Korea Ever-Power · คู่มือวิศวกรรมการใช้งาน
เฟืองตัวหนอนและล้อเฟืองตัวหนอนสำหรับระบบขับเคลื่อนสายพานลำเลียง — ตัวนำทางป้องกันการไหลย้อนกลับ
สายพานลำเลียงแนวนอนต้องการประสิทธิภาพ ส่วนสายพานลำเลียงแบบเอียงต้องการระบบป้องกันการไหลย้อนกลับ จุดวิกฤตอยู่ที่ประมาณ 10 องศาของความเอียง หากต่ำกว่านั้น ชุดเฟืองตัวหนอนแบบหลายรอบจะช่วยประหยัดพลังงาน ส่วนหากสูงกว่านั้น ชุดเฟืองตัวหนอนแบบรอบเดียวจะช่วยป้องกันไม่ให้สายพานที่บรรทุกวัสดุไหลย้อนกลับเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเมื่อมอเตอร์หยุดทำงาน การกำหนดจุดวิกฤตผิดพลาดจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าหรือทำให้สายพานที่เต็มไปด้วยวัสดุหกกระจายลงบนพื้นโรงงาน
สายพานลำเลียงเป็นกลุ่มการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนทั่วโลก คิดเป็นประมาณ 25 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการเฟืองตัวหนอนในอุตสาหกรรมทั้งหมด การตัดสินใจเลือกสเปคจะแบ่งตามมุมเอียง: แนวราบและเอียงเล็กน้อย (0 ถึง 10 องศา) เหมาะกับชุดเฟือง 2 หรือ 3 รอบ เพื่อประสิทธิภาพที่สูงกว่า (75 ถึง 88 เปอร์เซ็นต์); ความเอียงปานกลาง (10 ถึง 25 องศา) ต้องการชุดเฟืองรอบเดียวเพื่อการล็อคตัวเองป้องกันการไหลย้อนกลับ (ประสิทธิภาพ 40 ถึง 65 เปอร์เซ็นต์); ความเอียงสูงชันเกิน 25 องศา ต้องการชุดเฟืองรอบเดียวบวกกับเบรกเชิงกลแยกต่างหาก ไม่ว่าจะมีระบบล็อคตัวเองหรือไม่ก็ตาม แรงบิดเริ่มต้นบนสายพานที่รับน้ำหนักโดยทั่วไปจะสูงถึง 1.5 ถึง 2.5 เท่าของแรงบิดขณะทำงานที่สภาวะคงที่ และการไม่คำนึงถึงปัจจัยเริ่มต้นนี้เป็นข้อผิดพลาดในการกำหนดขนาดที่พบบ่อยที่สุดสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนในสายพานลำเลียง วัสดุมาตรฐานที่ใช้คือเฟืองตัวหนอนเหล็กชุบแข็งกับล้อทองแดงฟอสฟอรัส สายพานลำเลียงที่เปียกหรือมีฤทธิ์กัดกร่อนควรระบุวัสดุทางเลือกเป็นทองแดงอะลูมิเนียมหรือสแตนเลส
เหตุใดสายพานลำเลียงจึงเป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับชุดเฟืองตัวหนอน
คุณสมบัติสามประการของเฟืองตัวหนอนและล้อเฟืองตัวหนอน ทำให้พวกมันเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับระบบขับเคลื่อนสายพานลำเลียงในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่ศูนย์โลจิสติกส์ไปจนถึงการทำเหมือง
มอเตอร์ติดตั้งตั้งฉากกับเพลาลูกกลิ้งสายพานลำเลียง ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนของการเชื่อมต่อและการจัดแนวของระบบขับเคลื่อนแบบอินไลน์ และประหยัดพื้นที่ตามแนวแกนด้านหลังลูกกลิ้งขับเคลื่อนได้ 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นพื้นที่สำคัญในโครงส่วนหัวของสายพานลำเลียง
สายพานลำเลียงโดยทั่วไปทำงานที่ความเร็วสายพาน 0.3 ถึง 1.5 เมตร/วินาที ซึ่งต้องการความเร็วเพลาส่งออก 20 ถึง 80 รอบต่อนาที จากความเร็วของมอเตอร์ 1,400 ถึง 1,800 รอบต่อนาที อัตราส่วน 20:1 ถึง 60:1 ในชุดเฟืองตัวหนอนเดี่ยวช่วยลดความจำเป็นในการใช้ชุดเฟืองเกลียวหรือเฟืองดาวเคราะห์สองชุด
ในสายพานลำเลียงแบบเอียง แรงโน้มถ่วงของสายพานที่บรรทุกสินค้าจะผลักสายพานถอยหลังหากมอเตอร์หยุดทำงาน ชุดเฟืองตัวหนอนและล้อเฟืองตัวหนอนแบบล็อคตัวเองได้จะป้องกันปัญหานี้โดยไม่ต้องใช้เบรกแยกต่างหาก ซึ่งช่วยลดจำนวนชิ้นส่วน ต้นทุน และการบำรุงรักษา
