Korea Ever-Power · Rakendustehnika juhend
Uss ja ussiratas automaatsetele väravaoperaatoritele — välijuhend
Liugväravaajam seisab õues 10–15 aastat vihma, päikese, pakase, soolase õhu ja tolmu käes. See avaneb ja sulgub 10–200 korda päevas, seiskub ohutusnõuete täitmiseks takistuste vastu ja hoiab 1200 kg kaaluvat terasväravat terve öö tuuleiilide eest kaitstult suletud asendis. Kõik need nõuded langevad ajami korpuses olevale ussiülekandepaarile.
Väravaoperaatorid kasutavad ussiülekandepaare kolmel põhjusel: iselukustuv mehhanism hoiab värava asendit mootori seiskumisel (eraldi lukustusmehhanismi pole vaja), 90-kraadine mootori ja väljundi paigutus sobib kompaktsete väravapostide korpustesse ning kõrge suhe ühes etapis ajab väikeste mootoritega raskeid väravaid madalal kiirusel. Peamine spetsifikatsiooni väljakutse on väliskeskkonna aktiivsus – temperatuuri kõikumine miinus 20 kuni pluss 55 kraadi Celsiuse järgi, vihma sissepääs, tihendite UV-kiirguse lagunemine ja soolase õhu või tööstusliku atmosfääri korrosioon. Välistingimuste maatriks liigitab väravapaigaldised nelja keskkonnakategooriasse ja kaardistab igaühe vajaliku IP-kaitseastme, korrosioonitöötluse, tihendi tüübi ja määrdespetsifikatsiooni järgi. Elumajapidamisteks mõeldud väravaoperaatorite (10–20 tsüklit päevas) eesmärk on 10-aastane kasutusiga umbes 50 000–75 000 tsükliga. Tööstusoperaatorite (100–200 tsüklit päevas) eesmärk on 5-aastane kasutusiga 150 000–350 000 tsükliga. Standard EN 12453 (elektrilise juhtimisega väravate ohutus) nõuab kinnikiilumisest tingitud vigastuste vältimiseks seiskumismomendi piiramist – ussiülekandepaar peab korduvaid seiskumisi üle elama ilma hammaste kahjustusteta.
Miks väravaoperaatorid kasutavad ussiülekandepaare?
Automaatsetel väravaajamitel – lükand-, kiik- ja rull-ruloo tüüpidel – on ühine mehaaniline nõue: mootor viib värava soovitud asendisse, seejärel mootor peatub ja värav peab sinna jääma. Tuulekoormus, kaldus rööbastel olev raskusjõud ja sissetungikatse suruvad kõik värava vastu, kui mootor on välja lülitatud. Ussülekandepaar hoiab väravat paigal geomeetrilise iselukustuva süsteemi abil ilma eraldi luku, riivi või pidurimehhanismita.
Iselukustuv ussülekandepaar hoiab väravat igas asendis – täielikult avatud, täielikult suletud või osaliselt avatud. Pole vaja riivi, elektromagnetilist lukku ega vedrutagastust. Lihtsustab ajami mehhanismi mootori, ussülekandepaari ja väljundhammasratta või -varreni.
Mootor paigaldatakse väravarööpaga risti posti või aluse korpusesse. Tüüpiline elamu ajami korpus: 250 × 180 × 380 mm. 90-kraadine ussmootori paigutus sobib selle mõõtmetega; reastatud planetaarmootor pikendaks korpuse sügavust posti laiusest kaugemale.
1500 kg kaaluva liugvärava hammaslati pöördemoment on umbes 150–250 N·m. Selle annab 30:1 ülekandearvuga ussülekandepaar 250 W mootorist, mis toodab 8 N·m – mootor on piisavalt väike, et töötada ühefaasilise 220 V elamuvooluga.
Väliskeskkonna kokkupuute maatriks – paigalduskohast materjali spetsifikatsioonini
Väravaoperaatorite ussülekandepaaride suurim spetsifikatsioonimuutuja on väliskeskkond. Parasvöötme sisemaal asuvas linnas asuv elamuvärav on leebemates tingimustega. Rannikukeemiatehase tööstusvärav on äärmuslikes tingimustega. Nende kahe äärmuse erinevus tähendab ussülekandepaari materjali ja tihendusspetsifikatsiooni 3–5-kordset hinnaerinevust.
