Jože FLAŠKER in Zoran REN POLŽNA GONILA. Monografija

Jože FLAŠKER in Zoran REN POLŽNA GONILA Monografija Maribor 005

Jože Flašker in Zoran Ren: Polžna gonila 005 Fakulteta za strojništvo. Naslov publikacije: Polžna gonila Vrsta publikacije: Avtorja: Monografija Red. prof. dr. Jože Flašker, univ. dipl. inž. str. Red. prof. dr. Zoran Ren, univ. dipl. inž. str. Založba: Založništvo Fakultete za strojništvo, Maribor Tisk: Tiskarna tehniških fakultet Naklada: 0 izvodov Leto izdaje: 005 Naslov avtorjev: Red. prof. dr. Jože Flašker, univ. dipl. inž. str. Red. prof. dr. Zoran Ren, univ. dipl. inž. str. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Setanova ul. 17, 000 Maribor E-ail: joze.flasker@uni-b.si; ren@uni-b.si Avtorske pravice so pridržane. Gradiva v te učbeniku ni dovoljeno kopirati, reproducirati, objavljati ali prevajati v druge jezike brez pisnega dovoljenja avtorjev.

PREDGOVOR Monografija Polžna gonila obravnava teorijo in prakso gonil, ki spadajo v skupino ozobljenih prenosnikov za prenos gibanja ed iobežnii osi gredi. Miobežnost gredi oogoča, da lahko prenašao oč od ene pogonske gredi na več gnanih gredi. Najpogosteje je pogonski del gonila polž (če se vrši zanjšanje redukcija števila obratov), vendar je lahko pogonski del prenosnika tudi polžnik (v prieru povečanja ultiplikacije števila obratov, z nizki izkoristko gonila). Ser vrtenja polžnika je odvisna od seri vrtenja polža in seri vijačnice polža. S polžnii gonili lahko dosežeo velika prestavna razerja, pri redukciji od i = 1 100, pri ultiplikaciji pa od i = 1 0,6. S povezovanje dveh ali več polžastih gonil lahko dosežeo zelo velika prestavna razerja. Polžna gonila obratujejo tiho obratovanje pri visoke in nizke številu obratov, praktično v celotni življenjski dobi obratovanja; odlikuje jih visoka obreenilnost, ki jo oogoča ubiranje večjega števila zob ( do 4); praviloa iajo dolgo življenjsko dobo, relativno dober izkoristek pri večstopenjskih polžih, ožnost saozapornosti itd. Polžna gonila se najpogosteje uporabljajo za prenose oči do 150 kw, uporabljao pa jih pri izdelavi transporterjev, dvigal, otornih dvigal, tekstilnih strojev, ladijskih kril, pri bobenskih pogonih, žarih, centrifugah, črpalkah itd. Razen tega se uporabljajo tudi pri gradnji orodnih strojev, tirnih in cestnih vozil. V novejše času uporabljao polžna gonila tudi za anjša prestavna razerja (i = 1 do 5), s katerii dosegao prenos velikih oči z dobri izkoristko. Takšni prenosniki se vgrajujejo pred ali za valjasta gonila zaradi doseganja velikih prestavnih razerij z dobri izkoristko. Navedena dejstva nazorno ilustrirajo poebnost polžnih gonil za inženirsko prakso prenosa oči. Vendar je za doseganje optialnih obratovalnih paraetrov potrebno posvetiti ustrezno pozornost oblikovanju in predvse izdelavi ozobja polžnih gonil, saj nedoslednosti hitro vodijo do poslabšanja ubirnih razer ozobja in s te zanjšanja učinkovitosti gonil. Vsled tega je nujno potrebna ustrezna referenčna strokovna literatura s področja polžnih gonil za naene pravilnega oblikovanja, izdelave in vzdrževanja teh gonil. Predlagana onografija zadovoljuje vse navedene potrebe in izhaja iz večletnega uspešnega dela avtorjev na te področju. Monografija je razdeljena na 11 poglavij, ki predstavljajo posaezne zaključene celote. Poglavja so v splošne oblikovana tako, da podajajo ustrezna teoretična in praktična izhodišča, podajajo navodila za zasnovo, oblikovanje, analizo, kontrolo, izdelavo in vzdrževanje polžnih gonil ter navajajo ustrezne doače in ednarodne standarde ter ustrezne geoetrijske, aterialne in proizvodne podatke. Zaradi tega je onografija prierna kot priročnik za sodobno inženirsko prakso, kar je tudi njen bistveni naen. Avtorja

VSEBINA 1. OSNOVE 1 1.1 UVOD 1 1. SLOŠNO O POLŽNIH GONILIH 1 1.3 OBLIKE POLŽEV IN POLŽNIKOV 3. PROFILI ZOBNIH BOKOV POLŽEV 6.1 UVOD 6. NASTANEK POLŽA 6.3 PROFILI ZOBNIH BOKOV VALJASTIH POLŽEV 7.4 DVOJNATA POLŽNA GONILA 11.5 POSEBNE OBLIKE POLŽEV 1.6 POMEMBNA DEJSTVA 15 3. ZASNOVA POLŽNIH GONIL 16 3.1 UVOD 16 3. TEHNIČNE KARAKTERISTIKE POLŽNIH GONIL 17 3.3 GEOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE 3 3.4 OBLIKA GONILA 5 3.3 POLOŽAJ VGRADNJE 7 4. GEOMETRIJA VALJASTIH POLŽNIH DVOJIC 9 4.1 UVOD 9 4. DEFINICIJE POJMOV IN DOLOČILNE VELIČINE POLŽA 30 4.3 DEFINICIJE POJMOV IN DOLOČILNE VELIČINE POLŽNIKA 36 4.4 UBIRANJE POLŽNE DVOJICE 4 4.5 MEJNO ŠTEVILO ZOB 46 4.6 POTREBNI PODATKI ZA IZDELAVO POLŽA IN POLŽNIKA 46 5. VRTILNI MOMENTI, SILE, HITROSTI IN IZKORISTEK POLŽNEGA GONILA 49 5.1 UVOD 49 5. SILE 49 5.3 HITROSTI 54 5.4 SAMOZAPORNOST, SAMOZAVORNOST IN IZKORISTEK 55

