技术资料 机械式保护机器 选定

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扭矩过载保护器 选定

扭矩过载保护器通常安装在最易发生过载的被动侧附近,可以有效避免设备因过载而受到损坏。

原则上不能使用于载人装置和升降装置。

如必须使用,为避免人员伤亡事故和物品掉落事故的发生,需在装置处加装安全保护措施。

1. 设定跳离扭矩

TP = TL × S.F = 60000 × P 2π・n × S.F   TP = 974 × P n = × S.F

  • TP = 分离扭矩 N・m{kgf・m}
  • TL = 负载扭矩 N・m{kgf・m}
  • P = 动力传递 kW
  • S.F = 服务系数
  • n = 转速 r/min
  • (1) 在决定跳离力矩时,需综合考虑机械设备的强度和负载能力等条件,找到临界值,将该临界值设定为跳离扭矩。
  • (2) 如果临界值不明显,可通过计算求跳离扭矩,将额定扭矩乘以表1的运行系数求出,额定扭矩可通过连接过载保护器安装轴的转速和额定输出进行计算。
表1
S.F 运行条件
1.25 正常的启动·停止,间歇运动时
1.5 苛刻的冲击负荷,正反转的时候

2. 转速相对较快时

转速相对较快时(约500r/min.以上)或者负载惯性较大时,扭矩过载保护器会因电机的起动力矩而启动。

为避免这种情况的发生,需求得惯性比。计算起动时作用在过载保护器的力矩再乘以运行系数,将该值设定为过载保护器的跳离扭矩。

K = IL + It Is   K = GD2L + GD2t GD2s   Tt = K・TS + TL 1 + K Tp = SF・Tt

  • K:惯性比
  • Is:驱动侧的惯性力矩(kg・m2)
  • {GD2s:驱动侧的GD2(kgf・m2)}
  • IL:负载侧的惯性力矩(kg・m2)
  • {GD2L:负载处的GD2(kgf・m2)}
  • It:扭矩过载保护器的惯性力矩(kg・m2)
  • {GD2t:扭矩过载保护器的GD2 (kgf・m2)}
  • Ts:电机的启动扭矩(N・m){kgf・m}
  • Tt:起动时作用在扭矩过载保护器上的扭矩(N・m){kgf・m}
  • TL:负载扭矩(N・m){kgf・m}
  • TP:分离扭矩(N・m){kgf・m}
  • S.F.:服务系数

注)在计算惯性力矩、GD2和其他相关扭矩时,都需使用经扭矩过载保护器安装轴换算后的数值进行计算。

3. 确定跳离扭矩时的注意事项

和负载扭矩相比,起动时的作用扭矩较大时,跳离扭矩也会随之增大,这样就会造成过载保护器发生故障。
(相较于负载扭矩跳离扭矩过大)

出现这种情况时,应尽量将过载保护器安装在负载侧附近。

4. 决定型号

求出跳离扭矩后,参照传动效率min.~max.的扭矩范围确定型号。

5. 确认轴孔径

确定型号后,需确认过载保护器的轴孔径(尺寸参照表)是否和安装轴相匹配。

如果轴径大于轴孔径,可选择大一个尺寸的弱弹簧规格的过载保护器。

6. 确认转速

过载保护器的转速需在最高转速之内。

设计时的需注意事项

  • * 根据扭矩来确定过载保护器的尺寸时,设定扭矩应在过载保护器扭矩功率上限的80%以内。扭矩过载保护器随着使用时间的增加,会出现磨损而导致扭矩衰减,所以需留一定的余量以便今后调整。
  • * 使用感应电机等驱动时,需在充分考虑电机的起动力矩的前提下,决定设定力矩。此外,大型机器设备会因为振动而产生一瞬间的过载,即使该过载发生在比计算扭矩还要小的数值,扭矩过载保护器也可能会捕捉到这一瞬间而启动保护。所以在设定扭矩时还需考虑设备的振动因素。
  • * 频率调制定位装置等需使用间歇性驱动的,当设定扭矩和常用峰值扭矩差别不大时,在运行过程中传动滚珠会随着负荷的变动在沟槽内不规则滚动,而这会造成机械的不正常振动和扭矩过载保护器内部的异常磨损。为避免该类异常的出现确保机器设备正常运转,设定力矩需在可能的范围内往高值靠近。
  • * 自动恢复精度在出厂时已经设定。
  • * 在V带轮或同步带轮驱动下安装扭矩过载保护器时,需考虑设定扭矩是否在皮带张力径向负载的容许值范围之内。超过容许值范围的,请和敝公司联系。
  • * 选型时,需充分考虑链轮的使用条件,是否在容许值范围内等各种因素。
  • * 复位时的复位转速,需尽可能保持低转速。复位转速和被动侧设备的惯性、主动侧的弹力以及扭矩过载保护器的设定力矩等因素有关,所以无法做出明确的规定,但是在一般情况下50r/min以下可以实现复位。如果在低转速下也无法复位的,需进行寸动手动复位。

禁止用手复位,触摸扭矩过载保护器及连接轴等是非常危险的行为。