osiach.

Zębnik przekładni hipoidalnej jest monolitem, tzn. piasta koła jest jednocześnie wałkiem stopnia przekładni.

Beczkowatość (modyfikowana ewolwenta) zapewnia prawidłową pracę przekładni, nawet przy wystąpieniu pewnych błędów wykonania korpusów i ich odkształcania pod wpływem obciążenia.

© Mariusz Snowacki

Koło talerzowe

Zębnik


Dlaczego w przekładniach hipoidalnych THF stosuje się zęby o kształcie skośnym krzywoliniowym?

© Mariusz Snowacki

W kołach walcowych o zębach prostych, ząb wchodzi w zazębienie jednocześnie na całej szerokości zęba. Linia styku – tworzona poprzez ruch punktu przyporu C – przemieszcza się równolegle do osi walca po zarysie zęba od jego stopy do wierzchołka (animacja powyżej).

Taki sposób współpracy, przy mniej dokładnym wykonaniu kół zębatych, może wykluczyć wystąpienie jednoczesnego przyporu dwóch par zębów, a nawet ciągłość zazębienia.

Prowadzi tu do powstania sił udarowych oraz zwiększenie obciążeń dynamicznych, czego zewnętrznym efektem jest głośna i nierówna praca przekładni.


Dlaczego w przekładniach hipoidalnych THF stosuje się zęby o kształcie skośnym krzywoliniowym?

© Mariusz Snowacki

W kołach walcowych o zębach skośnych (a) i skośnych krzywoliniowych (b), występuje większy stopień pokrycia (skokowy stopień pokrycia) zapewniający współpracę większej liczby par zębów. Ślad współpracy zębów jest rozszerzony, można powiedzieć, że zamiast punktu przyporu C (tak jak to ma miejsce w kołach walcowych prostych) występuje linia przyporu C (podobnie jak to ma miejsce w przekładniach ślimakowych).

Taki sposób współpracy powoduje, że nigdy w zazębieniu nie pozostaje tylko jedna para zębów a sumaryczna długość linii styku między zębami zmienia się w sposób bardziej płynny. W okresie dwuparowego zazębienia długość linii styku nagle dwukrotnie wzrasta w porównaniu z jednoparowym zazębieniem.

Cechy techniczne przekładni hipoidalnych THF

© Mariusz Snowacki

Najważniejsze cechy techniczne przekładni hipoidalnych THF :1. Większa obciążalność niż przekładni stożkowych o takich samych wymiarach, dzięki

konstrukcji kół zębatych a także dzięki przesunięciu hipoidalnemu – wydłużenie czynnej długości zęba.

2. Większy moment wyjściowy niż w przekładniach ślimakowych o takich samych wymiarach gabarytowych.

3. Wysoka cichobieżność w porównaniu do innych przekładni o tych samych przełożeniach.4. Równomierność (gęstość) przekazywania momentu obrotowego.5. Wysoka sprawność w stosunku do innych przekładni o tych samych przełożeniach.6. Korzystne warunki smarowania dzięki zastosowaniu oleju syntetycznego VG220.7. Większa żywotność kół zębatych dzięki zastosowanym materiałom.8. Utrzymywana prawidłowa praca przekładni nawet przy wystąpieniu chwilowego wzrostu sił.

Porównanie cech technicznych przekładni

© Mariusz Snowacki

Typ przekładni

Przełożenie 1-stopniaSprawność dynamiczna

Max. moc przenoszona

Max. prędkość obrotowa

i =

zwykle wyjątkowo ηd P [kW] n [obr/min]

