Кореја Евер-Пауер · Водич за инжењеринг апликација
Пуж и пужни точак за аутоматске капије — Водич за спољашњу употребу
Оператор клизне капије стоји напољу — изложен киши, сунцу, мразу, сланом ваздуху и прашини — 10 до 15 година. Отвара се и затвара 10 до 200 пута дневно, зауставља се на препрекама ради безбедности и држи челичну капију од 1.200 кг у затвореном положају против удара ветра током целе ноћи. Сви ови захтеви падају на пужни зупчаник унутар кућишта оператера.
Оператори капија користе парове пужних зупчаника из три разлога: самоблокирање држи капију у положају када се мотор заустави (није потребан посебан механизам закључавања), распоред мотора и излаза од 90 степени се уклапа унутар компактних кућишта стуба капије, а висок однос у једној фази покреће тешке капије малом брзином из малих мотора. Доминантни изазов спецификације је изложеност спољашњој околини — цикличне промене температуре од минус 20 до плус 55 степени Целзијуса, продор кише, УВ деградација заптивача и корозија од сланог ваздуха или индустријске атмосфере. Матрица изложености спољашњој околини класификује инсталације капија у 4 категорије околине и мапира сваку на потребну ИП оцену, третман од корозије, тип заптивача и спецификације масти. Оператори капија за стамбену употребу (10 до 20 циклуса дневно) циљају век трајања од 10 година са приближно 50.000 до 75.000 укупних циклуса. Индустријски оператери (100 до 200 циклуса дневно) циљају век трајања од 5 година са укупно 150.000 до 350.000 циклуса. EN 12453 (безбедност капија са електричним управљањем) налаже ограничавање обртног момента при застоју како би се спречиле повреде услед заглављивања — пар пужних зупчаника мора да преживи поновљене случајеве застоја без оштећења зубаца.
Зашто оператери капија користе парове пужних зупчаника
Аутоматски мотори за капије — клизне, окретне и роло капије — деле заједнички механички захтев: мотор покреће капију у жељени положај, затим се мотор зауставља и капија мора да остане тамо. Оптерећење ветром, гравитација на косим шинама и покушај насилног уласка притискају капију када је мотор искључен. Пужни зупчаник држи капију у положају геометријским самозакључавањем без икаквог посебног механизма браве, резе или кочнице.
Самоблокирајући пужни зупчаник држи капију у било ком положају - потпуно отвореној, потпуно затвореној или делимично отвореној. Није потребна брава, није потребна електромагнетна брава, није потребан повратак опругом. Поједностављује механизам покретања на мотор, пужни зупчаник и излазни зупчаник или ручицу.
Мотор се монтира нормално на шину капије унутар кућишта на стубу или постољу. Типично кућиште оператера за стамбене објекте: 250 × 180 × 380 мм. Распоред пужа од 90 степени одговара овом оквиру; линијски планетарни мотор би продужио дубину кућишта изван ширине стуба.
Клизна капија тежине 1.500 кг захтева обртни момент од отприлике 150 до 250 N·m на зупчанику летве. Пужни зупчаник са преносним односом 30:1 то обезбеђује из мотора од 250 W који производи 8 N·m — мотора довољно малог да ради на једнофазној кућној струји од 220 V.
Матрица изложености спољашњој околини — од места инсталације до спецификације материјала
Највећа појединачна променљива спецификације за пужне зупчанике покретача капија је спољашње окружење. Стамбена капија у умереном континенталном граду суочава се са благим утицајем. Индустријска капија у приобалном хемијском постројењу суочава се са екстремним утицајем. Разлика између ове две крајности преводи се у разлику у цени од 3 до 5 пута у материјалу пужног зупчаника и спецификацији заптивања.
Матрица изложености испод класификује инсталације у четири категорије и сваку мапира на захтеве заштите од ИП, корозије, температуре и масти за пар пужних зупчаника.
