Hur uppnår en kvart-sväng växellåda effektiv vridmomentförstärkning och självlåsande funktion?

Vridmomentförstärkning: Den mekaniska logiken för transmissionsförhållande design
Momentförstärkningsfunktionen för en kvart-vänd växellåda är baserad på transmissionsförhållandet design av masken och maskutrustningen. Dess kärnformel är:
Utgångsmoment = ingångsmoment × transmissionsförhållande
Överföringsförhållandet bestäms av antalet maskhuvuden (Z1) och antalet maskutrustningständer (Z2):
Överföringsförhållande i = z2 / z1
Till exempel, när antalet maskhuvuden är 1 (enstartmask) och antalet maskväxelständer är 50, är ​​transmissionsförhållandet 50: 1 och ingångsmomentet på 50N · m kan förstärkas till 2500N · m. Genom att justera antalet maskväxeltänder kan momentförstärkningsområdet 5: 1 till 100: 1 uppnås flexibelt.

Teknisk praxis för transmissionsförhållande design
Small transmissionsförhållande (5: 1-20: 1): Lämplig för lätta belastningsförhållanden som ventiler och grindar, som måste ta hänsyn till transmissionseffektivitet och svarshastighet.
Stor överföringsförhållande (20: 1-100: 1): Används i tunga scenarier som kranar och vinschar, och bärkapaciteten för maskväxlar måste förbättras.
Till exempel, i ventilkontrollen av kärnkraftverk, måste växellådan tåla effekten av högtemperatur och högtrycksmedier. Designen för stora transmissionsförhållanden kan säkerställa en exakt kontroll av ventilöppning och stängning.

Självlåsande funktion: Den mekaniska principen för helixvinkeloptimering

1. Den mekaniska karaktären av självlåsande egenskaper

Självlåsande funktion hos maskväxlar härstammar från förhållandet mellan spiralvinkeln (λ) och friktionsvinkeln (φ). När spiralvinkeln är mindre än friktionsvinkeln kan maskhjulet inte vända masken och bilda självlåsande. Dess matematiska uttryck är:

λ <φ
Friktionsvinkeln bestäms av materialfriktionskoefficienten (μ):

φ = arctan (μ)

Till exempel är friktionskoefficienten för bronsmaskväxlar och stålmaskar cirka 0,1, motsvarande en friktionsvinkel på 5,7 °, så spiralvinkeln måste vara mindre än detta värde för att uppnå självlåsande.

2. Teknisk tillämpning av självlåsande funktion
Anti-återvändande skydd: I scener som hissar och kranar kan den självlåsande funktionen förhindra att belastningen rör sig i motsatt riktning på grund av tyngdkraft eller yttre krafter och därmed undvika olyckor.
Förbättrad positioneringsnoggrannhet: I CNC-maskinverktyg och robotfogar kan den självlåsande funktionen eliminera överföringsavstånd och förbättra positioneringsnoggrannheten till ± 0,01 mm.
I fartygets styrsystem kan till exempel växellådans självlåsande funktion säkerställa att rodret förblir stabilt under hårda havsförhållanden och undviker gäsp.

Innovation inom material och processer: Stöd för högeffektiv överföring
1. Maskmaterial: släckningsprocess med höghållfast legeringsstål
Som kärnkomponenten i vridmomentöverföring måste masken tåla hög stress och slitage. Det typiska materialet är 40crnimoa, som kan nå en hårdhet på 58-62 timmar efter kylning av behandlingen och en draghållfasthet på mer än 1000MPa. Kylningsprocessen bildar en martensitisk struktur genom snabb kylning, vilket avsevärt förbättrar materialets hårdhet och slitmotstånd.

2. Worm Gear Material: Shock-Absorbering Egenskaper hos bronslegering
Maskväxelmaterialet måste ta hänsyn till både slitstyrka och stötdämpning. Tennbrons (ZCUSN10PB1) är det första valet på grund av dess höga draghållfasthet (≥300MPa) och låg friktionskoefficient (0,05-0,1). Dess stötdämpningsegenskaper härrör från kopparmatrisen för plastiska deformationsförmågan, vilket kan absorbera påverkan energi och minska vibrationsbruset.

3. Processinnovation: Synergistisk optimering av slipning och smörjning
Maskslipning: CBN -sliphjul används för superfina slipning, och tandytans grovhet RA≤ 0,4 um säkerställer meshing -noggrannhet.
Smörjningssystem: Genom kombinationen av smörjning av oljedimma och tvingad smörjning bildas en stabil oljefilm för att minska friktionskoefficienten till under 0,03.
I vindkraftväxellådor kan till exempel smörjdesignen för maskväxlar öka överföringseffektiviteten till mer än 97%.

Applikationsscenarier: Från industriella ventiler till avancerad utrustning
1. Industrial Valve Control
I industrier som petroleum, kemisk och elektrisk kraft måste ventiler som drivs av kvartalsvarvets växellådor tåla påverkan av högtemperatur och högtrycksmedium. Dess vridmomentförstärkningsfunktion säkerställer att ventilen öppnas och stängs snabbt, och dess självlåsande egenskaper förhindrar att mediet strömmar tillbaka. Till exempel, i kylvattensystemet för ett kärnkraftverk, måste växellådan fungera stabilt vid en hög temperatur på 300 ° C.

2. Tungt överföringssystem
I kranar, vinschar och andra scenarier måste växellådan tåla massor av tiotals ton. Dess stora transmissionsförhållanden kan förstärka motormomentet till tusentals Newton-mätare, och den självlåsande funktionen förhindrar att belastningen oavsiktligt faller. I hamnkranar måste till exempel livslängden överstiga 10 år.

3. Fältet av avancerad utrustning
Inom fält som flyg- och robotik som kräver extremt hög precision och tillförlitlighet blir de självlåsande egenskaperna och placeringsnoggrannheten för växellådan nyckeln. I satellit attitydkontrollsystem måste till exempel växellådan upprätthålla en positioneringsnoggrannhet på ± 0,001 ° i en vakuummiljö.