คุณสมบัติทั้งสามประการนี้รวมกันอธิบายได้ว่าทำไมชุดเฟืองตัวหนอนจึงขายดีกว่าเฟืองประเภทอื่น ๆ ในงานลำเลียง ชุดเฟืองเกลียวมีประสิทธิภาพสูงกว่า แต่ไม่สามารถล็อกตัวเองได้ ชุดเฟืองดาวเคราะห์มีขนาดกะทัดรัด แต่มีราคาสูงกว่าและไม่มีการจัดวางแบบมุมฉาก 90 องศา ชุดเฟืองตัวหนอนและล้อเฟืองตัวหนอนอยู่ตรงกลางของแผนภาพเวนน์ — มีประสิทธิภาพที่ยอมรับได้ ความสามารถในการล็อกตัวเอง การออกแบบมุมฉากที่กะทัดรัด และราคาปานกลาง
การตัดสินใจเกี่ยวกับมุมเอียง — เมื่อระบบป้องกันการไหลย้อนกลับเปลี่ยนแปลงข้อกำหนด
คำถามทางวิศวกรรมที่สำคัญสำหรับทุกข้อกำหนดของเฟืองตัวหนอนในสายพานลำเลียงคือ การใช้งานนั้นจำเป็นต้องมีระบบป้องกันการไหลย้อนกลับหรือไม่ คำตอบขึ้นอยู่กับมุมเอียงของสายพานและวัสดุที่ลำเลียง สายพานลำเลียงแนวนอนที่ขนส่งชิ้นส่วนยานยนต์มีความเสี่ยงต่อการไหลย้อนกลับจากแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ สายพานลำเลียงที่เอียง 20 องศาซึ่งขนส่งหินปูนมีความเสี่ยงต่อการไหลย้อนกลับอย่างมาก เนื่องจากสายพานที่รับน้ำหนักที่มุม 20 องศาจะสะสมพลังงานศักย์จากแรงโน้มถ่วงจำนวนมาก ซึ่งจะผลักสายพานถอยหลังทันทีที่ตัดกระแสไฟฟ้า
ตารางด้านล่างแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมุมเอียงกับคุณสมบัติของชุดเฟืองตัวหนอนที่ได้ นี่คือเครื่องมือสำคัญที่สุดสำหรับการจัดซื้อเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียง
ช่วงความลาดเอียงระหว่าง 8 ถึง 12 องศา เป็นช่วงที่มีการถกเถียงกันมากที่สุดในเรื่องการกำหนดคุณสมบัติ ที่ความลาดเอียงต่ำกว่า 8 องศา ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ และระบบขับเคลื่อนแบบหลายจุดเริ่มต้นจึงดีกว่าอย่างเห็นได้ชัด ที่ความลาดเอียงสูงกว่า 12 องศา ระบบป้องกันการไหลย้อนกลับเป็นสิ่งสำคัญ และระบบขับเคลื่อนแบบจุดเริ่มต้นเดียวจึงเป็นสิ่งจำเป็น สำหรับช่วงความลาดเอียงระหว่าง 8 ถึง 12 องศา คำตอบขึ้นอยู่กับวัสดุที่ลำเลียง วัสดุแข็งที่มีน้ำหนักมาก (กรวด แร่ ธัญพืช) จะสะสมพลังงานจากแรงโน้มถ่วงต่อเมตรของสายพานมากกว่า และทำให้เกณฑ์ความลาดเอียงต่ำลง ส่วนวัสดุที่มีน้ำหนักเบา (พัสดุ กล่อง ชิ้นส่วนพลาสติก) จะสะสมพลังงานน้อยกว่า และทำให้เกณฑ์ความลาดเอียงสูงขึ้นได้
การเลือกใช้มอเตอร์แบบสตาร์ทครั้งเดียวสำหรับสายพานลำเลียงแนวนอนนั้นส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพอย่างมาก มอเตอร์แบบสตาร์ท 3 ครั้งที่มีประสิทธิภาพ 85 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบสตาร์ทครั้งเดียวที่มีประสิทธิภาพ 50 เปอร์เซ็นต์ บนมอเตอร์สายพานลำเลียงขนาด 5.5 กิโลวัตต์เดียวกัน จะสิ้นเปลืองพลังงานประมาณ 1.9 กิโลวัตต์อย่างต่อเนื่อง หรือ 14,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี ที่ชั่วโมงการทำงาน 7,500 ชั่วโมง หากคิดตามอัตราค่าไฟฟ้าอุตสาหกรรมของเกาหลี จะคิดเป็นค่าใช้จ่ายประมาณ 1,800 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี ในส่วนของพลังงานที่สูญเปล่าต่อมอเตอร์หนึ่งตัว การกำหนดจำนวนสตาร์ทที่เหมาะสมสำหรับความลาดเอียงจริงนั้นไม่ใช่การปรับแต่งเล็กน้อย แต่เป็นการตัดสินใจด้านต้นทุนการดำเนินงานที่สำคัญ
การเลือกขนาดชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับการใช้งานกับสายพานลำเลียงแบบต่อเนื่อง
การกำหนดขนาดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียงต้องใช้การคำนวณสองอย่างที่มักถูกมองข้ามในการกำหนดคุณสมบัติเบื้องต้น ได้แก่ ตัวคูณแรงบิดเริ่มต้น และการตรวจสอบอุณหภูมิสำหรับการทำงานต่อเนื่อง