6. KONTROLA NOSILNOSTI POLŽEVE DVOJICE 6 6.1 UVOD 6 6. VARNOST PROTI SEGREVANJU 63 6.3 VARNOST PROTI JAMIČENJU 67 6.4 VARNOST PROTI OBRABI 68 6.5 VARNOST PROTI ZLOMU ZOBA 7 6.6 VARNOST PROTI UPOGIBU GREDI 7 6.7 VPLIV DODATNIH OBRATOVALNIH POGOJEV 73 6.8 PRIMERJAVA STANDARDOV DIN IN AGMA 75 7. IZDELAVA POLŽEV IN POLŽNIKOV 79 7.1 UVOD 79 7. IZDELAVA POLŽEV 79 7.3 IZDELAVA POLŽNIKOV 84 8. MERILNE VELIČINE IN NJIHOVA KONTROLA 87 8.1 UVOD 87 8. KONTROLA POLŽA 87 8.3 KONTROLA POLŽNIKA 89 8.4 TOLERANCE 91 9. KONSTRUKCIJSKE IZVEDBE POLŽNIH GONIL 98 9.1 UVOD 98 9. IZHODIŠČA ZA OBLIKOVANJE POLŽNIH GONIL 99 9.3 MONTAŽA POLŽNIH GONIL 117 10. MAZANJE POLŽNIH GONIL 14 10.1 UVOD 14 10. REŽIMI MAZANJA 14 10.3 VRSTA MAZALNEGA SREDSTVA 17 10.4 FIZIKALNE LASTNOSTI MAZALNIH SREDSTEV 19 10.5 IZBIRA MAZALNEGA SREDSTVA 133 10.6 NAČINI MAZANJA POLŽNIH DVOJIC 135 11. HRUPNOST POLŽNIH GONIL 144 11.1 UVOD 144 11. SPLOŠNO 145 11.3 MERJENJE HRUPA 147 11.4 ZMANJŠANJE GLASNOSTI GONIL 149 11.5 ZAKLJUČEK 151

Osnove 1 OSNOVE Poglavje podaja nekaj osnovnih pojov ter splošen pregled o polžnih dvojicah in njihovih lastnostih. Govori tudi o nastanku vijačnice, njeni seri in večvojnih polžih. Opisane so različne oblike polžev in polžnikov. 1.1 UVOD Polžna gonila se v tehniški praksi zelo pogosto uporabljajo. Oogočajo nareč velika prestavna razerja v eni stopnji, tih tek in, če je potrebno, tudi saozapornost gonila, kar je v praksi pogosto želena vrednota. Prav tako so enostavna za vzdrževanje, oogočajo različne položaje vgradnje in načine pritrditve (prirobnična, z nogai, z ročico). Pri odločitvi izbire polžnega gonila pa orao upoštevati da polžno gonilo nia konstantnega izkoristka, kot npr. valjasti ali stožčasti pari, apak je izkoristek v zelo široke področju (od zelo ajhnega do izjeno velikega), kar kaže, da pri odločitvah oblikovanja polžnega gonila to orao upoštevati in je zelo priporočeno ieti vsaj nekaj praktičnih izkušenj, sicer boo pri prvih izvedbah precej razočarani. 1. SPLOŠNO O POLŽNIH GONILIH osni razik a polž polžnik Slika 1.1 Polž in polžnik Polžna gonila sestavljata polž in polžnik na sliki 1.1. Spadajo v skupino ozobljenih prenosnikov za prenos gibanja ed iobežnia osea gredi. Kot, ki ga oklepata osi obeh gredi, je najpogosteje 90, vendar je lahko tudi različen od 90. Miobežnost gredi oogoča, da lahko prenašao oč od ene pogonske gredi na dve gnani gredi. Najpogosteje je pogonski del gonila polž (vrtilne hitrosti se zanjšajo), če pa hočeo vrtilne hitrosti povečati, je lahko pogonski del prenosnika tudi polžnik (izkoristek je v te prieru nizek). Ser vrtenja polžnika je odvisna od seri vrtenja polža in seri vijačnice polža. 1