Walcowa 8 20 0,92 ÷ 0,99 19 000 100 000

Stożkowa 4 20 0,94 ÷ 0,99 5 000 45 000

Planetarna 8 13 0,98 ÷ 0,99 7 500 40 000

Ślimakowa 60 100 0,45 ÷ 0,92 750 30 000

Łańcuchowa 6 10 0,92 ÷ 0,97 3 700 5 000

Pasowa z klinem 8 15 0,92 ÷ 0,94 1 100 18 000

Cierna 6 10 0,90 ÷ 0,96 150 2 500

Hipoidalna 4 20 0,92 ÷ 0,96 5 000 45 000

Koniec Części 1przerwa 10 minut

Przekładnie hipoidalne a przekładnie ślimakowe


© Mariusz Snowacki

Cechy przekładni ślimakowych

Szeroko stosowanymi przekładniami w budowie maszyn są przekładnie ślimakowe. Tak dużą popularność zyskały nie tylko dzięki swoim cechom technicznym, ale także dzięki prostej budowie oraz korzystnemu stosunkowi ceny do przenoszonej mocy z wału czynnego na bierny. W porównaniu z innymi rodzajami przekładni, przekładnie ślimakowe charakteryzują się możliwością uzyskania dużych przełożeń na jednym stopniu (od i=5 do i=100), oraz korzystnymi warunkami przenoszenia dużych obciążeń. Kinematyka pracy wszystkich przekładni ślimakowych charakteryzuje się wysokim udziałem poślizgów w zazębieniu, które w każdej parze elementów współpracujących ciernie, tłumią drgania, co w rezultacie sprzyja cichobieżnej i płynnej pracy tych przekładni, oczywiście pod warunkiem optymalnego doboru do warunków pracy. Należy przypomnieć, że przekładnia ślimakowa należy do rodziny tzw. przekładni śrubowych, czyli przekładni zębatych o wichrowatych osiach kół. Można stwierdzić, że przekładnia ślimakowa stanowi jak gdyby dalszy etap rozwoju przekładni śrubowych. Słabą stroną przekładni ślimakowej w porównaniu do innych przekładni jest mniejsza sprawność, która maleje wraz ze wzrostem przełożenia.

© Mariusz Snowacki

Cechy przekładni ślimakowych

© Mariusz Snowacki

Najważniejsze dla użytkownika cechy przekładni ślimakowej: 1. Możliwość uzyskania dużych przełożeń na jednym

stopniu, czyli mała i zwarta obudowa.2. Równomierność (gęstość) przeniesienia momentu nawet

w przypadku chwilowego pojawienia się większych sił.3. Prosta budowa, mało elementów współpracujących.4. Korzystny stosunek ceny przekładni do przenoszonej

mocy.5. Możliwość uzyskania samohamowności na samej

przekładni, bez dodatkowych elementów mechanicznych.

Najważniejsze dla użytkownika niepożądane cechy przekładni ślimakowej: 1. Niska sprawność w porównaniu do innych przekładni o

tych samych przełożeniach.2. Stosunkowo krótka żywotność (w porównaniu do innych

przekładni zębatych) ze względu na budowę kół ślimak-ślimacznica

3. Duża wrażliwość na zerwanie filmu olejowego.4. Nagrzewanie się przekładni w większym stopniu niż

innych przekładni zębatych.5. Nie zalecana praca nawrotna lewo-prawo.

Przekładnia hipoidalna THF jako ewolucja przekładni ślimakowej

Czy istnieje jednak przekładnia, która będzie w swojej konstrukcji łączyła korzystne cechy techniczne przekładni ślimakowej z innymi cechami przekładni walcowych, bez znaczącej różnicy w cenie?