Allolev kokkupuutemaatriks liigitab paigaldised nelja kategooriasse ja seob iga kategooria ussiülekandepaari IP-, korrosiooni-, temperatuuri- ja määrdeainete nõuetega.
Üleminek E1-lt E4-le ligikaudu kolmekordistab ussülekandepaari maksumust. E1 elamupaar hinnaga 35 USD muutub E4 tööstuspaariks hinnaga 95–120 USD. Hinnavahe tuleneb peamiselt ussi pinnatöötlusest (must oksiid 2 USD versus 316L roostevaba teras hinnaga 40+ USD) ja tihendi spetsifikatsioonist (standardne kummist huul 3 USD versus PTFE labürindi abil hinnaga 12 USD). E3 või E4 kohtadesse paigaldatud E1-klassi ussülekandepaaridega väravaoperaatoritel tekib korrosioonist tingitud auklikkus 12–24 kuu jooksul – see on ranniku- ja tööstusväravate paigaldamisel kõige levinum enneaegne rike.
Tsükli eluea ennustus vahelduva värava töö korral
Väravaajamid töötavad vahelduva töörežiimiga – mootor töötab tsükli kohta 15–45 sekundit (värava liikumisaeg) ja seejärel seisab minutite kuni tundide jooksul jõude. See erineb põhimõtteliselt eskalaatorite pidevast töörežiimist või sorteerimisliinide suure tsükliga töörežiimist. Ussülekandepaari eluiga mõõdetakse tsüklite koguarvus, mitte töötundides.
Elamuvärav (10–20 tsüklit päevas). Eesmärk 10-aastane eluiga = 36 500 kuni 73 000 tsüklit kokku. 30 sekundilise tsükli korral on kogu tööaeg 10 aasta jooksul: 300 kuni 600 tundi. See on triviaalselt lühike tööaeg – ussülekandepaar ei kulu kunagi ainuüksi töötundide jooksul ära. Eluiga piiravaks teguriks on keskkonnaseisundi halvenemine: määrde kuivamine temperatuuritsüklite tagajärjel, tihendi vananemine UV-kiirguse tõttu ja korrosioon atmosfääriniiskuse tõttu. Korralikult tihendatud ja määritud ussülekandepaar elamuvärava avamisseadmes kestab märkimisväärselt kauem kui mootor, juhtplaat ja väravasiin.
Tööstusvärav (100–200 tsüklit päevas). Eesmärk 5-aastane eluiga = 182 500 kuni 365 000 tsüklit. 30 sekundi tsükli korral on kogu tööaeg 1500 kuni 3000 tundi. Ussülekande standardite järgi on see endiselt tagasihoidlik, kuid iga tsükli käivitus-seiskamismomendi hüpped hakkavad koguma mõõdetavat väsimust. Ussülekande paari käivitusmomendi kordaja SF peab olema vähemalt 1,5 (tavaliselt 1,8–2,2 korda suurem kui töömoment raske liugvärava puhul, mis ületab rööbastel oleva staatilise hõõrdumise). 200 tsükli korral päevas kogeb määre ka suuremat nihkekoormust – pikema määrde eluea saavutamiseks termiliste ja mehaaniliste tsüklite korral valige tavalise liitiumi asemel sünteetiline liitiumkompleks.