Osnove S polžnii gonili lahko dosežeo velika prestavna razerja i = 5 do i =150 (00) pri zanjšanju vrtilne hitrosti (redukcija (R) - pogon s polža na polžnik), pri povečanju vrtilne hitrosti (ultiplikacija (M) - pogon s polžnika na polž) pa od i = 0, do i = 0,05. 1..1 Prednosti polžnih gonil 1. Zelo velika prestavna razerja (i 150(00)), ki jih lahko dosežeo z eni paro prenosnih eleentov (polž, polžnik). Do danes so bili izdelani polžni prenosniki oči 1000 kw, z vrtilno hitrostjo polža do 500 1/s. S povezovanje dveh polžnih gonil lahko dosežeo zelo velika prestavna razerja paziti je potrebno na izkoristek.. Tiho obratovanje gonila pri visoki in nizki vrtilni hitrosti, skoraj v celotni življenjski dobi. Pri polžnih gonilih ne prihaja do kotaljenja zoba po zobu, teveč le do drsenja. To drsenje oogoča tiho delovanje in dušenje, zaradi tega so predpisane posebne zahteve glede gladkosti naležnih površin, parjenja gradiv (aterialov) polža in polžnika, da bi zagotavljali dobre drsne lastnosti ob prierne azanju, da bi tako bile izgube zaradi trenja in obrabe či anjše. 3. Visoke obreenitve, ki jo oogoča ubiranje večjega števila zob ( do 4). Pri polžu z ali število zob (število vijačnic) ni večje zakrivljenosti bočnih ploskev, kot je to v prieru ostalih zobniških gonil. Na ta način ia polžni prenosnik boljše pogoje za ustvarjanje oljnega fila. Ugodna je tudi relativna ser gibanja površin bočnih ploskev v ubiranju. Pri ugodni obliki zakrivljenosti bočnih ploskev in relativne gibanju lahko polžno gonilo prenaša velike oči. 4. Dolga življenjska doba ob pravilne izboru gradiv polža in polžnika, dobre vležajenju, prierni hrapavosti površin, točni izdelavi, pravilni ontaži ter dobre azanju. 5. Relativno dober izkoristek prenosnika pri večstopenjskih polžih. Ob določenih pogojih je ogoče doseči izkoristek do 96%. Pri ale kotu vzpona, velikih prestavnih razerjih, alih drsnih hitrostih in alih dienzijah, je izkoristek slabši (tudi anj od 50%). 6. Možnost, da je gonilo saozaporno ali saozavorno (tudi v teh prierih so izkoristki običajno nižji od 50%). 7. V prierjavi z gonili z valjastii ali stožčastii zobniki, so za prenos enake oči ponavadi lažji in lažje izvedljivi, pri večjih prestavnih razerjih pa so tudi cenejši. V prierjavi s hipoidnii polžnii prenosniki iajo večjo dolžino naleganja bočnih ploskev in večjo irnost teka, v prierjavi z vijačnii gonili prenašajo večjo obreenitev in iajo boljši izkoristek. 8. Možnost, da se polži določenih velikosti uporabljajo za večje število polžnikov (drugačna prestavna razerja). 1.. Slabosti polžnih gonil 1. Izkoristek polžnih gonil, posebno tistih z valjasti polže, je anjši od izkoristka gonil z valjastii in stožčastii zobi ter njegov velik raztros.. Pri gonilih z ajhni izkoristko se zaradi drsenja zob razvija toplota, ki jo je potrebno odvesti s poočjo prisilnega hlajenja. Polžna gonila se najpogosteje uporabljajo za oči do 150 kw. Uporabljao jih pri izdelavi transporterjev, dvigal, otornih dvigal, tekstilnih strojev, ladijskih kril, pri bobenskih pogonih, centrifugah in črpalkah. Poleg tega se uporabljajo tudi pri gradnji orodnih strojev, tirnih in cestnih vozil, itn. Polžni prenosniki se vgrajujejo pred ali za valjasta gonila zaradi doseganja velikih prestavnih razerij z dobri izkoristko. Visoko obreenjena gonila s toplotno obdelanii in brušenii zobi polža hladio (rebra na ohišju, rotor pihala naeščen na polžu, hlajenje z vodo). V novejše času uporabljao polžna gonila tudi za anjša prestavna razerja (i = 1 do 5), s katerii dosegao prenos

Osnove velikih oči z dobri izkoristko. Z ustrezno obliko bočnih ploskev polža, ob približno enaki ceni na enoto oči, dosegao anjše prostornine in večje izkoristke. 1.3 OBLIKE POLŽEV IN POLŽNIKOV Polž in polžnik lahko iata valjasto, globoidno obliko pa tudi stožčasto obliko. Glede na to ločio naslednje vrste polžnih gonil: 1. Gonila z valjasti polže in globoidni polžniko najpogostejša oblika gonil (slika 1.a). Gonila z globoidni polže in globoidni polžniko kadar želio zelo veliko obreenilnost gonila (slika 1.b) a b c č d e Slika 1. Možne oblike polža in polžnika a) valjasti polž in globoidni polžnik, b) globoidni polž in polžnik, c) globoidni polž in valjasti polžnik, č) valjasti polž in delno globoidni polžnik, d) valjasta polž in polžnik in e) spiroidni polž 3. Gonila z globoidni polže in valjasti polžniko za gonila z večjo stopnjo ubiranja, enostavno izdelavo in ontažo polžnika ter povečano obreenilnostjo redka oblika (slika 1.c) 4. Gonila z delno globoidni polžniko ožnost ontaže polžnika v seri osi (slika 1.č) 5. Gonila z valjasti polže in valjasti polžniko pri alih kotih vzpona lahko polžnik izdelao z isti orodje kot zobnik s poševni ozobje, preer orodja pa ni odvisen od preera polža, kot pri globoidnih polžnikih; ogoča je ontaža polžnika v osni seri; obreenilnost takega gonila je anjša (slika 1.d) 6. Gonila s spiroidni polže povečao obreenilnost gonila in stopnjo ubiranja (slika 1.e) gonilo je na sliki 3.13 3

Osnove φd 1 Pz1 γ π d 1 Slika 1.3 Nastanek vijačnice Na sliki 1.3 je prikazan nastanek vijačnice na srednje valju polža. Trikotnik z vodoravno kateto, katere dolžina je enaka obsegu valja in oklepa s hipotenuzo kot γ navijeo na valj s preero d 1 in navpično osjo. Tako zvita hipotenuza oblikuje vijačnico. Če hočeo dobiti vijačnice polža še na drugih preerih orao trikotniku spreeniti dolžino vodoravne katete (obseg) in obdržati vzpon. Pri te se preeni tudi kot vzpona. Zato so na različnih preerih polža različni koti vzpona. Pri izračunih običajno uporabljao srednji kot vzpona γ, razen kadar računao določene veličine na drugih preerih. Slika 1.4 Odvisnost vrtenja polžnika od seri vijačnice polža a) desna, b) leva Vijačnice polža (zobje polža) so lahko desne ali leve; tako govorio o polžu z desno oziroa levo vijačnico (slika 1.5). Desni vijačnici polža dajeo prednost. Levo vijačnico izbirao sao v določenih prierih glede na posebne zahteve po določenih sereh vrtenja. Na slliki 1.4 je prikazana odvisnost vrtenja polžnika od seri vijačnice polža. Z opazovanje določio ser vijačnice tako, da postavio os polža tako, da stoji navpično (slika 1.5) in opazujeo v katero ser se vzpenja vijačnica. Če se dviga v desno je desna vijačnica, če v levo pa leva vijačnica. 4

Osnove Slika 1.5 Polž z desno (a) in levo (b) vijačnico Polž ia najpogosteje anjši preer kot polžnik, kot vzpona vijačnice polža pa je anjši od 45. Polž ia eno ali več vijačnic (zob), ki so naviti na valjasto (slika 1.3) ali globoidno oblikovano telo (razdelni ali srednji valj), podobno kot navoj vijaka. Glede na število vijačnic so polži lahko eno-, dvo-, tri- ali večstopenjski (slika 1.6). p z1 =p x p z1 =3p x p z1 =p x p x p x Slika 1.6 Eno (a), dvo (b) in tristopenjski polži (c) vsi so desni 5