© Mariusz Snowacki


© Mariusz Snowacki

2011.10.21 THF38B-60-71/B14 porównanie do NMRV63/60

input speed input torque input power output speed output

torque output power efficency 1 output speed output

torque output power efficency 2 czas

r/min N.m kW r/min N.m kW % r/min N.m kW % s

1347,5 2,59 0,37 22,3 132,84 0,31 84,84 23,5 127,00 0,31 57,60 4,000

1327,8 2,75 0,38 21,9 142,47 0,33 85,67 23,5 136,52 0,34 63,46 156,000

1320,1 2,74 0,38 21,8 142,67 0,33 86,04 23,6 135,30 0,33 65,61 306,000

1315,2 2,73 0,38 21,7 142,53 0,32 86,32 23,6 133,98 0,33 66,81 456,000

1312,0 2,72 0,37 21,7 142,73 0,32 86,71 23,6 134,98 0,33 68,34 606,000

1310,9 2,71 0,37 21,7 142,15 0,32 86,69 23,6 133,96 0,33 68,87 756,000

1308,3 2,70 0,37 21,6 142,01 0,32 86,96 23,6 132,23 0,33 68,32 906,000

1308,6 2,69 0,37 21,6 142,09 0,32 87,18 23,6 131,97 0,33 68,77 1056,000

1307,9 2,69 0,37 21,6 141,93 0,32 87,20 23,6 131,64 0,33 69,33 1206,000

1307,4 2,69 0,37 21,6 141,77 0,32 87,24 23,6 131,75 0,33 69,50 1356,000

1305,9 2,68 0,37 21,6 141,74 0,32 87,33 23,6 132,08 0,33 69,66 1506,000

1305,3 2,68 0,37 21,6 141,80 0,32 87,41 23,6 131,54 0,33 69,78 1656,000

1309,0 2,68 0,37 21,6 141,80 0,32 87,60 23,6 132,15 0,33 69,98 1806,000

1305,4 2,67 0,37 21,6 141,91 0,32 87,76 23,6 131,82 0,33 69,91 1956,000

1302,6 2,68 0,37 21,5 141,97 0,32 87,73 23,6 131,74 0,33 70,07 2106,000

1304,9 2,67 0,36 21,6 141,39 0,32 87,57 23,6 131,36 0,32 70,09 2256,000

1312,7 2,67 0,37 21,7 141,84 0,32 87,83 23,7 131,75 0,33 70,24 2406,000


© Mariusz Snowacki

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41

NMRV 063 i60

THF 38B i60

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

80,00

85,00

90,00

95,00

100,00

Porównanie sprawności przekładni ślimakowej NMRV z przekładnią hipoidalną THF


© Mariusz Snowacki

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41

NMRV 063 i60

THF 38B i60

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

170,00

Porównanie momentu wyjściowego przekładni ślimakowej NMRV z przekładnią hipoidalną THF


© Mariusz Snowacki

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41

NMRV 063 i60

THF 38B i60

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

Porównanie mocy wejściowej przekładni ślimakowej NMRV z przekładnią hipoidalną THF


© Mariusz Snowacki

Dlaczego warto zamienić przekładnię ślimakową na naszą przekładnię hipoidalną THF?

1. Posiada identyczne wymiary montażowe, co przekładnie ślimakowe.

2. Pasują takie same akcesoria montażowe (wałki zdawcze, kołnierze wyjściowe, ramiona reakcyjne)

3. Uzyskuje się większy moment wyjściowy.

4. Posiadają wyższą sprawność niż przekładnie ślimakowe.

5. Dużo większa żywotność kół zębatych.

6. Wyższa cichobieżność przekładni hipoidalnej niż przekładni ślimakowej.

7. Przekładnia hipoidalna podczas pracy nie grzeje się w takim stopniu co przekładnia ślimakowa.

8. Można uzyskać wyższe przełożenie bez konieczności łącznia dwóch przekładni lub stosowania dodatkowego stopnia walcowego.

Dobór przekładni hipoidalnej THFza przekładnię ślimakową

© Mariusz Snowacki

Przekładnie hipoidalne: dobór i eksploatacja


© Mariusz Snowacki

Dobór przekładni hipoidalnej THF

© Mariusz Snowacki

Optymalny dobór przekładni hipoidalnej THF składa się co najmniej z pięciu etapów:1. Określenie warunków pracy, wybór współczynnika fs (service factor).2. Wykonanie niezbędnych obliczeń. (moc, moment)3. Wybór typu przekładni ze szczególnym uwzględnieniem jej sprawności i funkcjonalności.4. Wybór z aktualnego katalogu technicznego przekładni spełniającej warunki z powyższych

trzech podpunktów.5. Określenie pozycji montażowej przekładni.


© Mariusz Snowacki

Określenie warunków pracy wymaga od przyszłego użytkownika przekładni sprecyzowania:1. Klasy obciążenia – informująca o warunkach rozruchu i pracy napędzanego

urządzenia/maszyny.2. Zastosowania – to szczegółowa informacja dotycząca użycia dobieranego napędu w

konkretnym procesie technologicznym.3. Ilości załączeń – informująca o przewidywanej liczbie uruchomień napędu na godzinę.4. Dziennej ilości godzin pracy – informująca o planowanym dobowym czasie pracy napędu.

Producenci przekładni wprowadzili współczynnik pracy fs (service factor), ponieważ z reguły nie jest możliwe określenie wszystkich możliwych obciążeń krótkotrwałych i rzadkich impulsów momentu obrotowego, czy też krótkotrwałych sił osiowych oddziałujących na wał bierny w procesie technologicznym maszyny.

Współczynnik ten uwzględnia z wystarczającą dokładnością wszystkie czynniki wpływające na żywotność przekładni i dlatego jest taki istotny podczas jej doboru.

