TOPlist
facebook google+ linkedin youtube
header-print
Sekce

Novinky

10 tipů pro bezpečné používání brzd a spojek

27.12. 2014by Admin E-konstruktér

Volba nejlepší brzdy nebo spojky pro danou úlohu vyžaduje technické know-how a schopnost chytrého výběru.

Pomocí těchto odborných tipů dokážete svou příští aplikaci správně rozběhnout – i zastavit.

  1. Vezměte do úvahy celkový moment setrvačnosti systému

  2. Zajistěte správný odvod přebytečného tepla.

    Kromě základního předpokladu, že vyšší počet cyklů vede ke zkrácení životnosti spojky nebo brzdy, je dalším faktorem, který je potřeba zohlednit, teplo. Pokaždé, když je spojka nebo brzda v záběru, vzniká mezi kontaktními plochami teplo. V závislosti na momentu setrvačnosti a rychlosti mohou teploty přesáhnout 400°.

  3. Pozor na účinky brinellování.

    Pokud je spojka s kuličkovým ložiskem po dlouhou dobu v záběru (bez relativního pohybu mezi vstupem a výstupem spojky) a v aplikaci se vyskytují vibrace, může v drážkách ložiska docházet k brinellování. Toto deformační poškození drážek způsobuje vibrace při otáčení ložiska, které mohou vést k nepříjemnému hluku a nakonec k selhání ložiska. Při prototypových zkouškách v laboratoři se brinellování často nezjistí a může se projevit až po značném počtu hodin praktického provozu. Míra poškození ložisek je funkcí úrovně vibrací a může se lišit stroj od stroje. I když tento problém mohou vyřešit alternativní konstrukce ložisek, jednoduchým trikem, jak předcházet brinellování, je zavést u spojky občasné cyklování, aby se kuličky mohly pohybovat a mazat drážky ložiska.

  4. Bezpečnost především.

    Volba špatného typu brzdy nebo spojky je problém především tam, kde jde o bezpečnost pracovníků a kde v provozu nebo jeho blízkosti pracují lidé. Při konzultacích s koncovými uživateli často pokládáme otázky ohledně bezpečnosti. Často neuvažují o bezpečnostních dopadech hydraulicky nebo pneumaticky aktivované brzdy při výpadku napájení. V takových případech je lepší použít brzdu aktivovanou pružinou s hydraulickým nebo pneumatickým uvolňováním. Díky tomu se při případném výpadku napájení brzda aktivuje. Dalším problémem je předimenzování konstrukce brzdy, především v rámci technologického zařízení. Specifice hydraulické brzdy tam, kde je ihned k dispozici pneumatika, která naprosto dokáže tuto práci zvládnout, vyžaduje instalaci posilovače pro přeměnu pneumatického výkonu na hydraulický, s dodatečnými náklady a sníženou účinností. Aby nedocházelo k předimenzování nebo poddimenzování návrhu aplikace brzdy, je důležité pečlivě vypočítat požadovanou velikost dynamické a statické síly.

  5. Zvažte použití brzdového modulu.

    U aplikací s vysokým počtem cyklů je důležité provést úplnou a přesnou analýzu aplikace (se zohledněním všech momentů setrvačnosti zátěží, rychlostí a potenciálních zdrojů tření), aby bylo možné maximalizovat frekvenci cyklů a udržet opakovatelnost. Pohony s proměnným kmitočtem, navzdory své rostoucí popularitě, mají svá omezení, pokud jde o řízení pohybu a zajištění řízeného zastavení a přidržení. I oproti servomotorům, vzhledem k mimořádně vysokému poměru krouticího momentu k internímu momentu setrvačnosti typické kombinované spojky a brzdy, může tato kombinace dosáhnout stejné nebo lepší přesnosti než servo – především pokud jde o poměr nákladů a hodnoty. Hrubou sílu nic nenahradí. Pokud máte nízkou frekvenci cyklů, řekněme 10 cyklů/min., může vaši cyklickou motorovou aplikaci vylepšit brzdový modul s vysokým výkonem, dynamickým cyklováním a permanentním magnetem. Takový modul přebírá polovinu tepla z motoru a pohonu, odvádí ho na brzdě a zajišťuje dynamické zastavování a přidržení bez napájení s dlouhou životností.

  6. Zvažte použití rotoru s tichým chodem.

    Použití pohonu s proměnným kmitočtem umožňuje řízenou akceleraci a deceleraci i provoz s proměnnými otáčkami. Při určitých otáčkách však v motoru může vznikat harmonické chvění, které u většiny brzd způsobuje drnčení mezi nábojem a rotorem. Obvykle přitom nedochází k poškození součástí, ale problémem nebo nepříjemností může být samotný hluk. Abyste odstranili drnčení při kritických frekvencích a zlepšili klouzavost mezi drážkovaným rotorem a nábojem, zvažte použití rotoru s tichým chodem s plastovou vložkou v drážkovaném otvoru rotoru.

  7. Měli byste vědět, kdy použít pružnou spojku.

    Méně zkušený konstruktér někdy předpokládá, že brzda (nebo spojka) může trvale fungovat při maximálním momentu a prokluzových otáčkách. Omezení odvodu tepla však snižují možnou současnou aplikaci momentu a prokluzových otáček na zlomek jednotlivých maximálních hodnot.