Korea tööstuspark paigaldas perimeetriaiale 14 liugvärava operaatorit. Spetsifikatsioon oli E2 klass (avatud sisemaal – vastab asukohale 80 km rannikust). Värava kaal: 1200 kg igaüks. Mootor: 550 W ühefaasiline. Ussülekandepaar: ühe käivitusega, moodul 2,5, tsentrite vahe 50 mm, suhe 30:1, tsingitud uss, fosforpronksist ratas. IP55 suletud korpus. Tsüklisagedus: 60–80 tsüklit päevas (töötajate sõidukiga sisenemine 3 vahetuse jooksul). Paigaldis toimis hästi 3 aastat. 4. aastal ehitati uus kemikaalide hoiuruum 200 meetrit väravajoonest tuule poole. Rajatis käideldi vesinikkloriidhapet ja valitsevate tuuletingimuste korral jõudsid väravaoperaatoriteni atmosfääri HCl jäljed kontsentratsiooniga 0,3–0,8 ppm. 8 kuu jooksul ilmnes 14-st operaatorist 6-l suurenenud mootorivool – ussülekandepaaridel oli tekkinud ussi keermetele happekorrosioon, mis suurendas hõõrdumist ja lõtku. Tsinkkidekiht (mis on mõeldud C3 atmosfäärikorrosiooni, mitte keemilise kokkupuute jaoks) oli happelises atmosfääris lahustunud. Kuue kahjustatud seadme asendusspetsifikatsioon: E4 klass – 316L roostevaba teras, PTFE huultihendid, sünteetiline määre. Paari hind tõusis 45 USA dollarilt 110 USA dollarile, kuid alternatiiviks oli paaride vahetamine iga 8–12 kuu järel vastavalt E2 spetsifikatsioonile. Õppetund: kokkupuuteklassi tuleb ümber hinnata alati, kui ümbritsev keskkond muutub. E2 asukohast võib üleöö saada E4 asukoht, kui läheduses kolib keemiatehas.
Külmkäivitusmäärde käitumine ja vastavus standardile EN 12453 seiskumismomendile
Külmkäivituse pöördemomendi tõus. Standardne liitiummääre (NLGI 2) pakseneb märkimisväärselt alla 0 kraadi Celsiuse järgi. Miinus 15 kraadi Celsiuse järgi (tüüpiline Korea talvehommik) suureneb mineraalpõhise liitiummääre näiv viskoossus 5–8 korda võrreldes 20 kraadi Celsiuse järgi. Külm määre takistab ussi pöörlemist ja mootor peab käivitamisel ületama nii värava rööbastee hõõrdumise kui ka määrdetakistuse. Kui mootor külma määrde tõttu seiskub, ei avane värav – see on töökindluse rike, isegi kui ükski komponent pole kahjustatud. Lahenduseks on sünteetilise määre (PAG- või PAO-põhine) kasutamine igas paigaldises, kus talvine temperatuur langeb alla miinus 10 kraadi Celsiuse järgi. Sünteetiline määre säilitab pumbatavuse kuni miinus 30 kraadi Celsiuse järgi või madalamal, tagades külmkäivituse töökindluse.
Vastab standardile EN 12453 ja seiskumismomendile. Standard EN 12453 (elektriliselt juhitavate väravate ohutus) nõuab väravaoperaatoritelt sulgemisjõu piiramist, et vältida kinnijäämisvigastusi – elamuväravate puhul on see tavaliselt maksimaalselt 400 N esiservas. Kui värav põrkab kokku takistusega (inimene, sõiduk, ese), seiskub mootor ja ussülekandepaar edastab kogu seiskumismomendi. Seiskumismoment on tavaliselt 2,5–3,5 korda suurem kui töömoment. Ussülekandepaar peab vastu pidama korduvatele seiskumisjuhtumitele (kuni 5 päevas on tavaline tiheda liiklusega tööstusväravate puhul, kus sõidukid käivitavad ohutusanduri) ilma hammaste pinna kahjustusteta. See seiskumise vastupidavusnõue määrab hammaste minimaalse kokkupuutepinna ja materjali kõvaduse – paar peab olema hinnatud seiskumismomendi, mitte ainult töömomendi jaoks, korrutatuna seiskumise korduvuse teguriga 1,3–1,5.