Współczynnik ten określa także wprost trwałość przekładni: 5.000 roboczogodzin dla fs = 0,80 10.000 roboczogodzin dla fs = 0,85 15.000 roboczogodzin dla fs = 0,90 20.000 roboczogodzin dla fs = 0,95 25.000 roboczogodzin dla fs = 1,00


© Mariusz Snowacki

Producenci przekładni klasyfikują obciążenia maszyn i urządzeń na trzy grupy:a) Równomierna praca z nieznacznymi uderzeniamib) Średnie warunki pracy, wyraźne uderzeniac) Ciężkie warunki pracy, silne uderzenia.Klasyfikacja obciążenia zależna jest od typu maszyny i gałęzi przemysłu, w którym przekładnia będzie

eksploatowana. Przykładowe klasyfikacje obciążeń najczęściej znajdują się w katalogach przekładni.

Wiadome jest, wykazują to wszystkie badania doświadczalne, że najtrudniejsze warunki pracy maszyn i urządzeń mechanicznych panują w czasie rozruchu i zatrzymywania.

Dlatego tak ważne jest, aby dokładnie określić klasę obciążenia i ilość rozruchów i zatrzymywania maszyny w ciągu doby. Na podstawie tych danych z wykresu poniżej określamy wymagany dla przekładni współczynnik pracy fs (service factor). Taki wykres, również znajduje się w katalogu.


© Mariusz Snowacki

Przekładnia hipoidalna 2-stopniowaTHF28B, THF38B, THF48B, THF58B

Przekładnia hipoidalna 3-stopniowaTHF28C, THF38C, THF48C, THF58C

Motoreduktor hipoidalny 2-stopniowyTMHF28B, TMHF38B, TMHF48B, TMHF58B


© Mariusz Snowacki

Określenie pozycji montażowych kołnierzy przyłączeniowych

Określenie pozycji montażowych wałków zdawczych

Ramiona reakcyjne


© Mariusz Snowacki

Wałki zdawcze


© Mariusz Snowacki

Wałki wejściowe


© Mariusz Snowacki

Kierunek obrotu wałka wyjściowego w zależności od kierunku obrotu wałka wejściowego.

Przekładnia hipoidalna 2-stopniowaTHF28B, THF38B, THF48B, THF58B

Przekładnia hipoidalna 3-stopniowaTHF28C, THF38C, THF48C, THF58C


© Mariusz Snowacki

Określenie pozycji montażowej.

Montaż i eksploatacja przekładni hipoidalnej THF

© Mariusz Snowacki

Grupa docelowa.Wszystkie prace z zakresu obsługi mechanicznej mogą być wykonywane wyłącznie przez

personel fachowy. Pojęcie personelu fachowego odnosi się do osób, które poznały konstrukcję, technikę instalacji mechanicznej, sposoby usuwania usterek i konserwacji przekładni i które posiadają odpowiednie kwalifikacje zawodowe.

Przeznaczenie przekładni.Zgodnie z obowiązującą Dyrektywą Maszynową 2006/42/WE układ napędowy jest maszyną

nieukończoną i przeznaczony jest do celów profesjonalnych.Maszyna nieukończona oznacza zespół, który jest prawie maszyną, ale nie może samodzielnie

służyć do konkretnego zastosowania. Jedynym przeznaczeniem maszyny nieukończonej jest włączenie do lub połączenie z inną maszyną lub inną maszyną nieukończoną, lub wyposażeniem, aby utworzyć w ten sposób maszynę, do której ma zastosowanie w/w dyrektywa.

Przekładnie i motoreduktory hipoidalne THF przeznaczone są do użytku w urządzeniach przemysłowych i mogą być użytkowane wyłącznie zgodnie z informacjami zawartymi w dokumentacji technicznej oraz danymi na tabliczce znamionowej.

Zabronione jest zastosowanie w strefie zagrożonej wybuchem.


© Mariusz Snowacki

Podstawowe narzędzia i środki pomocnicze podczas instalacji mechanicznej: Zestaw kluczy (płaskich lub płasko-oczkowych) Klucz dynanometryczny, szczególnie do montażu pierścieni zaciskowych Urządzenie do nasadzania Elementy dystansowe (podkładki, pierścienie dystansowe) Materiał mocujący do elementów napędowych / napędzanych Środek antyadhezyjny Środek do zabezpieczania śrub (np.. Loctite 243)

Tolerancje przy pracach montażowych: Tolerancja średnicy wałów pełnych – h6 ISO (DIN 748) Tolerancja średnicy wałów drążonych – H8 ISO (DIN 748) Tolerancja zamka h8 ISO (DIN 42948)


© Mariusz Snowacki

Przed instalacją przekładni hipoidalnej należy: Sprawdzić, czy dane przedstawione na tabliczce znamionowej przekładni, odpowiadają

zamówieniu. Sprawdzić przed montażem przekładni do urządzenia napędzanego, czy kierunek

obrotów wału wyjściowego przekładni jest właściwy. Sprawdzić poziom oleju, powinien on odpowiadać ilości wymaganej dla odpowiedniej

pozycji montażowej. Upewnić się, czy tolerancja kołnierza i wału silnika elektrycznego podłączanego do

przekładni odpowiadają normie IEC 60072 (Maszyny elektryczne wirujące – Rozmiar obudowy od 56 do 400 i rozmiar kołnierza od 55 do 1080).