Profili zobnih bokov polžev PROFILI ZOBNIH BOKOV POLŽEV V poglavju najdeo osnove nastanka vijačnice in polža. V nadaljevanju nas seznanja z različnii oblikai profilov polžev in načini izdelave..1 UVOD Pri odločanju o obliki polža nas bo vodila predvse ožnost izdelave, ne glede na to ali ga boo izdelovali sai ali v kooperaciji. Razišljati orao o izdelavi polža, orodju za izdelavo polžnika in sai izdelavi polžnika ter o kontroli erilnih veličin. V prieru osvajanja novega izdelka se ora našteto ujeati ujeati te tri stvari še z dolgoročno strategijo podjetja, saj je lahko povezano z velikii investicijai še posebej pri večji zahtevnosti in konkurenci. Nosilnosti gonil z različnii polži pa se lahko zelo razlikujejo.. NASTANEK POLŽA Slika.1 Nastajanje vijačnice kot rezultante krožnega in preočrtnega gibanja Slika.1 prikazuje nastajanje vijačnice kot rezultante krožnega gibanja okoli osi vrtenja in preočrtnega gibanja v seri osi vrtenja. Ravnino A' (slika.1) odkotalio brez drsenja po valju polera r b (osnovni valj). Preica p', ki leži v ravnini A' opiše pri te vijačnico. Položaj preice p' je določen glede na os valja, poler r b (najkrajša razdalja ed osjo 0 in preico) ter koto γ b. Presek ravnine pravokotne na os 0 in vijačnice je evolventa. Če naredi preica en zasuk okoli osi, se vse točke na preici zaaknejo za 360, poleg tega pa se poaknejo za velikost vzpona P do položaja vzporednega s predhodni položaje preice. Vse točke na preici p' iajo enak poik p z1 (vzpon vijačnice), vendar je kot nagiba γ preice p različen in odvisen od oddaljenosti r posaeznih točk na preici p' od osi 0: 6

Profili zobnih bokov polžev tanγ = 1 z p π r (.1) Površina, ki jo z vijačni gibanje okoli osi 0 opisuje preica p', je prostorska poševnokotna odprta vijačna površina. Če leži na oddaljenosti (r b r) od ravnine A, z njo čvrsto spojena druga ravnina A', bo preica p v ravnini A pri valjanju ravnine A' po valju polera r b prav tako opisovala vijačnico. Preica p je vzporedna s preico p', proti osi pa je nagnjena za kot γ. Pri valjanju ravnine A' po osnovne valju r b ovija ravnina A' valj polera r b. Presek ravnine pravokotne na os 0 z vijačnico preice p daje podaljšano evolvento. Površina vijačnice je oejena s teenski in korenski valje. Če je r b = r (γ = γ b ) se preica p dotika osnovnega valja, vijačnica pa nastaja z nizo tangent na osnovno vijačnico. Tako dobljena vijačna površina je evolventa, ki jo je ogoče razviti v ravnino. Evolventna vijačna površina je identična z vijačno evolventno površino bočnih ploskev valjastih zobnikov s poševnii zobi. Tako dobljeni polži so evolventni, kajti presek ravnine pravokotne na vzdolžno os z vijačno površino je evolventa. Dejstvo, da se dobljena površina lahko razvije v ravnino, oogoča, da lahko vršio tudi stik z rotacijsko stožčasto površino ali z ravnino, kar poeni, da takšne boke lahko brusio s stožčasti bruso. Z valjanje ravnine A' po osnovne valju r b pri r b = r, opisuje preica p prostorsko poševnokotno zaprto površino, ki je ni ogoče razviti v ravnino, kar poeni da je ne oreo brusiti s stožčasti in ravni bruso..3 PROFILI ZOBNIH BOKOV VALJASTIH POLŽEV Glede na način izdelave iajo profili zob polžev različne oblike. Če ia orodje za izdelavo polža ravno rezalo glej sliko. (ki je hkrati tvorilka zobnega boka), iajo profili zobnih bokov polža naslednjo obliko:.3.1 Obliko boka A (ZA, Arhiedov spiralni polž, slika.a) Izdelujeo ga s poočjo trapeznega stružnega noža, čigar srednjica seka os vrtenja. V čelne preseku pravokotne na os vrtenja iajo bočne ploskve obliko Arhiedove spirale. V ravnini, ki sovpada z osjo vrtenja, so bočne ploskve ravne, v ravnini pravokotni na kot vzpona vijačnice pa so bočne ploskve izbočene. Po obliki ustreza oblika A trapezneu navoju. Izdelava polžev z večji koto vzpona je otežena zaradi neugodnih pogojev rezanja. ZA polž lahko izdelao tudi s t.i. kotalni ajenje, kjer ia orodje obliko zobnika (slika.a in.4). Na ta način izdelujeo polže v serijski in asovni proizvodnji. Orodje v obliki zobnika je podobno orodju za izdelavo valjastega zobnika s poševnii zobi. Za obdelavo služijo rezkalni stroji za tangencialno rezkanje. Pri brušenju ZA polža os vrtenja brusne plošče nagnjena proti osi polža za kot vzpona vijačnice (γ ), sietrala profila brusne plošče pa se sklada s sečišče osi brusne plošče in polža (slika.3). Pri takšni nastavitvi brusa, ora biti pri brušenju ZA polža profil brusne plošče zakrivljen. Če je kot vzpona ajhen, se ZA polž lahko brusi tudi z brusno ploščo z ravnii boki. Či anjši je preer brusa, te anjše je odstopanje profila bočne ploskve. 7