Kolme väravaoperaatori ussülekandepaari spetsifikatsioonijuhtumid
Juhtum 1 – Korea tööstuspark: 1200 kg liugvärav, E2 klass, 80 tsüklit päevas
Korea tööstuspargi haldusfirma määras 14 perimeetri liugvärava jaoks ussülekandepaarid, igaüks kaaluga 1200 kg. Rööpa pikkus: 6 meetrit. Liikumiskiirus: 0,15 m/s (40 sekundit avamisest sulgemiseni). Mootor: 550 W ühefaasiline 220 V. Hammaslatt läbimõõt: 60 mm. Nõutav väljundpöördemoment hammasrattal: 180 N·m (sh rööpa hõõrdumine, tuulekoormus ja värava kaal kaldus rööpalõigul). Ussülekandepaar: ühe käivitusega, moodul 2,5, tsentrite vahe 50 mm, suhe 30:1, juhtnurk 3,8 kraadi. Töötõhusus: 52 protsenti. Seiskumispöördemoment mootori lukustatud rootoril: 3,0 korda töötav = 540 N·m — paari nimipöördemomendi piires 620 N·m. Materjal: tsingitud korpusega karastatud uss, fosforpronksratas. Tihend: topelthuulega, IP55. Määre: sünteetiline liitiumkompleksmääre (Korea talve miinimum on selles kohas miinus 18 kraadi Celsiuse järgi). Paari hind: 45 USD. Tsükli eluea eesmärk: 5 aastat 80 tsükliga päevas = 146 000 tsüklit. Saavutatud: 3,5 aastat enne, kui keskkonnamuutused (happega kokkupuude) nõudsid uuendamist E4-le – vt ülaltoodud inseneribüroo märkust.
Juhtum 2 – Jaapani rannikukuurort: 800 kg tiibvärav, E3 mereklass, 15 tsüklit päevas
Jaapani kuurorthotell Okinawa rannikul tellis peasissekäigu kahele dekoratiivsele sepistatud rauast tiibväravale ussülekandepaarid. Värava kaal: 800 kg (kahetiivaline, 400 kg tiiva kohta). Pöördhoob: 600 mm. Nõutav väljundmoment: 120 N·m tiiva kohta, kaasa arvatud tuulekoormus (taifuunipiirkonna tuulekiirus: 50 m/s nõuab värava lukustusjõudu, mis vastab 3000 N-le hoova otsas). Mootor: 370 W ühefaasiline tiiva kohta. Ülekandearv: 40:1. Ussülekandepaar: ühe käivitusega, moodul 2, tsentrite vahe 40 mm, kuumtsingitud uss (vastavalt standardile ISO 1461 C4-H rannikuala jaoks), alumiiniumpronksist CuAl10Fe5Ni5 ratas. Tihend: Viton huuletihend + labürint, IP55. Määre: merekvaliteediga sünteetiline PAG. Seiskumismoment standardi EN 12453 piirväärtusel: 400 N 600 mm õla juures = 240 N·m — paari nimipöördemomendi piires 320 N·m varuga. Tsüklite arv: 15 päevas (hotellikülaliste sõidukid). Tsüklite eluea eesmärk: 10 aastat = 55 000 tsüklit. Maksumus paari kohta: 82 USD (E3 mereklassi premium). Soolapihustustest (ASTM B117) läbis 720 tunni möödudes ilma nähtava korrosioonita — ületades 500-tunnise E3 nõude. Sirvi ussikäigu reduktor värava jaoks Rannikuväravate paigaldamiseks mõeldud merekvaliteediga korrosioonikaitsega valikud.
Juhtum 3 — Vietnami tehase rulluks: 600 kg, E2, 200 tsüklit päevas kõrgsagedusrežiimis
Vietnami rõivavabrik spetsifikatsioonis määrati nelja laadimisdoki rull-akna jaoks ussülekandepaarid, igaüks kaaluga 600 kg. Tsüklite arv: 200 päevas (veoki laadimine tipptundidel iga 2–3 minuti järel). See oli spetsifikatsioonide portfelli suurima tsüklite arvuga väravarakendus – kokku 365 000 tsüklit 5-aastase kavandatud eluea jooksul. Mootor: 750 W kolmefaasiline. Ülekandearv: 25:1. Ussülekandepaar: ühe käivitusega, moodul 3, tsentrite vahe 63 mm (üks raamimõõt suurem, kui ainuüksi pöördemoment nõuaks – suurendatud tsükli eluea jaoks). Tööpöördemoment: 95 N·m. Käivituspöördemoment külma aknaluugiga hommikul: 2,2 korda = 209 N·m. Paari nimipöördemoment: 480 N·m – andes käivituskindluse 2,3 (suur varu suure tsüklilise väsimuse korral). Materjal: tsingitud uss, fosforpronksratas. Tihend: topelthuulega, IP44 (laadimisdokk on kaetud). Määre: liitiumkompleksmääre NLGI 2 12-kuulise määrimisintervalliga (ligipääsetav määrdenippel korpusel). Hind paari kohta: 58 USD. Pärast 4,2 aastat (umbes 306 000 tsüklit) näitas aastane lõtku mõõtmine 1,4-kordset tarneväärtust – lähenedes 1,5-kordsele vahetuslävele. Ratta vahetus on planeeritud 5. aasta hooldusaknasse hinnaga 28 USD rata kohta.