Montaż przekładni: Przekładnie lub motoreduktor należy zainstalować zgodnie ze zdeklarowaną w zamówieniu

pozycją montażową. Konstrukcja podstawy musi posiadać poniższe właściwości:

Powierzchnia płaska, pozbawiona nierówności Tłumiąca drgania Odporna na skręcanie.

Maksymalny błąd wypoziomowania dla mocowania łap i kołnierza dla przekładni hipoidalnych THF wynosi ≤ 0,4mm (wartość orientacyjna w odniesieniu do normy ISO 1101).

Przekładnie i motoreduktory należy mocować za pomocą śrub co najmniej o klasie 8.8 Nie należy zbytnio naprężać kołnierzy montażowych i łap obudowy, najlepiej podczas

montażu używać klucza dynanometrycznego.


© Mariusz Snowacki

Zalecane momenty dociągające dla śrub mocujących o klasie 8.8 i 10.9

Śruba / Nakrętka

Moment dociągający śruby / nakrętki.

Klasa wytrzymałości 8.8

Moment dociągający śruby / nakrętki.Klasa wytrzymałości 10.9

M 6 11 Nm 14 Nm

M 8 25 Nm 35 Nm

M 10 48 Nm 69 Nm

M 12 86 Nm 120 Nm

M 16 210 Nm 286 Nm


© Mariusz Snowacki

Montaż elementów napędzanych i napędowych. Montować z wykorzystaniem przyrządów do naciągania na wał. Do nasadzania

wykorzystywać istniejący na końcu wału wyjściowego przekładni otwór centrujący z gwintem.

Nie wolno nabijać na koniec wału kół pasowych, sprzęgieł, zębników i innych elementów montowanych na wale wyjściowym przekładni.

Zainstalowane elementy transmisyjne należy wyważyć i nie wolno wywoływać niedopuszczalnych sił promieniowych i osiowych. Dopuszczalne wartości sił promieniowych i osiowych działających na wał przekładni określone są w katalogu.

W przypadku kół pasowych należy zwrócić uwagę na właściwe naprężenie paska zgodnie z danymi producenta.

Aby ułatwić sobie montaż, element napędzany należy uprzednio nasmarować środkiem antyadhezyjnym i krótko go podgrzać (do 80°C … 100°C).


© Mariusz Snowacki

Montaż sprzęgieł.Podczas montażu sprzęgieł należy zgodnie z zaleceniami producenta przestrzegać poniższych

wartości:a) maksymalna i minimalna odległość,b) przesunięcie osiowe,c) przesunięcie kątowe.

Zgodnie z obowiązującą Dyrektywą Maszynową elementy napędowe i napędzane (wirujące) należy zabezpieczyć przed dotykiem przy pomocy osłony.


© Mariusz Snowacki

Montaż ramion reakcyjnych w przekładniach nasadowych.

1. Do mocowania ramion reakcyjnych stosować śruby o klasie co najmniej 8.82. Moment obrotowy dociągający stosować zgodnie z zaleceniami.3. Podparcie tulei elastomeru zamontować z obu stron.


© Mariusz Snowacki

Montaż wału pełnego w przekładniach nasadowych.

1. Nanieść środek antyadhezyjny na wał i tuleję przekładni, dokładnie go rozprowadzić.2. Zamontować wał i zabezpieczyć go osiowo.

1. Śruba mocująca.2. Podkładka sprężysta.3. Podkładka płaska.4. Pierścień zabezpieczający.5. Wał pełny.


© Mariusz Snowacki

Montaż osłony stałej.

1. Przed rozpoczęciem prac należy odłączyć silnik od źródła zasilania i zabezpieczyć przed nieumyślnym, ponownym uruchomieniem.