Profili zobnih bokov polžev.3. Obliko boka N (ZN polž, ienujeo ga tudi spiralni polž - približen, sl..b) Dobio ga, če je stružni nož trapezne oblike glede na ravnino, ki prehaja skozi os vrtenja, postavljen poševno za kot vzpona vijačnice polža. ZN polž lahko dokaj uspešno izdelao s poočjo čelnega (prstnega) rezkarja in alega ploščatega rezkarja (večji je rezkar, bliže so profilu ZK) (slika.c). V preseku pravokotne na os vrtenja ia ZN polž obliko podobno Arhiedovi spirali, v preseku N-N (slika.6) pa trapezno obliko. V preseku A-A (slika.6) so bočne ploskve rahlo izbočene. Standardno obliko profila (trapezno obliko) pri ZN polžih lahko ia ali zob ali edzobje. a) b) α 0 α 0 SN MZ SN ČF PF BP BP α 0 α 0 c) č) d) ω w 1 3 1 BP BP ω 1 γ γ ZC ubirnica 0 kineatična linija 1,,3 dotikalna linija Slika. Oblike polžev glede na način izdelave a) oblika boka Arhiedovega ZA polž (SN = stružni nož, MZ = ajilni zobnik), b) oblika boka ZN polža ( SN = stružni nož, ČF = čelno frezalo, PF = ploščato frezalo), c) oblika boka ZK polža ( BP = brusna plošča ), č) oblika boka ZI polž, d) oblika boka ZC polž Brušenje ZN polžev se vrši podobno kot brušenje ZA polžev (slika.3) s to razliko, da ia profil brusne plošče ravne bočne ploskve, preer brusa pa ora biti či anjši. ZN polže lahko brusio s prstni bruso (slika.3). 8

Profili zobnih bokov polžev Slika.3 Brušenje ZA in ZN polža Slika.4 Izdelava ZA polža a) prostorski prikaz, b) gibanje orodja in obdelovanca Slika.5 Brušenje polžev a) enojni, b) dvojnati ZI polž c) ZI polž 9

Profili zobnih bokov polžev Slika.6 ZN-polž α n N-N pn s n e n hf h a p n s n h α w p x s x e x A-A P=z 1 p a G-G G β hf ha γ A N N db1 df1 d1 da1 r b A γ γ b G p b z p 1 b γb p z1 =z 1 p x Slika.7 Evolventni ZI polž 10

Profili zobnih bokov polžev.3.3 Obliko zoba K (ZK polž, slika. c) Nastane pri izdelavi s ploščati frezalo ali brusno ploščo trapeznega preseka, katere os vrtenja je v sredini edzobja nagnjena glede na os polža za kot vzpona γ. Čeprav so boki profila orodja ravni, tvorilka ni preica, teveč prostorska krivulja. Do različnih zakrivljenosti bočnih ploskev polža pride zaradi različnih preerov orodja pri grobi (rezkanju) in fini obdelavi (brušenju). Preeri rezkarjev in brusov naj bodo či večji (bolj preer raste proti -bolj se bližao ZI polžu)..3.4 Obliko zoba E (evolventni - ZI polž, slika.5 in.7 c) Oblika ustreza boku zoba valjastega zobnika s poševnii zobi in evolventni profilo in veliki koto nagiba bočnih ploskev (β ). Linija ostrine noža (tvorilka) tangira osnovni valj polera r b, z ravnino pravokotno na os vrtenja pa oklepa kot γ b. Oblika bočne ploskve v ravnini pravokotni na os vrtenja je evolventa (slika.8). p z1 p z1 db rb rb γ b γ b Slika.8 Položaj noža pri izdelavi ZI polža V ravnini, ki prehaja skozi os vrtenja (A-A) je profil bočne ploskve hiperbola, v ravnini, ki leži pravokotno na kot vzpona (N-N), pa je profil bočne ploskve izbočen. Ta profil ustreza obliki bočne ploskve evolventnega valjastega zobnika s poševnii zobi in veliki koto nagiba bočne ploskve. E polži se izdelujejo s struženje, odvalni rezkanje in odvalni brušenje (slika. č), na prier, s poočjo ravne brusne plošče, katere os vrtenja oklepa z osjo polža kot γ, ob te pa je proti osi polža nagnjena za kot α w (slika. č in.5 c). Bočne ploskve evolventnih polžev lahko enostransko brusio z ravnii brusnii ploščai, kot kaže slika.5 b..4 DVOJNATA POLŽNA GONILA To so posebna gonila s t.i. dvojnatii ali dupleks polži (slika.9). Polž oenjenih gonil ia vzpone levega in desnega boka zoba različne, od koder tudi ie dupleks. Uporabljajo se pri orodnih strojih. Oogočajo oejevanje zračnosti ed zobi polža in polžnika pri ontaži in obratovanju zaradi obrabe. Oejevanje zračnosti dosežeo zelo enostavno. Pri različne 11

Profili zobnih bokov polžev vzponu, se edzobna vrzel postopoa širi, debelina zoba pa zožuje. Z aksialni poikanje polža proti polžniku lahko zračnost ed posaeznii zobi polža in polžnika nastavio na željeno velikost. Prednost je v te, da se ne spreeni razak osi, niti položaj polja ubiranja. Izdelava ustreznih vzponov ora ustrezati zahteva danega prestavnega razerja. Pri te težio k inialni zračnosti, ki je odvisna od velikosti odula in števila zob polžnika. Če je za aksialno poikanje polža dovolj prostora, izbereo ajhno razliko v velikosti vzpona. V nasprotne prieru izbereo večjo razliko, ki je anj ugodna, saj je težje nastaviti željeno zračnost. Dupleks polži se izdelujejo z enaki ali različni koto ubirne črte levega in desnega boka. Za izdelavo dupleks polžev so potrebna posebna orodja. Potrebno je biti pozoren na izdelavo bokov, ki iajo različne vzpone (slika.5b). px1 px1 px1 sax α 1 α sin px px px d1 Slika.9 Dvojnati polž.5 POSEBNE OBLIKE POLŽEV Glavni naen posebnih oblik zobnih bokov polžev in polžnikov je povečati obreenitve gonil ali pa njihovo življenjsko dobo oziroa izkoristek. Pri te uporabljao konkavne oblike bokov, ki oogočajo ugodnejšo razporeditev površinskih tlakov ali polže oblikujeo tako, da je več zob naenkrat v uprijeu (globoidni polži), ali pa spreinjao debelino zob (na razpolago več ateriala, ki se lahko obrabi) da bi dosegli daljšo življenjsko dobo gonila..5.1 Polži s konkavno obliko bočne ploskve (ZC polž slika. d in.10) Valjasti polž s konkavnii boki, v kobinaciji z globoidni polžniko, ia v prierjavi z ostalii polžastii gonili naslednje prednosti: 1. Zobje polža iajo konkavni profil, za razliko od konveksnih ali ravnih bočnih ploskev pri navadnih izvedbah polžev.. Specifični bočni pritiski so zelo nizki, kar oogoča z določeno prilagodljivostjo bočnih ploskev vzdrževanje potrebnega oljnega sloja ed bokoa obeh površin zob. 3. Ugoden položaj dotikalnic bočnih ploskev (pravokotno na ser drsenja), ki oogoča ustvarjanje hidrodinaičnih tlakov v oljne sloju. 4. Izgube zaradi trenja so anjše, zaradi tega je tudi segrevanje anjše; Ob ostalih enakih pogojih lahko ta gonila, v prierjavi z drugii polžastii gonili, prenašajo 5% do 40% večje oči. 5. Obrabe zob so anjše, zaradi tega je daljša življenjska doba, koreni zob so debelejši (pri iste odulu so zobje konkavnega polža v korenu očnejši), s te pa so napetosti v korenu zob anjše. 1