Прелазак са Е1 на Е4 отприлике утростручује цену пара пужних зупчаника. Е1 стамбени пар по цени од 35 америчких долара постаје Е4 индустријски пар по цени од 95 до 120 америчких долара. Разлика у цени је првенствено узрокована површинском обрадом пужа (црни оксид за 2 америчка долара у односу на нерђајући челик 316L за преко 40 америчких долара) и спецификацијама заптивки (стандардна гумена усна за 3 америчка долара у односу на ПТФЕ са лабиринтом за 12 америчких долара). Оператори капија инсталирани на локацијама Е3 или Е4 са паровима пужних зупчаника класе Е1 развијају корозију изазвану тачкастом корозијом у року од 12 до 24 месеца — најчешћи превремени квар у приобалним и индустријским инсталацијама капија.
Предвиђање животног циклуса за повремени рад капије
Оператори капија раде повремено — мотор ради 15 до 45 секунди по циклусу (време кретања капије), а затим мирује неколико минута до сати. Ово се фундаментално разликује од континуираног рада покретних степеница или рада сортирних линија са високим циклусима. Век трајања пара пужних зупчаника мери се у укупним циклусима, а не у радним сатима.
Стамбена капија (10-20 циклуса/дан). Циљани век трајања од 10 година = 36.500 до 73.000 укупно циклуса. При 30 секунди по циклусу, укупно време рада током 10 година: 300 до 600 сати. Ово је тривијално кратко време рада — пужни зупчаник се никада неће истрошити само током радних сати. Фактор који ограничава век трајања је деградација животне средине: исушивање масти услед цикличне промене температуре, старење заптивки услед излагања УВ зрачењу и корозија услед атмосферске влаге. Правилно запечаћен и подмазан пужни зупчаник у мотору за стамбене капије ће значајно дуже трајати од мотора, контролне плоче и шине капије.
Индустријска капија (100-200 циклуса/дан). Циљани век трајања од 5 година = укупно 182.500 до 365.000 циклуса. При 30 секунди по циклусу, укупно време рада: 1.500 до 3.000 сати. Још увек скромно по стандардима пужних зупчаника, али скокови обртног момента при покретању и заустављању у сваком циклусу почињу да акумулирају мерљив замор. Пар пужних зупчаника мора бити оцењен са минимумом SF 1,5 за мултипликатор обртног момента покретања (типично 1,8 до 2,2 пута већи обртни момент при раду за тешку клизну капију која савладава статичко трење на шинама). При 200 циклуса дневно, маст такође излаже већем оптерећењу смицања — наведите синтетички литијумски комплекс уместо стандардног литијума за дужи век трајања масти под термичким и механичким циклусима.
Корејски индустријски парк инсталирао је 14 мотора за клизне капије на ограду око периметра. Спецификација је била класе Е2 (отворено у унутрашњости — тачно за локацију локације 80 км од обале). Тежина капије: 1.200 кг свака. Мотор: 550 W једнофазни. Пужни зупчаник: једноходни, модул 2,5, међуосно растојање 50 мм, однос 30:1, поцинковани пуж, точак од фосфорне бронзе. Кућиште са заштитом IP55. Број циклуса: 60 до 80 циклуса дневно (улаз возила запослених у 3 смене). Инсталација је добро функционисала 3 године. У четвртој години, изграђено је ново складиште хемикалија 200 метара уз ветар од линије капије. Објекат је руковао хлороводоничном киселином, а трагови атмосферског HCl у концентрацији од 0,3 до 0,8 ppm стизали су до мотора капије током преовлађујућих услова ветра. У року од 8 месеци, 6 од 14 мотора показало је повећану струју мотора — пужни зупчаници су развили корозивне тачкасте киселости на навојима пужа, повећавајући трење и зазор. Цинкована облога (пројектована за атмосферску корозију класе C3, а не за хемијску изложеност) се растворила у киселој атмосфери. Спецификација замене за 6 погођених јединица: класа E4 — пуж од нерђајућег челика 316L, PTFE заптивке, синтетичка маст. Цена по пару је повећана са 45 УСД на 110 УСД — али је алтернатива била замена парова сваких 8 до 12 месеци по спецификацији E2. Поука: класа изложености мора се поново проценити кад год се промени околно окружење. Локација E2 може преко ноћи постати локација E4 ако се хемијски погон пресели у близини.