2. W szczególnych przypadkach zastosowania jak np. przy wyprowadzeniu wałów, nie ma fizycznej możliwości montażu osłony. W takich przypadkach producent instalacji i urządzeń musi zagwarantować poprzez zastosowanie właściwych elementów montażowych (osłon).

Zgodnie z obowiązującą Dyrektywą Maszynową elementy napędowe i napędzane (wirujące) należy zabezpieczyć przed dotykiem przy pomocy osłony.


© Mariusz Snowacki

Częstotliwość przeglądów i konserwacji przekładni hipoidalnej.

Częstotliwość Czynności do wykonaniaco 3.000 roboczogodzin, co najmniej raz na pół roku

przeprowadzić kontrolę oleju i jego poziomu skontrolować odgłosy tarcia pod względem występowania ewentualnych uszkodzeń w łożyskach skontrolować temperaturę na obudowie przekładni pod względem występowania ewentualnych uszkodzeń kół zębatych lub łożysk przeprowadzić kontrolę wzrokową uszczelek pod względem szczelności w przypadku przekładni z ramieniem reakcyjnym: sprawdzić stan amortyzatora gumowego i w razie potrzeby wymienić bezwzględnie wymienić olej mineralny jeżeli jest taka potrzeba – wymienić olej syntetyczny skontrolować, czy śruby mocujące są poprawnie dokręcone

co 5 lat lub zgodnie z temperaturą oleju (wykres w dalszej części)

wymienić olej syntetyczny wymienić pierścienie uszczelniające poprawić lub wymienić powlokę antykorozyjną powierzchni


© Mariusz Snowacki

Częstotliwość wymiany środków smarnych.Na poniższym wykresie przedstawiono częstotliwość wymiany środków smarnych dla przekładni

hipoidalnych eksploatowanych w normalnych warunkach otoczenia.

W przypadku wersji specjalnych do utrudnionych, agresywnych warunków otoczenia, olej należy wymieniać częściej!


© Mariusz Snowacki

Klasyfikacja lepkościowa olejów przemysłowych wg ISO 3448.Norma ISO 3448 obejmuje 18 klas lepkości olejów. Są one oznaczone symbolem ISO-VG… lub tylko

VG…, po których to symbolach wpisana liczba oznacza średnią kinematyczną lepkość danego oleju w tej klasie, podaną dla temperatury 40°C. Do smarowania przemysłowych przekładni zębatych przewidziano oleje od klasy VG 15.

Klasa lepkościowa Średnia lepkość kinematyczna

[mm²/s]

Lepkość kinematyczna [mm²/s] w temperaturze 40°C

Minimalna maksymalna

VG 15 15 13,5 16,5

VG 22 22 19,8 24,2

VG 32 32 28,8 35,2

VG 46 46 41,4 50,6

VG 68 68 61,2 74,8

VG 100 100 90,0 110

VG 150 150 135 165

VG 220 220 198 242

VG 320 320 288 352

VG 460 460 414 586


© Mariusz Snowacki

Dodatkowe zalecenia do montażu przekładni hipoidalnej THF.• Zaleca się, aby przekładnia była chroniona przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych

i agresywnymi warunkami środowiska pracy.• W przypadku uderzeń, przeciążeń lub blokad układu napędzanego, użytkownik przekładni musi

przewidzieć zamontowanie ograniczników, złączek, odłączników bezpiecznikowych zgodnie z przyjętymi normami i dyrektywami.

• Start przekładni musi odbywać się stopniowo. W sposób łagodny zwiększać obciążenie przekładni. Nie obciążać przekładni maksymalnie tuż po starcie.

• Jeżeli przekładnie są malowane, należy zabezpieczyć wszystkie elementy gumowe (uszczelnienia, pierścienie), korki spustu/wlewu oleju, wzierniki, odpowietrzniki, wały/tuleje i części obrobione (zamki), aby powłoka malarska ich nie pokryła.

• W szczególnie długich okresach magazynowania (powyżej 6 miesięcy), przed pierwszym uruchomieniem zaleca się wymienić uszczelnienia wału przekładni, ponieważ uszczelnienie może stracić swoje właściwości fizyczne (np. elastyczność) lub przylgnąć na wału i podczas pierwszego uruchomienia spowoduje to trwałe uszkodzenie uszczelnienia.

Typowe uszkodzenia przekładni zębatych

© Mariusz Snowacki

a) Zużycie ścierne.b) Odkształcenie plastyczne.c) Złamanie doraźne.d) Złamanie zmęczeniowe.e) Pittingf) Zatarcie.