Korduma kippuvad küsimused
K: Kas väravaajami ussiülekande paari saab voolukatkestuse ajal käsitsi ümber lülitada?
Iselukustuvaid ussülekandepaare ei saa väravat käsitsi lükates tagasi liigutada. Seetõttu on väravaajamitel käsitsi vabastusmehhanism – tavaliselt võtmega juhitav sidur, mis lahutab ussi väljundvõllilt, võimaldades väravat vabalt lükata. Sidur peab mootori järgmise käivitumise ajal automaatselt uuesti rakenduma. Korea ja Jaapani tuleohutuseeskirjad nõuavad seda käsitsi vabastust kõigil elektriliselt juhitavatel väravatel, mis teenindavad avariiväljapääse. Sidur ei mõjuta ussülekandepaari spetsifikatsiooni – sidur on korpuse tasemel funktsioon, mis asub väljaspool ülekandepaari ennast.
K: Kuidas mõjutab tuulekoormus ussiülekande paari spetsifikatsiooni?
Tuulekoormus mõjub väravapaneelile jaotatud rõhuna, mis muundub ussülekande väljundvõllil pöördemomendiks. 6-meetrise ja 1,5 meetri kõrguse liugvärava puhul 30 m/s tuuletsoonis on tuule jõud ligikaudu 2400 N (lihtsustatud väärtusel 0,6 × 1,2 × 1/2 × 1,225 × 30² × 6 × 1,5). Sellele jõule peab vastu pidama ussülekande iselukustuv jõud, kui mootor on välja lülitatud. Iselukustuv varu peab halvimates tingimustes ületama väljundvõllil olevat tuule pöördemomenti. Taifuunpiirkondades (tuule kiirus 50–60 m/s) skaleerub tuule jõud kiiruse ruuduga – umbes 2,8–4 korda 30 m/s väärtusest – ja see võib vajada suuremat ussülekandepaari raami suurust või täiendavat mehaanilist väravalukku.
K: Millist määret peaksin väravaajamile määrama kliimas, kus on kuumad suved ja külmad talved?
Sünteetiline liitiumkompleksmääre PAO- või PAG-baasõliga katab kõige laiema temperatuurivahemiku: töötemperatuur miinus 30 kuni pluss 130 kraadi Celsiuse järgi, kusjuures külmkäivituse pumbatavus säilib kuni miinus 40 kraadi Celsiuse järgi. Standardne mineraalpõhine liitiummääre (nimitemperatuur miinus 10 kuni pluss 120 kraadi Celsiuse järgi) on parasvöötme jaoks piisav, kuid ei läbi külmkäivituskatseid alla miinus 10 kraadi Celsiuse järgi. Korea paigaldiste puhul, kus talvised miinimumid ulatuvad miinus 15 kuni miinus 20 kraadini Celsiuse järgi, on minimaalne soovitus sünteetiline määre. Sünteetilise määrde hinnalisa (umbes 3–5 USA dollarit väravaoperaatori täite kohta) on tühine võrreldes külmal hommikul mitteavaneva värava hoolduskõne maksumusega.
K: Kui tihti tuleks väravaajami ussiülekandepaari hooldada?