Profili zobnih bokov polžev Slika.10 Konkavni bok polža Cavex Slika.11 Prierjava obreenitev zobnega boka (ploščinski tlak) ed polže Cavex in navadni polže Poznao več vrst različnih konkavnih oblik zobnih bokov: paraboličen profil, profil v obliki krožnega loka, CAVEX profil Vse je skupno to, da z obliko zobnega boka dosežeo pri obratovanju nižje ploščinske tlake (slika.11), kar oogoča večjo obreenljivost teh gonil..5. Globoidne oblike polža (G polži, slika.1) Pri globoidnih polžnih gonilih sta polž in polžasti zobnik globoidne oblike. Polž je po celotni dolžini prilagojen obliki polžnika. Globoidni polžasti prenosniki iajo visoko obreenljivost in dober izkoristek. Izkoristek globoidnih polžnih prenosnikov je enak izkoristku valjastih polžev ali večji, edte ko je obreenljivost globoidnih gonil večja kot pri valjastih polžih. Zaradi tega, ker se razdelni preer vzdolž osi polža spreinja v odvisnosti od globoidne oblike, se spreinja tudi kot vzpona. Da zagotovio dobre karakteristike polžnih gonil, orao zagotoviti ožnost, da je polžnik, glede na polž, kakor tudi polž glede na polžnik aksialno nastavljiv. Izdelava zob globoidnega polžnega gonila je težja kot pri navadnih polžnih gonilih, kajti potrebna so posebna orodja in priprave. Globoidne polže lahko uporabio v kobinaciji z globoidni in valjasti polžniko (slika.3 b in slika.3 c). Včasih so se precej uporabljali pri krilnih ehanizih cestnih vozil. V Evropi ga v splošni strojegradnji skoraj ne uporabljao, v ZDA pa precej več. 13

Profili zobnih bokov polžev.5.3 Spiroidna gonila Slika.1 Globoidna oblika polža Spiroidna gonila predstavljajo novo obliko gonila z iobežnia gredea. Pogonski del gonila je stožčasti polž, gnani del pa je stožčasti zobnik z ločno zakrivljenii zobi. Ta gonila lahko prenašajo velike oči. Velikost osnega razika osi gredi je nekje ed hipoidnii in polžastii gonili. Pri velikih osnih razikih ubira veliko število zob, hitrosti drsenja so tako visoke kot pri polžnih gonilih. Izkoristek je blizu izkoristku polžnih prenosnikov. Kljub teu pa se doseže saozapornost gonila že pri prestavnih razerjih okoli 0. Taka gonila so zelo tiha in lahka. Običajno uporabljao do petstopenjske stožčaste polže in dosegao prestavna razerja od 6 pa tja do 100. Spiroidna gonila s prestavni razerje i = 10 in več je že ogoče izdelati z eno stopenjski polže vendar je običajno število stopenj podobno kot pri navadnih polžnih gonilih. Tako se število zob stožčastega polžnika običajno giblje ed 40 in 100! Gonila so lažja od ekvivalentnih polžnih in so bolj obreenljiva. Ozobje je zahtevno za izdelavo in ontažo (natančen osni položaj obeh zobnikov) tako kot stožčasti zobniki. Pretežno se uporablja kobinacija aterialov jeklo/jeklo, obraba je podobna kot pri gonilih s spiralnii stožčastii zobniki. Mnogokrat se uporabljajo kot gonila brez vzdrževanja polnjena s sintetični olje ali astjo za anjša gonila. Na sliki.13 je SEW spiroidno gonilo z elektrootorje. Slika.13 Spiroidno polžno gonilo 14