แรงบิดเริ่มต้นบนสายพานที่มีน้ำหนักบรรทุก สายพานลำเลียงที่หยุดขณะมีวัสดุอยู่บนสายพานและเริ่มเคลื่อนที่ใหม่ จะมีแรงบิดเริ่มต้นสูงกว่าขณะทำงานอย่างต่อเนื่องอย่างมาก แรงเสียดทานสถิตในสายพาน การยุบตัวของวัสดุระหว่างช่วงหยุด และการเร่งความเร็ว ล้วนมีส่วนทำให้เกิดแรงบิดดังกล่าว โดยทั่วไปแล้ว ตัวคูณแรงบิดเริ่มต้นสำหรับสายพานที่มีวัสดุอยู่บนสายพานจะมีค่าตั้งแต่ 1.5 เท่า (น้ำหนักเบา หยุดสั้น) ถึง 2.5 เท่า (วัสดุหนักจำนวนมาก หยุดนานขึ้น และวัสดุอัดแน่น) แรงบิดที่กำหนดของชุดเฟืองตัวหนอนต้องมากกว่าแรงบิดเริ่มต้น ไม่ใช่แค่แรงบิดขณะทำงานอย่างต่อเนื่องเท่านั้น แต่ต้องมากกว่าค่าเผื่อตามปัจจัยการใช้งานด้วย
ตรวจสอบอุณหภูมิสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง สายพานลำเลียงมักทำงาน 16 ถึง 24 ชั่วโมงต่อวัน และชุดเฟืองตัวหนอนจะสูญเสียพลังงานไฟฟ้าประมาณ 15 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ในรูปของความร้อน (ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพ) ชุดขับเคลื่อน 5.5 กิโลวัตต์ที่มีชุดเฟืองตัวหนอนแบบสตาร์ทครั้งเดียวที่ประสิทธิภาพ 50 เปอร์เซ็นต์ จะสร้างความร้อนเหลือทิ้ง 2.75 กิโลวัตต์อย่างต่อเนื่อง หากไม่มีการระบายความร้อนที่เพียงพอ เช่น การพาความร้อนตามธรรมชาติ พัดลม หรือการหมุนเวียนน้ำมัน อุณหภูมิของตัวเรือนอาจเกินขีดจำกัดความร้อนของสารหล่อลื่น (โดยทั่วไปคือ 90 ถึง 100 องศาเซลเซียสสำหรับจาระบีสังเคราะห์) ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว ทุกๆ 10 องศาที่สูงกว่าอุณหภูมิอ้างอิงของสารหล่อลื่น อายุการใช้งานของจาระบีจะลดลงครึ่งหนึ่ง ควรระบุตัวเรือนที่มีครีบระบายความร้อนหรือระบบระบายความร้อนด้วยพัดลมสำหรับชุดขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนสายพานลำเลียงที่ใช้งานต่อเนื่องที่มีกำลังไฟฟ้ามากกว่า 3 กิโลวัตต์และใช้ชุดเฟืองตัวหนอนแบบสตาร์ทครั้งเดียว
ศูนย์โลจิสติกส์แห่งหนึ่งในเกาหลีใต้ระบุให้ใช้เฟืองตัวหนอนแบบ 2 ฟัน ระยะห่างศูนย์กลาง 80 มม. สำหรับสายการคัดแยกพัสดุใหม่ โดยสายพานลำเลียงทั้ง 24 เส้นเป็นแนวนอน หกเดือนต่อมา โรงงานได้เพิ่มชั้นลอยพร้อมสายพานลำเลียงแบบเอียง 4 เส้น ที่มุม 15 องศา และทีมจัดซื้อได้สั่งซื้อเฟืองตัวหนอนแบบ 2 ฟันคู่เดียวกันกับที่ใช้กับสายพานลำเลียงแนวนอน ภายในสองสัปดาห์ ผู้ปฏิบัติงานรายงานว่าพัสดุไหลย้อนกลับระหว่างการหยุดมอเตอร์เพื่อเปลี่ยนกะ โดยกล่องจะเลื่อนถอยหลัง 0.5 ถึง 1.5 เมตรในแต่ละครั้งที่มอเตอร์หยุดทำงาน เฟืองตัวหนอนแบบ 2 ฟันที่มุม 15 องศา มีมุมนำประมาณ 11 องศา ซึ่งสูงกว่ามุมเสียดทานประมาณ 5 องศาเมื่อใช้กับน้ำมันสังเคราะห์ PAG ที่ติดตั้งไว้ เฟืองคู่ดังกล่าวไม่มีกลไกการล็อกทางเรขาคณิต การเปลี่ยนไปใช้เฟืองตัวหนอนแบบฟันเดียวที่ระยะห่างศูนย์กลางและโมดูลเดียวกันมีค่าใช้จ่าย 480 ดอลลาร์สหรัฐต่อไดรฟ์ × 4 ไดรฟ์ = 1,920 ดอลลาร์สหรัฐ รวมทั้งหมด บวกค่าแรงติดตั้ง 2 วัน อีก 1,600 ดอลลาร์สหรัฐ เฟืองตัวหนอนคู่ใหม่ที่เปลี่ยนเข้ามา ซึ่งมีมุมนำ 5.7 องศา เกือบจะล็อคตัวเองได้ภายใต้สภาวะสารหล่อลื่นแบบเดียวกัน ฝ่ายวิศวกรรมได้เพิ่มตัวหยุดแบบง่ายๆ ในแต่ละไดรฟ์เพื่อเป็นประกันเพิ่มเติม — 120 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย ค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการแก้ไขข้อผิดพลาดด้านข้อกำหนดคือ 2,400 ดอลลาร์สหรัฐ บวกกับความล่าช้าในการใช้งานชั้นลอยอีก 2 วัน ข้อผิดพลาดเดิมสามารถป้องกันได้โดยการตรวจสอบตารางการตัดสินใจเกี่ยวกับมุมเอียงก่อนสั่งซื้อ สายพานลำเลียงแบบเอียง 4 ตัวต้องการเฟืองตัวหนอนที่แตกต่างจากสายพานลำเลียงแนวนอน 24 ตัว — แม้จะมีระยะห่างศูนย์กลางเท่ากัน โมดูลเท่ากัน แต่จำนวนการเริ่มต้นต่างกัน
การเลือกวัสดุสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนสายพานลำเลียงตามสภาพแวดล้อม
สภาพแวดล้อมของสายพานลำเลียงมีตั้งแต่ศูนย์โลจิสติกส์ในร่มที่สะอาด ไปจนถึงโรงงานแปรรูปอาหารที่เปียกชื้น และแหล่งเหมืองแร่กลางแจ้งที่มีฝุ่นละออง วัสดุที่ใช้ทำเฟืองตัวหนอนและล้อเฟืองตัวหนอนต้องเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมนั้นๆ โลหะบรอนซ์ฟอสฟอรัสมาตรฐานใช้งานได้ดีในร่ม แต่สายพานลำเลียงในโรงงานแปรรูปปลาหรือสายพานในเหมืองหินต้องการโลหะวิทยาและการป้องกันพื้นผิวที่แตกต่างกัน
สามหมวดหมู่สภาพแวดล้อมครอบคลุมขอบเขตการใช้งานจริงของการตัดสินใจเลือกวัสดุสำหรับเฟืองตัวหนอนของสายพานลำเลียง
หนอน: เหล็กกล้า 16MnCr5 ชุบแข็งผิว HRC 58-62 ค่าความหยาบผิว Ra 0.4-0.8 µm
ล้อ: โลหะบรอนซ์ฟอสฟอรัส CuSn12Ni ขัดผิวด้วยเครื่องกัดแบบ Hobbed ความละเอียด Ra 1.6 µm
น้ำมันหล่อลื่น: น้ำมันเกียร์ PAG ชนิดสังเคราะห์หรือชนิดแร่ EP
แอปพลิเคชัน: สายพานลำเลียงชิ้นส่วนยานยนต์, การคัดแยกพัสดุ, การป้อนเข้าสายการผลิตบรรจุภัณฑ์
หนอน: เหล็กกล้าไร้สนิม AISI 304 หรือ 316L หรือเหล็กกล้าคาร์บอนชุบสังกะสี
ล้อ: อะลูมิเนียมบรอนซ์ CuAl10Fe5Ni5 (ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าฟอสฟอร์บรอนซ์)
น้ำมันหล่อลื่น: จาระบีสังเคราะห์เกรดอาหาร NSF H1 บรรจุในตัวเรือนปิดสนิท
แอปพลิเคชัน: การแปรรูปอาหารทะเล ผลิตภัณฑ์นม เครื่องดื่ม ยา
หนอน: เหล็กกล้า 42CrMo4 ชุบแข็งทั่วถึง ความแข็ง HRC 28-34 ขัดผิวเรียบด้วย Ra 0.8 µm (ทนแรงกระแทก)
ล้อ: โลหะบรอนซ์ฟอสฟอรัสหล่อแบบเหวี่ยง (มีความหนาแน่นกว่า มีรูพรุนน้อยกว่าโลหะหล่อแบบแรงโน้มถ่วง)
น้ำมันหล่อลื่น: จาระบีปิดผนึกตลอดอายุการใช้งาน พร้อมซีลแบบเขาวงกต และตัวกรองระบายอากาศ
แอปพลิเคชัน: เหมืองหิน, ปูนซีเมนต์, การขนถ่ายถ่านหิน, วัสดุก่อสร้าง
โดยส่วนใหญ่แล้ว การเลือกวัสดุมักขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมมากกว่าภาระที่รับ สายพานลำเลียงภายในอาคารที่มีแรงบิด 200 N·m และสายพานลำเลียงสำหรับแปรรูปปลาที่มีแรงบิด 200 N·m ต้องการความสามารถในการรับแรงบิดเท่ากัน แต่ต้องการวัสดุโลหะและการซีลที่แตกต่างกันมาก การระบุให้ใช้ฟอสฟอร์บรอนซ์มาตรฐานในสภาพแวดล้อมที่มีการล้างด้วยน้ำ จะนำไปสู่การกัดกร่อนแบบดีซิงค์ฟิเคชันบนล้อ ซึ่งจะมองไม่เห็นจนกว่าความหนาของฟันจะลดลง 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์จากขนาดเดิม และระยะห่างระหว่างฟันจะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน
กรณีศึกษาข้อกำหนดของชุดเฟืองตัวหนอนสายพานลำเลียงสามแบบ
กรณีที่ 1 — สายพานลำเลียงชิ้นส่วนยานยนต์ของเกาหลี: แนวนอน เน้นประสิทธิภาพ
ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ระดับ Tier 1 ของเกาหลีใต้ได้ระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียงแนวนอน 12 ชุด ที่ใช้ลำเลียงแผงตัวถังที่ปั๊มขึ้นรูปแล้วระหว่างสายการผลิต ความเร็วสายพาน 0.8 เมตร/วินาที เส้นผ่านศูนย์กลางดรัมขับ 320 มิลลิเมตร แรงดึงสายพาน 2,200 นิวตันเมตร แรงบิดเอาต์พุตที่คำนวณได้: T_belt = 2,200 × 0.32 / 2 = 352 นิวตันเมตร ตัวคูณการเริ่มต้นสำหรับการเริ่มต้นใหม่ในแนวนอนที่มีภาระเบา: K_start = 1.3 ปัจจัยการใช้งานสำหรับแรงกระแทกปานกลาง (การเปลี่ยนแปลงจังหวะการกด): SF = 1.5 แรงบิดพิกัดที่ต้องการ: 352 × 1.3 × 1.5 = 686 นิวตันเมตร ความเอียง: 0 องศา — ไม่มีความเสี่ยงต่อการไหลย้อนกลับ ข้อมูลจำเพาะ: ชุดเฟืองตัวหนอน 3 เกลียว โมดูล 5 ระยะห่างศูนย์กลาง 125 มิลลิเมตร q = 10 มุมนำ 16.7 องศา อัตราส่วน 40:1 ประสิทธิภาพที่สภาวะพิกัด: 86 เปอร์เซ็นต์ การประหยัดพลังงานไฟฟ้าต่อปีเมื่อเทียบกับการกำหนดสเปคแบบเริ่มครั้งเดียวที่ประสิทธิภาพ 48 เปอร์เซ็นต์: 16,200 kWh ต่อไดรฟ์ × 12 ไดรฟ์ = 194,400 kWh = ประมาณ 24,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี บทเรียน: สำหรับสายพานลำเลียงแนวนอน การกำหนดสเปคแบบเริ่มหลายครั้งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพไม่ใช่การปรับให้เหมาะสมที่สุด แต่เป็นการตัดสินใจด้านต้นทุนการดำเนินงานที่มีผลกระทบหลักหมื่นดอลลาร์สหรัฐต่อปีในสายการผลิตทั่วไป
กรณีที่ 2 — สายพานลำเลียงแบบเอียงสำหรับอุตสาหกรรมอาหารของญี่ปุ่น: 18 องศา, ป้องกันการไหลย้อนกลับ + ล้างทำความสะอาดได้
โรงงานแปรรูปอาหารทะเลแช่แข็งของญี่ปุ่นแห่งหนึ่งได้ระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียงแบบเอียง 6 ชุด ซึ่งลำเลียงถาดกุ้งแช่แข็งจากสถานีล้างที่ระดับพื้นดินไปยังห้องบรรจุภัณฑ์ที่ชั้นลอย ความเอียง: 18 องศา แรงดึงสายพานภายใต้ภาระเต็มที่: 1,800 นิวตัน ดรัมขับ: 250 มม. T_belt = 225 นิวตันเมตร K_start = 2.0 (ถาดแช่แข็งติดกับสายพานระหว่างการเริ่มต้นใหม่) SF = 1.5 (แรงกระแทกปานกลางจากการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของถาด) T_required = 225 × 2.0 × 1.5 = 675 นิวตันเมตร ความเสี่ยงการย้อนกลับที่ความเอียง 18 องศา: สูง — แรงโน้มถ่วงบนสายพานที่รับน้ำหนักจะผลักสายพานถอยหลังด้วยความเร็วประมาณ 0.3 เมตร/วินาที ข้อกำหนด: ชุดเฟืองตัวหนอนแบบเริ่มต้นเดียว โมดูล 5 ระยะห่างศูนย์กลาง 160 มม. อัตราส่วน 50:1 มุมนำ 3.6 องศา (ล็อคตัวเองอย่างแข็งแรง) วัสดุ: เฟืองตัวหนอนสแตนเลส AISI 316L, ล้ออลูมิเนียมบรอนซ์ CuAl10Fe5Ni5 ผิวสำเร็จ: ขัดเงา Ra 0.4 µm (ข้อกำหนดสำหรับพื้นที่ใช้งานกับอาหาร) สารหล่อลื่น: จาระบีสังเคราะห์ที่ได้รับการรับรอง NSF H1 ตัวเรือนปิดผนึก IP65 ประสิทธิภาพ: 42 เปอร์เซ็นต์ — หมายความว่ามอเตอร์ 3 กิโลวัตต์ ให้กำลังใช้งานจริงเพียง 1.26 กิโลวัตต์เท่านั้น ประสิทธิภาพที่ลดลงเกิดจากต้นทุนของระบบป้องกันการไหลย้อนกลับและข้อกำหนดสำหรับพื้นที่ใช้งานกับอาหาร บทเรียน: ในการใช้งานสายพานลำเลียงแบบเอียงในพื้นที่ใช้งานกับอาหาร ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญลำดับสุดท้าย — ระบบป้องกันการไหลย้อนกลับและการปฏิบัติตามข้อกำหนดของวัสดุเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้ ดูเพิ่มเติม ตัวลดความเร็วแบบเฟืองตัวหนอน ตัวเลือกที่ตรงตามข้อกำหนดด้านการใช้งานกับอาหารและการล้างทำความสะอาดสำหรับระบบขับเคลื่อนสายพานลำเลียงแบบเอียง
กรณีที่ 3 — สายพานลำเลียงในเหมืองแร่ของเวียดนาม: มุม 30 องศา, เริ่มเดินเครื่องด้านเดียว + เบรกสายพาน
เหมืองหินปูนแห่งหนึ่งในเวียดนามระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียงเอียง 30 องศา ที่ลำเลียงหินบดจากเครื่องบดกรามหลักไปยังสถานีคัดกรองรอง แรงดึงสายพานภายใต้ภาระเต็มที่: 6,500 N. ดรัมขับ: 400 มม. T_belt = 1,300 N·m. K_start = 2.5 (หินอัดแน่นบนสายพานระหว่างการหยุดเป็นเวลานาน) SF = 2.0 (แรงกระแทกรุนแรงจากขนาดหินที่ไม่สม่ำเสมอ) T_required = 1,300 × 2.5 × 2.0 = 6,500 N·m. ความเสี่ยงต่อการไหลย้อนกลับที่ 30 องศา: วิกฤต — สายพานที่รับน้ำหนักเต็มที่ที่ 30 องศาจะสะสมพลังงานมากพอที่จะเร่งถอยหลังอย่างรุนแรงและทำให้รอยต่อสายพานเสียหาย