Eluväravad (10–20 tsüklit päevas): tihendite iga-aastane visuaalne kontroll, määrdeaine seisukorra kontroll, määrimine, kui need on kuivad või värvimuutust muutnud. Lõtku pole vaja mõõta, välja arvatud juhul, kui ilmnevad sümptomid (värava triiv, suurenenud müra). Tööstusväravad (100+ tsüklit päevas): määrdeaine kontroll ja täitmine iga 6 aasta tagant, lõtku mõõtmine iga 6 aasta tagant, tihendite kontroll iga 5 aasta tagant. Vahetage tihendeid iga 5 aasta tagant, olenemata nende seisukorrast (UV- ja temperatuuritsüklid kahjustavad kummitihendeid isegi siis, kui need tunduvad terved). Rannikualade E3 paigaldised: lisage avatud kinnitusdetailide ja korpuse välispinna 6-kuuline korrosioonikontroll – esimesed korrosioonimärgid välistel osadel näitavad, et atmosfääri korrosiooniklass võib olla täpsustatust kõrgem.
K: Kas ma saan väravaajamis käsitsi juhtimise lihtsustamiseks kasutada kahekäigulist ussiülekandepaari?
Tüüpiliste q väärtuste juures on kahe käivitusega paaril hõõrdenurgast suurem juhtnurk ja see ei lukustu – kui mootor on välja lülitatud, liigub värav tuulekoormuse all lahti/sulgudes. See muudab võimatuks ussülekandepaari kasutamise peamise eesmärgi väravaajamis. Kui eesmärk on lihtsam käsitsi juhtimine, on õige lahendus käsitsi vabastusega sidur ühe käivitusega iselukustuval paaril – see tagab iselukustuva süsteemi normaalse töö ajal ja vaba liikumise käsitsi juhtimise ajal. Mõned väravatootjad kasutavad asendi hoidmiseks kahe käivitusega paare elektromagnetilise piduriga, kuid see lisab kulusid, keerukust ja rikkerežiimi (kui pidur rikki läheb või võimsus kaob, on värav kinnitamata). Ühe käivitusega sidur jääb tööstusharu standardmeetodiks.
Automaatsed väravaoperaatorid paigutavad ussülekandepaari kõige keskkonnasõbralikumasse kohta kõigist standardsetest tööstusrakendustest – õue, ilmastiku, äärmuslike temperatuuride ja atmosfääri korrosiooni mõjule vähemalt kümme aastat. Välitingimustes kasutamise maatriks liigitab paigaldised nelja keskkonnakategooriasse ja seob iga kategooria IP-klassi, korrosioonikaitse ja määrdeainetega seotud nõuded, mis määravad nii maksumuse kui ka kasutusea. Värava töötsükli eluiga mõõdetakse pigem avamis-sulgemistsüklite kui töötundide arvu järgi, kusjuures elamuväravate eesmärk on 50 000–75 000 tsüklit 10 aasta jooksul ja tööstusväravate eesmärk on 150 000–365 000 tsüklit 5 aasta jooksul. Külmkäivituse määrdeainete käitumine alla -10 kraadi Celsiuse järgi ja EN 12453 seiskumismomendi taluvus on kaks töötingimuste spetsifikatsiooni, mida standardsed pidevtööga ussülekandepaari andmelehed ei hõlma – väravaoperaatorite projekteerijad peavad mõlemat eraldi kontrollima.
Väravaoperaatorite tootjate ja haldusmeeskondade jaoks koostab meie inseneribüroo teie paigaldise keskkonnamõjude klassifikatsiooni ja tsükli eluea arvutuse. Standardkataloog kompaktsed ussiülekandekomplektid katab väravaoperaatorite suurused vahemikus 40 kuni 80 mm keskpunktide vahekaugusega kõigis neljas keskkonnaklassis, pakkudes sobivaid tihendeid ja määrdeaineid. Esitage Väravaoperaatori ajami spetsifikatsioon värava kaalu, tsükli kiiruse ja kohakeskkonnaga.
Väravaajami ussülekandepaaride määramine?
Saatke meile värava tüüp (lükand-, tiib-, kativärav), värava kaal, tsüklite arv, asukoht ja kõik erilised keskkonnamõjud (rannikuala, keemiline, äärmuslik külm). Me hindame tingimusi, soovitame õiget materjali ja tihenduspakendit ning teeme hinnapakkumise vastavalt teie aastasele mahule.
Toimetaja: Cxm