Profili zobnih bokov polžev.5.4 Različne debeline zob polža in polžnika Pri dvojici aterialov, od katerih se eden hitreje obrablja kot drugi, pri te pa nosilnost zoba ni kritična, odebelio zob - običajno polžnika hkrati pa se zanjša debelina zoba polža. Obliki kjer sta zoba z različno debelino ienujeo tudi kopleentarni profil. S te povečao čas v katere se polžnik obrabi do kritične eje nosilnosti. Pri te greo celo tako daleč, da je debelina bolj obrabljivega zoba do 90% razdelka. Običajno hkrati zanjšao nagib bokov zob. Na ta način zanjšao radialne sile na polžu in polžniku. Polž je lahko vitkejši, ležaji na polžniku pa anjši. Nagibni (izdelovalni kot) zanjšujeo tudi do 8. Mnogokrat zanjšao še višino zoba. Na sliki.14 je prikazan prier spreenjenega profila. Take rešitve se nogokrat poslužujeo pri kobinaciji jeklenega polža in polžnika iz plastike, kjer hkrati zanjšao hrup in dobio gonilo brez vzdrževanja. Tudi pri polžih s konkavnii zobnii boki nogokrat zanjšao debelino zoba (Cavex). s p =0.59 p p=π e p =0.41 p 1.01 0.617 α=15 α=15 Slika.14 Prier posebnega profila (šrafiran je polžnik).6 POMEMBNA DEJSTVA 1. Izdelujeo lahko različne oblike polžev paziti pa orao naslednje: glede na to kako je izdelan polž, ora biti prilagojeno orodje za izdelavo polžnikov in načini kontrole erilnih veličin. Odvalni rezkar za izdelavo polžnika ora ieti enako obliko in velikost kot polž in je večji le za tolerance (za potrebno zračnost).. Vsak polž zahteva za izdelavo polžnika svoje orodje. Z eni orodje lahko izdelao več različnih polžnikov, ki se lahko razlikujejo ed seboj le po številu zob (in od števila zob odvisnih dienzijah). Tako lahko izdelao z enaki orodje polžnike za različna edosja in različna prestavna razerja, ki pa lahko ubirajo vse s sao eni polže. 3. Pri polžnih gonilih so standardizirani osni oduli, pri zobniških gonilih pa so standardizirani noralni oduli. 4. Pri ajhnih kotih vzpona γ so vse oblike polžev zelo blizu skupaj in se polžniki zelo alo razlikujejo od zobnikov s poševni ozobje, zato nogokrat valjaste polžnike izdelao kot poševne zobnike z orodje za odvalno rezkanje navadnih zobnikov. Relativno odstopanje profila zoba je tolikšno, kolikor se cos γ razlikuje od 1! 5. Veliko pozornost orao pri izbiri profila polža posvetiti ožnosti ostrenja rezkarjev in ustreznega oblikovanja (profiliranja) brusov, kar je še posebej poebno pri večjih kotih vzpona γ in večjih serijah! 15

Zasnova polžnih gonil 3 ZASNOVA POLŽNIH GONIL Poglavje podaja osnovna izhodišča za zasnovo polžnega gonila, osnovne dienzije ohišja, oblike gonila, vpliv polžne značilnice na polževo dvojico in izkoristek. Podani so podatki o osnih razikih, srednjih preerih polžev in odulih. Opredeljene so tudi osnovne oblike gonil in položaji vgradnje. 3.1 UVOD Kot so že oenili, je želeno, da za oblikovanje polžnih gonil iao praktične izkušnje. Začetnik ali študent tega seveda nia. Zato je v te poglavju nekaj poebnih podatkov, kako, s či in kje začeti. Ne seo nareč pozabiti, da vsako odločitev sprejeo sai, in da seveda naš izdelek na koncu ora dobro in brez probleov delovati, kupec pa ora biti zadovoljen. Na začetku se pač poslužujeo podatkov, ki so na razpolago, ki jih najdeo v različnih virih. V vsake prieru so osnovni podatki, kot so oč (P) in prestavno razerje (i) prealo, da bi lahko oblikovali želeno gonilo. Že na začetku se je potrebno zelo potruditi, da si pridobio še druge poebne podatke, kot so podatki o pogonske stroju, gnane stroju, režiu delovanja, okolju v katere bo pogon deloval, kolektiv obreenitve itd Cela kopica podatkov je, ki odločilno vplivajo na naš izdelek. Zagotovo pa težio, k rešitva, da izdelao gonilo s standardni odulo (), standardno polževo značilnico (q) in standardni osni raziko (a). Vse to in še arsikaj poebnega je podano v te poglavju. Ne seo pa pozabiti, da je zastavljene cilje potrebno doseči, zato boste orali večkrat listat naprej pa spet nazaj in začeti zadevo od začetka. Pa nič hudega, da bo le izdelek ta pravi. V prvih treh poglavjih so spoznali kaj poeni besedna zveza»polžno gonilo«in kako je to gonilo sestavljeno. Sedaj so na vrsti sernice, ki na bodo poagale priti do osnovnih dienzij gonila na teelju naših potreb oziroa želja. Šele v prieru, da na osnovne karakteristike ustrezajo glede na predpostavljene se boo lotili nadaljnjega dela in natančnih izračunov oziroa kontrol. Če se zgodi, da na zasnova ne ustreza, boo začeli z novi gonilo oziroa na novo. Ni potrebno, da bo spet polžno. Vedno je potrebno vsako odločitev dobro uteeljiti. Pri te pa orao upoštevati, da so najpoebnejši arguent stroški. Poebna ni sao nabavna cena gonila, apak je potrebno o vsej zadevi celovito razisliti in napraviti potrebne analize stroškov za celotno življenjsko dobo gonila, ki ga pripravljao oz. načrtujeo. Najpoebnejši stroški so: nabavna ali izdelovalna cena gonila, stroški ontaže gonila na objekt, stroški zagona in utekanja, stroški vzdrževanja v predvideni življenjski dobi, poraba energije Seveda ni vseeno, ali boo to gonilo uporabljali i, ali ga boo prodali, ali gre za posaezen izdelek ali gre za gonilo, ki ga boo serijsko izdelovali. V vsake prieru pa je potrebno razišljati dolgoročno, tako da boo lahko naše izdelke tržili tudi v bodoče. Tako orao stranko zadovoljiti v vsake prieru s kvaliteto, ustreznii tehničnii karakteristikai, zanesljivostjo, enostavni in poceni vzdrževanje in nizko porabo energije. Za vse to orao zelo dosti vedeti o gonilu, ki ga še ni, ki šele nastaja. V prvi vrsti so to tehnične lastnosti gonila, obreenitveni kolektiv, okolje v katere bo gonilo obratovalo, pogonski otor, lastnosti stroja, ki ga bo gonilo poganjalo (sunki, vztrajnostni oenti gibajočih as), v kake položaju bo gonilo obratovalo kako bo gonilo pritrjeno itd. Če bo 16