    Dalším problémem je nesprávná montáž. Kdykoli je hřídel plně nesený ložisky (u brzdy nebo spojky) připojen k jinému hřídeli, který je také plně nesený ložisky (u zátěže), je nutné použít pružnou spojku, aby nedocházelo k destruktivnímu zatížení ložisek kvůli neúmyslné nesouososti.

  8. Zvolte správnou konstrukci pro daný úkol.

    Špatný typ spojky nebo brzdy může mít kratší životnost nebo horší výkonové parametry, než očekáváte. Každý typ má přesné charakteristiky, které z něj dělají lepší volbu pro určitou aplikaci než z jiného typu. Například pro přesnou regulaci momentu a tahu se hodí elektromagnetická i hysterezní brzda, ale hysterezní funguje dobře při všech otáčkách. Elektromagnetická brzda nemusí při velmi malých prokluzových otáčkách plynule prokluzovat a při vysokých prokluzových otáčkách se může rychleji přehřívat nebo selhat. Na druhou stranu je elektromagnetická brzda lepší než hysterezní pro simulaci zatížení. Umožňuje kdykoli měnit moment i směr otáčení bez abnormálního výstupního momentu, který je při takových přechodech typický u hysterezní brzdy.

  9. Větší není vždycky lepší.

    Při výběru součástí pro přenos výkonu je často výhodné specifikovat velikost o jednu větší. U spojek a brzd to neplatí. Příliš vysoký moment může způsobovat bouchání, závažné rázové namáhání, poškození součástí a další poruchy. Vnitřní moment setrvačnosti jednotky navíc může zbytečně zatěžovat motor nebo vyžadovat zvětšení kompletního hnacího systému.

  10. Znejte a používejte správnou terminologii.

    Několik pravidel: Seznamte se s provozními podmínkami stroje a poskytněte výrobci spojky a brzdy výkresy aplikace s uvedením popisů součástí, aby bylo jasné, jak stroj pracuje. Nezapomeňte uvést funkci stroje i typ aplikace:

    Cyklický rozběh nebo zastavování: Přesné polohování, pomalé posouvání, krokování. Vezměte do úvahy čas odezvy, moment setrvačnosti, rychlost a tepelnou kapacitu.

    Rozběh nebo zastavování s vysokou setrvačností: Řízené zrychlování/zpomalování nebo nouzové zastavování velkých zátěží v určeném časovém období. Důležitými aspekty jsou tepelné charakteristiky a krouticí moment.

    Trvalý prokluz: Používá se k navinování a odvinování materiálů na roli nebo cívce. Nejdůležitějšími aspekty jsou odvod tepla a životnost obložení.

    Občasné rozběhy a zastavování: Aplikace s připojováním/odpojováním a přidržováním s frekvencí nižší než pět cyklů za minutu. Nejdůležitějšími aspekty jsou přenášený moment a výkon.

    Uveďte také podrobnosti a specifikace součástí stroje, které na spojku nebo brzdu navazují.

    Mezi součásti pohonů používané se spojkami a brzdami obvykle patří motory, ozubené převody do pomala, spojky, hřídele, ložiska, ozubená kola, kladky, řetězy a pásy.

    Terminologie obvykle související s výběrem spojky a brzdy:

    Krouticí moment: Vždy je třeba zohlednit přenášený výkon (ks) a otáčky (ot.min-1). Jejich vzájemný vztah se vyjadřuje jako: Moment (T) = 63 025 (ks)/ot.min-1

    Moment setrvačnosti: Obvykle označovaný WK2, měří rezistenci jednotky vůči změně rychlosti otáčení. Vyjadřuje se v jednotkách Nm a je důležitým činitelem u cyklických aplikací.

    Životnost obložení: Obložení je spotřebovatelnou součástí spojek a brzd a má užitečný objem materiálu, který se měří v kůňhodinách práce nebo kapacitou pracovní energie.

    Vydělením kapacity pracovní energie energií vyprodukovanou v jednotlivém cyklu získáte počet cyklů do nutné výměny obložení.

    Doba odezvy: Doba, po kterou je řídicí napájení zapnuto nebo vypnuto, než spojka nebo brzda dosáhne určitého procenta výstupního momentu.

    Spotřeba energie: Spojky a brzdy jsou obvykle aktivovány vinutou pružinou nebo tlakem vzduchu. Oba způsoby fungování vyžadují solenoidy; příkon těchto solenoidů se obvykle uvádí ve wattech.

    Mezní otáčky: Mezní otáčky produktu jsou určeny na základě mezí otáček uváděných výrobcem ložisek a bezpečných provozních otáček materiálu rotujícího dílu.

    Tepelná kapacita: Tepelná kapacita brzdy se uvádí v ks nebo ekvivalentní hodnotě Nm za minutu. Stálý odvod tepla je měřítkem průměrné rychlosti, kterou je na rozhraní generováno teplo, aniž by došlo k poškození těsnění, ložisek a součástí rozhraní. 

zdroj: machinedesign.com

PŘEVODY JEDNOTEK

ROZDÍLY MEZI KARTEZSKÝMI, ŠESTIOSÝMI A SCARA ROBOTY

JAKÉ JSOU VÝHODY VNOŘENÝCH PRUŽIN?

hodnocení

Diskuze

Newsletter

Chcete dostávat novinky emailem?