Hvordan opnår en kvart-sving gearkasse effektiv drejningsmomentforstærkning og selvlåsende funktion?

Momentforstærkning: Den mekaniske logik for transmissionsforholdsdesign
Drejningsmomentforstærkningsfunktionen af ​​en Quarter-Turn Gearbox er baseret på transmissionsforholdsdesignet af orm- og orm gearet. Dens kerneformel er:
Output drejningsmoment = indgangsmoment × transmissionsforhold
Transmissionsforholdet bestemmes af antallet af ormhoveder (Z1) og antallet af orm gear tænder (Z2):
Transmissionsforhold I = Z2 / Z1
For eksempel, når antallet af ormhoveder er 1 (enkeltstart orm), og antallet af orm gear tænder er 50, er transmissionsforholdet 50: 1, og indgangsmomentet på 50N · m kan forstærkes til 2500N · m. Ved at justere antallet af orm gear tænder kan drejningsmomentforstærkningsområdet fra 5: 1 til 100: 1 opnås fleksibelt.

Ingeniørpraksis med transmissionsforholdsdesign
Lille transmissionsforhold (5: 1-20: 1): Velegnet til lysbelastningsbetingelser såsom ventiler og porte, som skal tage hensyn til transmissionseffektivitet og responshastighed.
Stort transmissionsforhold (20: 1-100: 1): Brugt i tunge-belastningsscenarier såsom kraner og vinsjer, og bærekapaciteten af ​​orm gear skal forbedres.
For eksempel skal gearkassen i ventilstyring af atomkraftværker modstå virkningen af ​​høje temperatur og medier med højtryk. Det store transmissionsforholdsdesign kan sikre den nøjagtige kontrol af ventilåbning og lukning.

Selvlåsende funktion: Det mekaniske princip i Helix-vinkeloptimering

1. den mekaniske karakter af selvlåsende egenskaber

Den selvlåsende funktion af orm gear stammer fra forholdet mellem helixvinklen (λ) og friktionsvinklen (φ). Når helixvinklen er mindre end friktionsvinklen, kan ormhjulet ikke omvendt drive ormen og danne selvlåsning. Dets matematiske udtryk er:

λ <φ
Friktionsvinklen bestemmes af den materielle friktionskoefficient (μ):

φ = arctan (μ)

F.eks. Er friktionskoefficienten for bronzeorm gear og stålorme ca. 0,1, svarende til en friktionsvinkel på 5,7 °, så helixvinklen skal være mindre end denne værdi for at opnå selvlåsning.

2. Ingeniøranvendelse af selvlåsende funktion
Anti-reverse beskyttelse: I scener som elevatorer og kraner kan selvlåsende funktion forhindre belastningen i at bevæge sig i den modsatte retning på grund af tyngdekraften eller eksterne kræfter og således undgå ulykker.
Forbedret placeringsnøjagtighed: I CNC-værktøjsmaskiner og robotfuger kan selvlåsende funktion eliminere transmissionsklarering og forbedre placeringsnøjagtigheden til ± 0,01 mm.
I skibets styresystem kan for eksempel gearkassen selvlåsningsfunktion sikre, at rorbladet forbliver stabilt under barske havforhold og undgår gab.

Innovation i materialer og processer: Support til transmission af høj effektivitet
1. ormmateriale: slukningsproces med højstyrke-legeringsstål
Som kernekomponenten i drejningsmomenttransmission skal ormen modstå høj stress og slid. Det typiske materiale er 40CRNIMOA, som kan nå en hårdhed på 58-62HRC efter slukning af behandling og en trækstyrke på mere end 1000MPa. Slukningsprocessen danner en martensitisk struktur gennem hurtig afkøling, hvilket forbedrer materialets hårdhed og slidstyrke.

2. orm gearmateriale: stødabsorberende egenskaber ved bronze legering
Orm gearmaterialet skal tage højde for både slidstyrke og stødabsorption. Tinbronze (ZCUSN10PB1) er det første valg på grund af dets høje trækstyrke (≥300MPa) og lav friktionskoefficient (0,05-0,1). Dens stødabsorptionsegenskaber er afledt af kobbermatrixens plastiske deformationsevne, som kan absorbere påvirkningsenergi og reducere vibrationsstøj.

3. Procesinnovation: Synergistisk optimering af slibning og smøring
Ormslibning: CBN -slibningshjul bruges til superfine slibning, og tandoverfladen ruhed Ra≤0,4μm sikrer meshing -nøjagtighed.
Smøringssystem: Gennem kombinationen af ​​olie tåge smøring og tvungen smøring dannes en stabil oliefilm for at reducere friktionskoefficienten til under 0,03.
For eksempel i vindkraft gearkasser kan smøringsdesignet af orm gear øge transmissionseffektiviteten til mere end 97%.

Applikationsscenarier: Fra industrielle ventiler til avanceret udstyr
1. Industriel ventilkontrol
I industrier som olie, kemisk og elektrisk strøm, skal ventiler drevet af kvart-sving gearkasser modstå virkningen af ​​høje temperatur og medier med højt tryk. Dens drejningsmomentforstærkningsfunktion sikrer, at ventilen åbnes og lukkes hurtigt, og dens selvlåsende egenskaber forhindrer mediet i at flyde tilbage. For eksempel i et kølevandssystem i et atomkraftværk skal gearkassen betjene stabilt ved en høj temperatur på 300 ° C.

2.. Tungt transmissionssystem
I kraner, vinsjer og andre scenarier skal gearkassen modstå masser af titusinder af ton. Dets store transmissionsforholdsdesign kan forstærke motorens drejningsmoment til tusinder af Newton-meter, og den selvlåsende funktion forhindrer, at belastningen ved et uheld falder. For eksempel i havnekraner skal gearkassen for eksempel overstige 10 år.

3. high-end udstyrsfelt
I felter som rumfart og robotik, der kræver ekstremt høj præcision og pålidelighed, bliver gearkassens selvlåsende egenskaber og placeringsnøjagtighed nøglen. For eksempel skal gearkassen i satellitindholdskontrolsystemer opretholde en positioneringsnøjagtighed på ± 0,001 ° i et vakuummiljø.