© Mariusz Snowacki

Zużycie ścierne.Zużycie ścierne powstaje pod wpływem twardych cząstek

obecnych w przekładni, najczęściej występują w starym, zużytym oleju.

Skutkiem ściernego zużycia roboczej powierzchni zębów podczas pracy przekładni jest utrata masy współpracujących kół. Utrata masy następuje na powierzchniach pracujących zębów, powodując pomniejszenie grubości zębów, a przez to wzrost w nich naprężeń.

Jeżeli proces zużycia ściernego zębów nie jest kontrolowany, to prowadzi on zawsze do przekroczenia naprężeń dopuszczalnych i w konsekwencji do zniszczenia przekładni.

Koła zębate z widocznym zużyciem ściernym (zdjęcie) nie nadają się do naprawy.


© Mariusz Snowacki

Odkształcenia plastyczne.W kołach wykonanych z mniej wytrzymałych materiałów

występują odkształcenia plastyczne zębów.Uszkodzenie to w przekładniach kinematycznych zmieniają ich

styk, przełożenie, spokojny bieg, a w przekładniach mocy wywołują intensyfikację wydzielania się ciepła i trudności przy zmianie kierunku.

Zatarcie.Zatarcie jest skutkiem braku środka smarnego lub przerwania

filmu olejowego.Uszkodzenie to powoduje wzrost temperatury zębów. Zęby u

podstawy zaczynają się sczepiać, w wyniku czego tworzą się wyrwy lub rowki w kierunku poślizgu zębów (zużycie adhezyjne).


© Mariusz Snowacki

Złamanie doraźne.Koncentracja naprężeń występuje zawsze u podstawy zęba.W wyniku przekroczenia dopuszczalnej wartości naprężeń u

podstawy zęba i pojawienia się siły udarowej, następuje złamanie doraźne.

Uszkodzenie to nie jest możliwe do wcześniejszego wykrycia.

Złamanie zmęczeniowe.Złamanie zmęczeniowe zęba występuje w wyniku

przekroczenia naprężeń u podstawy zęba.Może to być oznaką wady materiałowej koła zębatego lub

złego dobrania przekładni do warunków pracy.Uszkodzenie to nie jest możliwe do wcześniejszego wykrycia.


© Mariusz Snowacki

Pitting.Pitting jest formą zużycia zmęczeniowego powierzchni

roboczych zębów, zjawisko to występuje w obecności środka smarnego, najczęściej oleju o niskiej lepkości.

Wywoływany jest on cyklicznym oddziaływaniem naprężeń kontaktowych w warstwie wierzchniej powierzchni zębów.

Na powstawanie pittingu ma także wpływ niewłaściwa lepkość oleju i jego skład chemiczny. Wzrost lepkości oleju opóźnia powstanie pittingu, a powstające wżery i ubytki na powierzchni zębów są mniejsze. Należy pamiętać, że wraz ze wzrostem lepkości oleju wzrastają straty mocy w przekładniach. Oleje przekładniowe z dodatkami EP i AW poprawiają odporność zazębienia na zjawisko pittingu do tego stopnia, że może on po ich zastosowaniu w niektórych przypadkach w ogóle nie wystąpić.

Pitting jest trudny do zdefiniowania z punktu widzenia jego występowania. Wiadomym jest tylko, że powierzchnia robocza o mniejszej twardości jest bardziej zagrożona zniszczeniem przez pitting niż współpracująca z nią powierzchnia o większej twardości (np. w przekładniach ślimakowych współpraca kół ślimak-ślimacznica).

Uwarunkowania prawne

© Mariusz Snowacki

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 października 2008r wprowadzające w życie od 29 grudnia 2009 roku, Dyrektywę 2006/42/WE – „Dyrektywa Maszynowa”.

W w/w Dyrektywie zdefiniowano „maszynę nieukończoną”.Maszyna nieukończona oznacza zespół, który jest prawie maszyną, ale nie może samodzielnie służyć

do konkretnego zastosowania.Układ napędowy jest maszyną nieukończoną.Jedynym przeznaczeniem maszyny nieukończonej jest włączenie do lub połączenie z inną maszyną lub

inną maszyną nieukończoną lub wyposażeniem, aby utworzyć w ten sposób maszynę, do której ma zastosowanie.

Rozporządzenie 640/2009 z 22 lipca 2009 wprowadzające w życie od 16 czerwca 2011 roku, Dyrektywę 2005/32/WE – „Wymogi dotyczące ekoprojektu dla silników elektrycznych”.