Понашање масти при хладном старту и усклађеност са обртним моментом заустављања према EN 12453
Скок обртног момента при хладном старту. Стандардна литијумска маст (NLGI 2) се значајно згушњава испод 0 степени Целзијуса. На минус 15 степени Целзијуса (типично корејско зимско јутро), привидна вискозност минералне литијумске масти се повећава за фактор 5 до 8 у поређењу са 20 степени Целзијуса. Хладна маст се опире ротацији пужа, а мотор мора да савлада и трење шина капије и отпор масти при покретању. Ако се мотор заустави због хладне масти, капија се не отвара — што представља квар поузданости иако ниједна компонента није оштећена. Решење је специфициранје синтетичке масти (PAG или PAO база) за сваку инсталацију где зимске температуре падају испод минус 10 степени Целзијуса. Синтетичка маст одржава могућност пумпања до минус 30 степени Целзијуса или ниже, осигуравајући поузданост хладног старта.
Усклађеност са EN 12453 обртним моментом заустављања. EN 12453 (безбедност капија са електричним погоном) захтева од оператера капија да ограниче силу затварања како би спречили повреде услед заглављивања — обично максимално 400 N на предњој ивици за стамбене капије. Када капија наиђе на препреку (особу, возило, предмет), мотор се зауставља и пужни зупчаник преноси пуни обртни момент застоја. Обртни момент застоја је обично 2,5 до 3,5 пута већи од обртног момента при раду. Пужни зупчаник мора да издржи поновљене догађаје застоја (до 5 дневно је уобичајено на прометним индустријским капијама где возила активирају безбедносни сензор) без оштећења површине зубаца. Овај захтев за преживљавање застоја поставља минималну површину контакта зубаца и тврдоћу материјала — пар мора бити оцењен за обртни момент застоја, а не само за обртни момент при раду, помножен са фактором понављања застоја у сервису од 1,3 до 1,5.
Спецификације пара пужних зупчаника са три капијска управљача
Случај 1 — Корејски индустријски парк: клизна капија од 1.200 кг, класа Е2, 80 циклуса/дан
Корејска компанија за управљање индустријским парком одредила је парове пужних зупчаника за 14 клизних капија по ободу, са тежином капије од 1.200 кг по комаду. Дужина шине: 6 метара. Брзина кретања: 0,15 м/с (40 секунди од отварања до затварања). Мотор: 550 W једнофазни 220 V. Пречник зупчаника летве: 60 мм. Потребан излазни обртни момент на зупчанику: 180 N·m (укључујући трење шине, оптерећење ветра и тежину капије на косом делу пруге). Пар пужних зупчаника: једноходни, модул 2,5, међуосно растојање 50 мм, однос 30:1, угао вођења 3,8 степени. Ефикасност рада: 52 процента. Обртни момент заустављања при закључаном ротору мотора: 3,0 пута рад = 540 N·m — унутар номиналног обртног момента пара од 620 N·m. Материјал: поцинковани, каљени пуж, точак од фосфорне бронзе. Заптивање: двострука усна, IP55. Маст: синтетички литијумски комплекс (корејски зимски минимум минус 18 степени Целзијуса на овој локацији). Цена по пару: 45 УСД. Циљни век трајања: 5 година при 80 циклуса/дан = 146.000 циклуса. Постигнуто: 3,5 године пре него што је због промене у окружењу (изложеност киселинама) потребна надоградња на Е4 — видети горе наведену напомену за инжењеринг.
Случај 2 — Јапанско приобално одмаралиште: окретна капија од 800 кг, E3 марина, 15 циклуса/дан
Јапански хотелски комплекс на обали Окинаве одредио је парове пужних зупчаника за две декоративне ковано-гвоздене окретне капије на главном улазу. Тежина капије: 800 кг (двокрилна, 400 кг по крилу). Окретна полуга: 600 мм. Потребан излазни обртни момент: 120 N·m по крилу, укључујући оптерећење ветром (ветар за регион тајфуна: 50 m/s захтева силу закључавања капије еквивалентну 3.000 N на врху полуге). Мотор: 370 W једнофазни по крилу. Преносни однос: 40:1. Пар пужних зупчаника: једноходни, модул 2, међуосно растојање 40 мм, вруће поцинковани пуж (према ISO 1461 за C4-H приобално подручје), точак од алуминијумске бронзе CuAl10Fe5Ni5. Заптивање: Витон заптивка + лабиринт, IP55. Маст: синтетичка PAG за морску употребу. Обртни момент заустављања према EN 12453 ограничењу: 400 N на краку од 600 mm = 240 N·m — унутар пара номинални обртни момент од 320 N·m са маргином. Број циклуса: 15 дневно (возила за госте хотела). Циљни век трајања циклуса: 10 година = 55.000 циклуса. Цена по пару: 82 USD (премијум за поморце E3). Тест сољу (ASTM B117) прошао је након 720 сати без видљиве корозије — што превазилази захтев E3 од 500 сати. Прегледајте пужни редуктор за капију опције са заштитом од корозије морског квалитета за инсталације обалних капија.