ข้อกำหนด: ชุดเฟืองตัวหนอนแบบเริ่มต้นเดียว โมดูล 10 ระยะห่างศูนย์กลาง 250 มม. q = 14 มุมนำ 2.0 องศา (ล็อคตัวเองอย่างแข็งแรง) เฟืองตัวหนอน: เหล็กกล้าชุบแข็ง 42CrMo4, HRC 30 ล้อ: เหล็กหล่อแบบเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ทำจากทองแดงฟอสฟอรัส CuSn12Ni เพิ่มเติม: เบรกแบบแถบที่เพลาอินพุตความเร็วสูงเพื่อการจับยึดสำรอง เบรกจะทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อคอนแทคเตอร์มอเตอร์เปิด และให้การจับยึดรองที่อิสระจากการล็อคตัวเองของเฟืองตัวหนอน ซีล: แบบเขาวงกตสามชั้นพร้อมตัวกรองระบายอากาศ (ฝุ่นหินปูน) การระบายความร้อน: พัดลมเป่าลมบนตัวเรือน (การทำงานต่อเนื่องในอุณหภูมิแวดล้อม 38 องศาเซลเซียส การสตาร์ทครั้งเดียวที่ประสิทธิภาพ 38 เปอร์เซ็นต์ จะสร้างความร้อนเหลือทิ้งประมาณ 5.6 กิโลวัตต์) บทเรียน: สายพานลำเลียงในเหมืองแร่ที่มีความลาดชันสูงทำงานที่จุดตัดของความเสี่ยงการย้อนกลับสูงสุด แรงบิดเริ่มต้นสูงสุด ภาระความร้อนสูงสุด และการสัมผัสกับสิ่งปนเปื้อนสูงสุด ทุกพารามิเตอร์ถูกผลักดันไปจนถึงขีดจำกัด และคู่เฟืองตัวหนอนต้องรับมือกับทั้งสี่อย่างพร้อมกัน
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: ฉันสามารถใช้เฟืองตัวหนอนคู่เดียวกันสำหรับสายพานลำเลียงแนวนอนและสายพานลำเลียงเอียงในสายการผลิตเดียวกันได้หรือไม่?
เฉพาะในกรณีที่สายพานลำเลียงทั้งสองสามารถรองรับจำนวนจุดเริ่มต้นได้เท่ากัน หากสายพานลำเลียงบางส่วนเป็นแนวนอนและบางส่วนเอียงเกิน 10 องศา สายพานลำเลียงแนวนอนควรใช้คู่จุดเริ่มต้นหลายจุดเพื่อประสิทธิภาพ ในขณะที่สายพานลำเลียงที่เอียงควรใช้คู่จุดเริ่มต้นจุดเดียวเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับ การใช้คู่จุดเริ่มต้นจุดเดียวบนสายพานลำเลียงแนวนอนจะสิ้นเปลืองพลังงาน 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ การใช้คู่จุดเริ่มต้นหลายจุดบนสายพานลำเลียงที่เอียงมีความเสี่ยงต่อการไหลย้อนกลับ การกำหนดมาตรฐานข้อกำหนดคู่เดียวสำหรับความเอียงที่แตกต่างกันเป็นวิธีการลดความซับซ้อนในการจัดซื้อจัดจ้างที่พบได้ทั่วไป ซึ่งมีต้นทุนสูงกว่าอย่างมากในด้านการสิ้นเปลืองพลังงานหรือความเสี่ยงต่อการไหลย้อนกลับเมื่อเทียบกับการรักษาสองข้อกำหนดไว้
ถาม: ความน่าเชื่อถือในการล็อกตัวเองของชุดเฟืองตัวหนอนในสายพานลำเลียงจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรตลอดอายุการใช้งาน?
เมื่อล้อบรอนซ์สึกหรอ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่จุดสัมผัสจะเปลี่ยนแปลงไป และการเปลี่ยนแปลงนั้นอาจเกิดขึ้นได้ทั้งสองทิศทาง การใช้งานในช่วง 100 ถึง 300 ชั่วโมงแรกมักจะทำให้พื้นผิวบรอนซ์เรียบขึ้นและลดแรงเสียดทานลงเล็กน้อย ซึ่งอาจทำให้คู่ล้อที่เกือบจะล็อคตัวเองได้กลายเป็นไม่ล็อค หลังจากใช้งานไปสักระยะ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะคงที่และไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลาหลายพันชั่วโมง สำหรับสายพานลำเลียงเอียงที่สำคัญ ให้ระบุองศานำอย่างน้อย 1 ถึง 2 องศาต่ำกว่ามุมแรงเสียดทานที่คาดการณ์ไว้หลังจากใช้งานไปสักระยะ (ใช้มุมแรงเสียดทานแบบไดนามิก ไม่ใช่แบบคงที่) ระยะห่างนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการล็อคตัวเองจะคงอยู่ตลอดอายุการใช้งาน หากคู่ล้อทำงานอยู่ภายใน 1 องศาจากเกณฑ์การล็อค ให้เพิ่มเบรกแยกต่างหากเพื่อความปลอดภัย
ถาม: ความเร็วของสายพานมีผลต่อคุณสมบัติของชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียงอย่างไร?
