Wat is een kegelwielreductor?
Een kegelwielreductor is een constructie van conische tandwielen om een roterende beweging haaks over te brengen. Hierbij snijden de 2 hartlijnen van de tandwielen elkaar. Dit type reductor is daardoor vaak symmetrisch opgebouwd. De tandwielen kunnen met rechte, schuine of spiraal gevormde vertanding uitgevoerd worden.
Tegenwoordig wordt vaak gebruik gemaakt van een vertanding waarbij zowel de dikte als de hoogte van boogvormige tanden zich verjongt in de richting van de top van de kegel. Dit kan een grote bijdrage leveren aan het rendement. Het rendement van de huidige kegelwielreductoren kan oplopen tot zo’n 98 %. Dit kan een belangrijke factor kan zijn in de keuze van het type overbrenging.
Daarnaast zijn er ook kegelwielreductoren met hypoïde tandwielen. Hypoïde tandwielen zijn speciale conische tandwielen waarbij de hartlijnen van de tandwielen elkaar niets snijden maar kruisen. De assen zijn verschoven, waardoor een conisch koppel ontstaat. Het voordeel hiervan is dat met één set tandwielen een overbrenging van 15:1 kan worden gerealiseerd. Ten gevolge van de hogere krachten is wel een speciale lagering noodzakelijk. Door dit principe is de vertanding altijd spiraalvormig.
Hier zie je het verschil tussen een standaard spiraal vertande kegelwielset (onder) en een hypoïde tandwielset (boven).
FABRIKANTEN EN MERKNAMEN
Kenmerken van een kegelwielreductor
Meerdere uitgaande assen mogelijk
Hoge efficiëntie, rendement mogelijk tot 98%
Sommige uitvoeringen kunnen via de uitgaande as aangedreven worden. Hierdoor is de overbrenging eveneens als versnelling toepasbaar.
Reductie mogelijk tot ca 1:15
Koppels tot ca 13000 Nm
Verkrijgbaar in veel verschillende uitvoeringen en materialen. Een aantal merken produceert kasten met gelijke inbouwmaten en zijn dus uitwisselbaar.
Compacte bouwvorm
Toepassingen van een kegelwielreductor
Aandrijving van wielen bij auto’s en landbouw voertuigen
Verpakkingsmachines
Transportbanden
Scheepsbouw
Wat moet je weten om de juiste tandwielkast te bestellen.
Precisie van een tandwielkast
Hoeveel speling (backlash of verdraaispeling) mag de aandrijving hebben? Een lopende band mag meer speling hebben dan bijvoorbeeld een pick-and-place robot. Deze speling wordt in boogminuten aangeduid. Een boogminuut is een eenheid om de grootte van een hoek aan te duiden. Een boogminuut bedraagt zestig boogseconden en is een 60e van een booggraad. Een speling van 1 boogminuut staat gelijk aan een afwijking van ca 29 mm op een straal van 100 meter. Hoe minder speling er in de tandwielkast zit hoe preciezer de werking ervan. Een kleine speling is noodzakelijk voor het smeren van de interne vertanding. Uiteraard heeft de nauwkeurigheid van een reductor ook invloed op de prijs.
Draairichting en vorm van de as
Klinkt logisch. Maar vooral niet onbelangrijk. In veel gevallen moet er bij bestelling een draairichting worden aangegeven. Ook is de uitgaande as vaak in verschillende diameters te verkrijgen. Is de as vol of hol uitgevoerd? Wordt de reductor op een bestaande motor gebouwd, controleer dan ook de ingaande asdiameter.
Radiale en axiale krachten
Komen er grote radiale en/of axiale krachten op de tandwielkast? Dit heeft invloed op de levensduur van de reductor. In sommige gevallen kan er gekozen worden om zwaardere lagers te monteren. Er zijn merken die reductoren leveren met een verlengde lagerpot aan de uitgaande aszijde.
- Fx = Radiale belasting
- X = Positie van de kracht
- Fa = Axiale belasting
Ruimtelijke positie van de reductor
De meeste reductoren zijn voorzien van olie. De inbouw positie van de reductor is voor een groot deel bepalend voor de benodigde hoeveelheid olie. Dit om drooglopen van aandrijfcomponenten te voorkomen. Hier vind je een overzicht van de verschillende posities. Zo worden ze vaak weergegeven in de documentatie van de fabrikant. De cijfers maken dan onderdeel uit van de bestelsleutel. In het geval dat er een motorreductor wordt besteld kan ook vaak de positie van de klemmenkast bepaald worden.
Service factor
De service factor (ook wel bedrijfs factor genoemd) (fs) is de factor die mede bepalend is in de keuze voor de juiste aandrijving. Het staat voor de lastwisselingen en overbelastingen waaraan een reductiekast in het dagelijks gebruik kan worden blootgesteld. Selecteer in onderstaande tabel het juiste aantal bedrijfsuren per dag. Aan de hand van één van de drie belastingskrommen en het aantal starts per uur kan de servicefactor afgelezen worden. De aanduidingen K1 – K3 geven de waarden aan van de bedrijfsklassen; gelijkmatige belasting, licht stotende belasting, en zwaar stotende belasting.
Koppel
Het Koppel is een maat voor het rotatie-effect van een kracht. Eenheid voor koppel is de newtonmeter (Nm). Het koppel bepaald deels de grootte en type van de reductor.
Bij gelijk blijvend vermogen stijgt het koppel als het toerental daalt. Elke toepassing vraagt om een specifiek (nominaal en maximaal) koppel en een bepaalde snelheid. Met dit koppel kun je ongeveer de bouwgrootte van de tandwielkast bepalen.
Nominaal koppel Tn [Nm] Het koppel dat overgebracht kan worden bij constante belasting op de uitgaande as en servicefactor fs = 1.
Het nominale koppel wordt berekend aan de hand van de volgende formule. Tn [Nm] = 9550 * P [KW] / n [1/min]
- Tn [Nm] Nominaal koppel
- P [KW] Vermogen
- n [1/min] Toerental per minuut
Houdt voor een volledige berekening van een aandrijving rekening met de Service factor (fs), Rendement (η) en Massatraagheid (I)
Bedrijfsomstandigheden
Het is belangrijk om te weten wat de bedrijfsomstandigheden zijn van een tandwielkast. Deze kan namelijk een grote invloed hebben op de prestaties en levensduur. Denk bijvoorbeeld aan:
Chemische bestendigheid of stof (Denk aan speciale afdichtingen)
Explosie gevaar (ATEX)
Extreme temperaturen (schommelingen)
Service factor Inschakelduur aantal starts/stops per uur, Trillingen en/of stotende belastingen
Bevestiging van de tandwielkast
Vaak bieden fabrikanten verschillende montagemogelijkheden. Bijvoorbeeld: Een wormwielreductor kan besteld worden met voeten of met een reactiearm. Ook kan er een gekozen worden voor een uitgaande flens. Hierbij wordt de reductor rechtstreeks op de machine gemonteerd. Wordt de reductor op een bestaande motor gebouwd, controleer dan ook de ingaande flensdiameter.
Meer reductoren en tandwielkasten
AANDRIJFTECHNIEK MECHANISCH