Случај 3 — Вијетнамска фабричка ролетна: 600 кг, E2, 200 циклуса/дан, висока фреквенција
Вијетнамска фабрика одеће специфицирала је парове пужних зупчаника за 4 ролетне за утоварну рампу, тежине по 600 кг. Број циклуса: 200 дневно (утовар камиона свака 2 до 3 минута током шпица). Ово је била примена капије са највећим бројем циклуса у портфолију спецификација — укупно 365.000 циклуса током циљаног века трајања од 5 година. Мотор: трофазни од 750 W. Пренос: 25:1. Пар пужних зупчаника: једноходни, модул 3, међуосно растојање 63 мм (једна величина оквира веће него што би захтевао сам обртни момент — повећано за век трајања циклуса). Обртни момент при раду: 95 N·m. Обртни момент при покретању са хладном затварачем ујутру: 2,2 пута = 209 N·m. Номинални обртни момент пара: 480 N·m — даје коефицијент заштите од 2,3 против покретања (великодушна маргина за замор при високим циклусима). Материјал: поцинковани пуж, точак од фосфорне бронзе. Заптивање: двострука усна, IP44 (утоварна рампа је заштићена). Маст: литијум комплекс NLGI 2 са интервалом подмазивања од 12 месеци (приступачна маст на кућишту). Цена по пару: 58 УСД. Након 4,2 године (приближно 306.000 циклуса), годишње мерење зазора показало је 1,4 пута већу вредност испоруке — приближавајући се прагу замене од 1,5 пута. Замена точка планирана за период одржавања 5. године по цени од 28 УСД по точку.
Често постављана питања
П: Да ли се пужни зупчаник мотора капије може ручно поништити током нестанка струје?
Самоблокирајући пужни зупчаници не могу се покретати уназад ручним померањем капије. Погони капија стога укључују механизам за ручно отпуштање — обично квачило са кључем које одваја пуж од излазне осовине, омогућавајући слободно гурање капије. Квачило се мора аутоматски поново активирати када се мотор следећи пут покрене. Прописи о противпожарној заштити у Кореји и Јапану захтевају ово ручно отпуштање на свим капијама са електричним погоном које служе за излазе у случају нужде. Спецификација пужног зупчаника није под утицајем квачила — квачило је елемент на нивоу кућишта, спољашњи у односу на сам зупчаник.
П: Како оптерећење ветра утиче на спецификацију пара пужних зупчаника?
Оптерећење ветра делује на панел капије као расподељени притисак који се преводи у обртни момент на излазном вратилу пужног преносника. За клизну капију од 6 метара на висини од 1,5 метара у зони ветра од 30 м/с, сила ветра је приближно 2.400 N (на основу 0,6 × 1,2 × 1/2 × 1,225 × 30² × 6 × 1,5 поједностављено). Овој сили мора да се одупре самоблокирање пужног преносника када је мотор искључен. Маргина самоблокирања мора да премаши обртни момент ветра на излазном вратилу у најгорим условима. За регионе са тајфуном (брзина ветра од 50 до 60 м/с), сила ветра се скалира са квадратом брзине - отприлике 2,8 до 4 пута већа од вредности од 30 м/с - и може захтевати већу величину оквира пужног преносника или додатну механичку браву капије.
П: Коју маст треба да наведем за покретач капије у климатским условима са врућим летима и хладним зимама?