ความเร็วของสายพานเป็นตัวกำหนดรอบต่อนาที (RPM) ของเพลาส่งกำลังที่ต้องการ และด้วยเหตุนี้จึงกำหนดอัตราทดเกียร์ที่จำเป็นจากความเร็วของมอเตอร์ที่กำหนด สายพานลำเลียงทั่วไปทำงานที่ความเร็ว 0.3 ถึง 2.0 เมตร/วินาที สำหรับดรัมขับขนาด 300 มม. ความเร็ว 1.0 เมตร/วินาที จะสอดคล้องกับรอบต่อนาทีประมาณ 64 รอบต่อนาที จากมอเตอร์ 1,450 รอบต่อนาที อัตราทดเกียร์ที่ต้องการคือประมาณ 23:1 ซึ่งสามารถทำได้ในเฟืองตัวหนอนขั้นเดียว สายพานที่เร็วขึ้น (มากกว่า 2 เมตร/วินาที) อาจต้องการอัตราทดเกียร์ที่ต่ำกว่า ซึ่งจะทำให้ต้องใช้การเริ่มต้น 2 หรือ 3 ครั้ง ในขณะที่สายพานที่ช้าลง (ต่ำกว่า 0.3 เมตร/วินาที) ต้องการอัตราทดเกียร์ที่สูงกว่า ซึ่งจะเอื้อต่อการเริ่มต้นแบบครั้งเดียว โดยมีส่วนช่วยเพิ่มเติมในอัตราทดเกียร์ ความเร็วของสายพานไม่ได้เปลี่ยนแปลงการตัดสินใจป้องกันการไหลย้อนกลับโดยตรง (ซึ่งขึ้นอยู่กับความลาดเอียง) แต่จะส่งผลต่อว่าอัตราทดเกียร์ที่ต้องการนั้นอยู่ในช่วงการเริ่มต้นแบบล็อคตัวเองหรือแบบไม่ล็อค
ถาม: นอกจากระบบล็อกตัวเองของเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียงแบบเอียงแล้ว ฉันควรระบุตัวหยุดด้านหลังเพิ่มเติมหรือไม่?
สำหรับทางลาดที่เกิน 15 องศาและลำเลียงวัสดุหนักจำนวนมาก จำเป็นต้องใช้ตัวหยุดการไหลย้อนกลับ (หรือเรียกว่าอุปกรณ์ป้องกันการไหลย้อนกลับหรือตัวล็อก) ซึ่งเป็นอุปกรณ์เชิงกลแยกต่างหากที่ติดตั้งอยู่บนเพลาขับ ช่วยให้หมุนได้ในทิศทางไปข้างหน้า แต่จะล็อกเมื่อหมุนย้อนกลับ โดยทั่วไปแล้วราคาจะอยู่ที่ 80 ถึง 200 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย ตัวหยุดการไหลย้อนกลับนี้ให้การป้องกันที่ซ้ำซ้อนจากการไหลย้อนกลับ แม้ว่าการล็อกตัวเองของเฟืองตัวหนอนจะเสียหายจากการสั่นสะเทือน การเปลี่ยนแปลงของสารหล่อลื่น หรือการเปลี่ยนแปลงสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่เกิดจากการสึกหรอ สำหรับสายพานลำเลียงที่มนุษย์สามารถเข้าถึงได้ (ผู้ปฏิบัติงานยืนอยู่ใกล้สายพาน) มักมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่บังคับให้ต้องติดตั้งตัวหยุดการไหลย้อนกลับโดยไม่คำนึงถึงสถานะการล็อกของเฟืองตัวหนอน สำหรับสายพานลำเลียงระยะไกลหรือไร้คนควบคุม การติดตั้งตัวหยุดการไหลย้อนกลับนั้นขึ้นอยู่กับดุลพินิจโดยพิจารณาจากผลที่ตามมาของการไหลย้อนกลับ เช่น วัสดุหก สายพานเสียหาย หรืออันตรายต่อความปลอดภัย
ถาม: ฉันจะคำนวณแรงตึงของสายพานสำหรับการเลือกขนาดชุดเฟืองตัวหนอนได้อย่างไร?
แรงตึงของสายพานสำหรับการเลือกขนาดเฟืองตัวหนอน คือ แรงตึงที่มีประสิทธิภาพที่ดรัมขับเคลื่อน ซึ่งเป็นผลต่างระหว่างแรงตึงด้านตึงและด้านหย่อน คูณด้วยสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่พื้นผิวดรัม สำหรับการประมาณค่าเบื้องต้น: F_eff = (มวลต่อเมตร × ความยาวสายพาน × g × (µ_r × cos θ + sin θ)) + (F_material × ความเร็วสายพาน) โดยที่ µ_r คือสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของลูกกลิ้ง (0.02 ถึง 0.05 สำหรับลูกกลิ้งมาตรฐาน) θ คือมุมเอียง และ F_material คือความต้านทานจำเพาะของวัสดุ สำหรับการคำนวณที่แม่นยำ ให้ใช้มาตรฐาน DIN 22101 (มาตรฐานสายพานลำเลียง) หรือวิธีการของ CEMA (สมาคมผู้ผลิตอุปกรณ์ลำเลียง) ผู้ผลิตเฟืองตัวหนอนที่มีชื่อเสียงจะตรวจสอบการคำนวณแรงตึงของสายพานของคุณเป็นส่วนหนึ่งของบริการเลือกขนาดคู่เฟือง หากคุณระบุความยาวสายพาน ความเร็ว มุมเอียง และความหนาแน่นของวัสดุ
ถาม: อายุการใช้งานโดยทั่วไปของชุดเฟืองตัวหนอนบนสายพานลำเลียงที่ทำงานสองกะต่อวันคือเท่าไร?