Rozporządzenie wprowadza te wymogi zgodnie z nową klasyfikacją IE i następującym harmonogramem:

• od dnia 16 czerwca 2011 r. silniki o mocy znamionowej w granicach 0,75–375 kW muszą odpowiadać co najmniej klasie sprawności IE2,

• od dnia 1 stycznia 2015 r. silniki o mocy znamionowej w granicach 7,5–375 kW muszą odpowiadać co najmniej klasie sprawności IE3, lub odpowiadać klasie sprawności IE2 oraz być wyposażone w układ płynnej regulacji prędkości obrotowej,

• od dnia 1 stycznia 2017 r. wszystkie silniki o mocy znamionowej w granicach 0,75–375 kW muszą odpowiadać co najmniej klasie sprawności IE3, lub odpowiadać klasie sprawności IE2 oraz być wyposażone w układ płynnej regulacji prędkości obrotowej.

Dlaczego warto stosować przekładnie hipoidalne?

© Mariusz Snowacki

1. Większa obciążalność niż przekładni stożkowych o takich samych wymiarach, dzięki konstrukcji kół zębatych a także dzięki przesunięciu hipoidalnemu – wydłużenie czynnej długości zęba.

2. Większy moment wyjściowy niż w przekładniach ślimakowych o takich samych wymiarach gabarytowych.

3. Wysoka cichobieżność w porównaniu do innych przekładni o tych samych przełożeniach.4. Równomierność (gęstość) przekazywania momentu obrotowego.5. Wysoka sprawność w stosunku do innych przekładni o tych samych przełożeniach.6. Korzystne warunki smarowania dzięki zastosowaniu oleju syntetycznego VG220.7. Większa żywotność kół zębatych dzięki zastosowanym materiałom.8. Utrzymywana prawidłowa praca przekładni nawet przy wystąpieniu chwilowego wzrostu sił.


© Mariusz Snowacki

Dlaczego warto zamienić przekładnię ślimakową na naszą przekładnię hipoidalną THF?

1. Posiada identyczne wymiary montażowe, co przekładnie ślimakowe.

2. Pasują takie same akcesoria montażowe (wałki zdawcze, kołnierze wyjściowe, ramiona reakcyjne)

3. Uzyskuje się większy moment wyjściowy.

4. Posiadają wyższą sprawność niż przekładnie ślimakowe.

5. Dużo większa żywotność kół zębatych.

6. Wyższa cichobieżność przekładni hipoidalnej niż przekładni ślimakowej.

7. Przekładnia hipoidalna podczas pracy nie grzeje się w takim stopniu co przekładnia ślimakowa.

8. Można uzyskać wyższe przełożenie bez konieczności łącznia dwóch przekładni lub stosowania dodatkowego stopnia walcowego.

9. W istotny sposób poprawia się efektywność energetyczną układu napędowego.


© Mariusz Snowacki

Porównanie rocznych kosztów eksploatacji motoreduktora ślimakowego z motoreduktorem hipoidalnym.

Koszt =Koszt energii x Moc wejściowa x Czas pracySprawność silnika x Sprawność przekładni

NMRV063i50 + FC80B-4 IE2

Dane motoreduktora ślimakowego:• Moc silnika 0,75kW• Sprawność silnika 0,805• Sprawność przekładni 0,67

THF38Bi50 + FC80B4 IE2

Dane motoreduktora hipoidalnego TMHF:• Moc silnika 0,75kW• Sprawność silnika 0,805• Sprawność przekładni 0,94

Dane wspólne:• Koszt energii 0,42 zł/kWh• Czas pracy 5.840 rob.h/rok (16 rob.h/dzień)

Roczne koszty dla motoreduktora ślimakowego: 3.411,09 zł

Roczne koszty dla motoreduktora hipoidalnego TMHF: 2.431,08 zł

Poprawa efektywności energetycznej o 28%

Koszty zakupu motoreduktora ślimakowego: 988,00 zł*

Koszty zakupu motoreduktora hipoidalnego: 1.204,00 zł*

* ceny przeliczone z obcej waluty wg kursu 1 EUR = 4 PLN

Dziękuję za uwagę

Mariusz SnowackiHF Inverter Polska Sp.C.Ul. M.Skłodowskiej-Curie 101e87-100 Toruńtel. +48 600 407 986e-mail: [email protected]

przekładnie hipoidalne thf - hypoid gearbox thf

Engineering