Синтетичка литијумска комплексна маст са PAO или PAG базним уљем покрива најшири температурни опсег: радни опсег од минус 30 до плус 130 степени Целзијуса, са могућношћу пумпања при хладном старту до минус 40 степени Целзијуса. Стандардна литијумска маст на бази минерала (оцењена од минус 10 до плус 120 степени Целзијуса) је адекватна за умерену климу, али не пролази тестове хладног старта испод минус 10 степени Целзијуса. За корејске инсталације где зимски минимуми достижу минус 15 до минус 20 степени Целзијуса, синтетичка маст је минимална препорука. Премија за цену синтетичке масти (приближно 3 до 5 америчких долара по пуњењу мотора капије) је занемарљива у поређењу са трошковима сервисног позива за капију која се не отвара хладног јутра.
П: Колико често треба одржавати пужни зупчаник мотора капије?
Стамбене капије (10-20 циклуса/дан): годишњи визуелни преглед заптивки, годишња провера стања масти, поновно подмазивање ако је суво или промени боју. Није потребно мерење зазора осим ако се не појаве симптоми (померање капије, повећана бука). Индустријске капије (100+ циклуса/дан): шестомесечна провера и допуна масти, годишње мерење зазора, годишњи преглед заптивки. Заменити заптивке сваких 5 година без обзира на стање (УВ зрачење и температурни циклуси деградирају гумене заптивке чак и када изгледају неоштећене). Приобалне Е3 инсталације: додати шестомесечни преглед корозије изложених причвршћивача и спољашњости кућишта — први знак корозије на спољним деловима указује на то да је класа атмосферске корозије можда виша од наведене.
П: Могу ли да користим двостепени пужни зупчаник у мотору капије ради лакшег ручног управљања?
Двоструки пар при типичним вредностима q има угао нагиба изнад угла трења и није закључавајући — капија ће се померати или клизити у отвореном/затвореном положају под оптерећењем ветра када је мотор искључен. Ово поништава примарну сврху коришћења пужног зупчаника у мотору капије. Ако је циљ лакше ручно управљање, исправно решење је квачило за ручно отпуштање на једноструком самоблокирајућем пару — што обезбеђује самоблокирање током нормалног рада и слободно кретање током ручног управљања. Неки произвођачи капија користе двоструке парове са електромагнетном кочницом за држање положаја, али то додаје трошкове, сложеност и могућност квара (ако кочница откаже или изгуби напајање, капија је неосигурана). Једноструки старт са квачилом остаје стандардни приступ у индустрији.
Аутоматски управљачи капијама постављају пужни зупчаник на најнеприхватљивију локацију за околину од било које стандардне индустријске примене — на отвореном, изложено временским условима, температурним екстремима и атмосферској корозији током једне деценије или дуже. Матрица изложености на отвореном класификује инсталације у четири категорије окружења и мапира сваку на захтеве за IP, заштиту од корозије и машћу, што одређује и трошкове и век трајања. Век трајања капије у режиму рада мери се укупним циклусима отварања и затварања, а не радним сатима, при чему стамбене капије циљају 50.000 до 75.000 циклуса током 10 година, а индустријске капије 150.000 до 365.000 циклуса током 5 година. Понашање масти при хладном старту испод минус 10 степени Целзијуса и преживљавање обртног момента застоја према EN 12453 су две спецификације радних услова које стандардни листови са подацима за пужни зупчаник у континуираном режиму рада не покривају — пројектанти управљача капија морају независно да провере обе.
За произвођаче управљача капијама и тимове за управљање објектима, наш инжењерски тим врши класификацију изложености и прорачун животног века ваше инсталације. Стандардни каталог компактни пужни зупчаници Покривају величине покретача капија од 40 до 80 мм међуосног растојања за све четири класе окружења са одговарајућим пакетима заптивача и масти. Пошаљите Спецификација погона капије са тежином капије, брзином циклуса и окружењем локације.
Одређивање парова пужних зупчаника за покретач капије?
Пошаљите тип капије (клизна, окретна, ролетна), тежину капије, број циклуса, локацију градилишта и сваку посебну изложеност околини (приобална, хемијска, екстремна хладноћа). Класификоваћемо изложеност, препоручити одговарајући материјал и пакет заптивача и понудити цену на основу ваше годишње количине.
Уредник: Cxm