สำหรับชุดเฟืองที่ระบุคุณสมบัติอย่างถูกต้อง (ค่าแรงบิดที่ถูกต้องพร้อมปัจจัยการใช้งาน จำนวนครั้งการสตาร์ทที่เหมาะสมสำหรับความลาดชัน วัสดุที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม) อายุการใช้งานโดยทั่วไปคือ 4 ถึง 8 ปี ในการทำงานสองกะ (5,000 ถึง 6,000 ชั่วโมงต่อปี) ส่วนประกอบที่สึกหรอมากที่สุดคือล้อบรอนซ์ – โดยทั่วไปแล้วเฟืองตัวหนอนเหล็กจะมีอายุการใช้งานนานกว่าการเปลี่ยนล้อ 2 ถึง 3 ครั้ง ตรวจสอบระยะห่างของเฟืองทุกปี เมื่อระยะห่างของเฟืองถึงสองเท่าของค่าที่ระบุในใบส่งมอบ ให้วางแผนเปลี่ยนล้อในรอบการบำรุงรักษาครั้งถัดไป สำหรับการทำงานสามกะหรือการทำงานต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ อายุการใช้งานที่คาดหวังจะลดลงเหลือ 2.5 ถึง 5 ปี เนื่องจากภาระความร้อนและการสึกหรอสะสม การระบุพื้นผิวขัดเงา (Ra 0.4 µm) บนเฟืองตัวหนอนจะช่วยยืดอายุการใช้งานของล้อได้ประมาณ 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับพื้นผิวที่กัดด้วยเครื่องจักรเพียงอย่างเดียว (Ra 1.6 µm) ผ่านการสร้างฟิล์มหล่อลื่นที่ดีขึ้น
สายพานลำเลียงเป็นหัวใจสำคัญของการขนถ่ายวัสดุในอุตสาหกรรม และชุดเฟืองตัวหนอนเป็นส่วนประกอบขับเคลื่อนที่ทำให้สายพานลำเลียงส่วนใหญ่ทำงานได้ ตารางการตัดสินใจเกี่ยวกับมุมเอียงแบ่งข้อกำหนดออกเป็นสองแนวทางที่ชัดเจน: แนวราบและมุมเอียงเล็กน้อยใช้ชุดเฟืองตัวหนอนแบบหลายจุดเริ่มต้นเพื่อประสิทธิภาพ ในขณะที่มุมเอียงปานกลางและสูงชันใช้ชุดเฟืองตัวหนอนแบบจุดเริ่มต้นเดียวเพื่อป้องกันการย้อนกลับและล็อคตัวเอง สำหรับมุมเอียงระหว่าง 8 ถึง 12 องศา การตัดสินใจขึ้นอยู่กับน้ำหนักของวัสดุและผลกระทบของการย้อนกลับ แรงบิดเริ่มต้นบนสายพานที่บรรทุกน้ำหนักจะสูงถึง 1.5 ถึง 2.5 เท่าของแรงบิดขณะทำงานที่สภาวะคงที่ ซึ่งเป็นปัจจัยการกำหนดขนาดที่มักถูกมองข้ามมากที่สุดในการจัดซื้อชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียง การจับคู่วัสดุขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม: ฟอสฟอร์บรอนซ์มาตรฐานสำหรับใช้งานภายในอาคารที่สะอาด อะลูมิเนียมบรอนซ์หรือสแตนเลสสำหรับใช้งานในที่เปียกและล้างทำความสะอาดได้ เฟืองตัวหนอนเหล็กชุบแข็งพร้อมบรอนซ์หล่อแบบเหวี่ยงสำหรับงานเหมืองแร่ที่มีฝุ่นมาก ความแตกต่างของต้นทุนระหว่างการตัดสินใจที่ถูกต้องและผิดพลาดนั้นวัดได้จากความสิ้นเปลืองพลังงาน เหตุการณ์การย้อนกลับ หรือความเสียหายก่อนกำหนด ซึ่งทั้งหมดนี้จะเกินต้นทุนของชุดเฟืองเองภายในปีแรกของการใช้งาน
สำหรับผู้ผลิตสายพานลำเลียงชาวเกาหลีและญี่ปุ่นที่ต้องการใช้ชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายการผลิตใหม่หรือโครงการเปลี่ยนทดแทน ฝ่ายวิศวกรรมของเราจะใช้ตารางการตัดสินใจเกี่ยวกับมุมเอียงและการคำนวณแรงบิดเริ่มต้นโดยอิงจากพารามิเตอร์สายพานเฉพาะของคุณ แคตตาล็อกมาตรฐาน ชุดเฟืองตัวหนอนทองแดงฟอสฟอรัส ครอบตัดระยะห่างระหว่างศูนย์กลางตั้งแต่ 50 ถึง 250 มม. สำหรับการติดตั้งแบบ 1 รู จนถึง 4 รู มีบริการจับคู่วัสดุแบบกำหนดเอง (สแตนเลส อลูมิเนียมบรอนซ์ เหล็กชุบแข็ง) โดยใช้เวลานำส่ง 4 ถึง 6 สัปดาห์ — กรุณาส่งคำขอ ข้อกำหนดการขับเคลื่อนสายพานลำเลียง ส่งคำขอพร้อมระบุพารามิเตอร์ของสายพานของคุณมา และทีมงานของเราจะส่งคำแนะนำเกี่ยวกับคู่เฟืองตัวหนอนที่เหมาะสมที่สุดให้คุณภายในหนึ่งวันทำการของเกาหลี
กำลังเลือกขนาดเฟืองตัวหนอนสำหรับสายพานลำเลียงใหม่หรือที่มีอยู่แล้วใช่ไหม?
โปรดส่งข้อมูลความเร็วสายพาน ความตึงสายพาน (หรือกำลังมอเตอร์และอัตราส่วน) มุมเอียง และรายละเอียดสภาพแวดล้อม เราจะตรวจสอบตารางมุมเอียง คำนวณแรงบิดเริ่มต้น แนะนำจำนวนครั้งที่เหมาะสมในการสตาร์ท และเสนอราคาวัสดุทั้งแบบมาตรฐานและแบบกำหนดเอง โดยปกติภายในหนึ่งวันทำการของเกาหลี
แก้ไขโดย cxm