Zasnova polžnih gonil gonilo delovalo brez pogonskega otorja pa o izvedbi vstopa v gonilo oziroa v obliki izvedbe pogonske gredi (preer, obreenitve, potreben prostor ) V te učbeniku se s stroškovno analizo ne boo posebej ukvarjali, teveč se boo bolj podrobno ukvarjali z lastnosti in pogoji, ki so poebni s tehničnega stališča. 3. TEHNIČNE KARAKTERISTIKE POLŽNIH GONIL Najvažnejše tehnične karakteristike vsakega gonila (ne sao polžnega) so tiste, ki jih pričakujeo na izstopni gredi gonila. Ti lastnosti sta: vrtilni oent in vrtilna hitrost gonila. Seveda lahko iz teh dveh, če je potrebno, izračunao oč gonila! 3..1 Izstopni oent gonila Izstopni oent iz gonila T je enak oentu, ki ga potrebuje stroj ali naprava, ki ga bo naše gonilo poganjalo. Kako se določajo oenti oziroa upori pri delovanju posaezne naprave ne bo tea tega poglavja, teveč ga določio na osnovi znanj iz drugih področij (transportne naprave, obdelovalni stroji, ešala, črpalke, vozila) oziroa za kakšne naene bo gonilo uporabljeno. Veličino T izračunao sai oziroa ta podatek dobio največkrat od naročnika. Brez tega podatka sploh začeti ne oreo. Moent gonila se običajno podaja v enotah za oent oziroa navor po ednarodne sisteu enot SI: N, kn in N. V učbeniku se uporablja enota N. Po potrebi jo orao pretvoriti. Pazljivi orao biti pri drugih enotah (npr.: angleške erske enote) in jih potrebno pazljivo preračunati oziroa poiskati pravilne pretvorbe. Moent odločilno vpliva na velikost gonila in s te seveda na njegovo ceno. Na prier, s povečanje osnega razika raste izstopni oent s tretjo potenco. 3.. Koeficient obratovanja Koeficient obratovanja K A, je odvisen od karakteristik pogonskega otorja in gnanega stroja. Po velikosti se giblje od 1 do,5 in več. Podan je v preglednici 3.1. Ta koeficient obratovanja velja za vse vrste gonil. Pri izračunu gonila ga upoštevao tako, da ienski oent T ponožio s koeficiento obratovanja (DIN 3990). Preglednica 3.1 Koeficient obratovanja K A OBRATOVANJE OBRATOVANJE GNANEGA STROJA POGONSKEGA Z anjšii S srednjii Z velikii MOTORJA Enakoerno (I) sunki (I) sunki (II) sunki (III) Enakoerno 1,00 1,5 1,50 1,75 Z anjšii sunki 1,10 1,35 1,60 1,85 S srednjii sunki 1,5 1,50 1,75,00 ali več Z velikii sunki 1,50 1,75,00,5 ali več Koeficient obratovanja polžnega gonila določio nekoliko drugače kot pri drugih gonilih in sicer je potrebno upoštevati še teperaturo okolice (koeficient K T ) in dodatno še relativno vklopno dobo (koeficient K ED ). Teperature okolice višje od 0 C upoštevao s teperaturni koeficiento obratovanja K T (slika 3.1 ). Diagra velja za ineralno olje. Za sintetično olje vrednosti korenio (kvadratni koren). 17

Zasnova polžnih gonil III II Koeficient obratovanjateperaturni K T [-] 1,8 1,6 1,4 1, 1 0,8 I - anjši sunki II - srednji sunki III - veliki sunki 0 10 0 30 40 50 60 Teperatura okolice ϑ 0 [ C] I,II in III se ujeajo s preglednico 1 Slika 3.1 Teperaturni koeficient obratovanja K T I Relativni čas obratovanja gonila upoštevao s koeficiento časa obratovanja K ED, ki znaša od 0,8, pri relativne času obratovanja do 10%, oziroa 1,0 pri relativne času obratovanja 100% (slika Slika 3. ). Ta dva koeficienta (K T in K ED ) veljata sao za polžna gonila. Dobro ju je, upoštevati že pri zasnovi, saj je pote nogo več ožnosti, da bo na koncu po postopku kontrole vse v redu. Koef. časa obratovanja K ED [-] 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0 0 40 60 80 100 Relativni vklopni čas ED [%] Slika 3. Koeficient časa obratovanja K ED Skupni faktor obratovanja K AS je tako znožek vseh treh (enačba 1). Tega tudi upoštevao v nadaljnje izračunu! K AS = K K K [-] (3.1) A T ED Pri zasnovi polžnih gonil je prierno upoštevati še vztrajnostne ase pogonskega otorja J ot in gnanega stroja J str. To naredio dokaj enostavno. Vse vztrajnostne ase reducirao na gred polža (pravilno upoštevati še prestavno razerje) in jih prierjao ed seboj po enačbi (3.) upoštevao vrednosti v preglednici 3.. Če so naše potrebe in zahteve take, da tega v preglednici 3. ni ogoče izpolniti, pote orao povečati vztrajnostni oent ase 18

Zasnova polžnih gonil pogonskega otorja. To napravio tako, da na otor naestio dodaten vztrajnik s prierni vztrajnostni oento. Polžno gonilo ia precejšnjo ero saozavornosti, zato se nihanja (sunki) s strani gnanega stroja na polžu ojačajo in dodatno obreenjujejo eleente gonila (polžnik, polž in ležaje polža (osna sila)). Preglednica 3. Vpliv vztrajnostnih as K Vzpon γ [ ] z 1 do 0,5 je lahko pod 10 1 in več J str K = [-] (3.) nad 0,5 do 3 ora biti nad 10 3 in več J ot nad 3 do 10 ora biti nad 30 6 in več. Večji je koeficient razerja vztrajnostnih as K, večji ora biti kot vzpona polža oz. več zob ora ieti polž. K večji od 10 je nepriporočljiv za vsa gonila in ne sao za polžna gonila, ker so dodatne obreenitve prevelike. Še posebej so razere kritične pri uporabi zavornih otorjev. 3..3 Izstopna vrtilna hitrost Za izstopno vrtilno hitrost n velja podobna ugotovitev kot v prejšnji točki. Spet orao nujno poznati ali zahteve kupca ali pa orao sai znati izračunati kaka vrtilna hitrost je potrebna, ali pa jo na kakršen koli način oceniti. Seveda boo pri nadaljevanju izračuna zelo redko dobili natančno tisto hitrost, ki so si jo določili. Ta hitrost lahko odstopa v določenih ejah, ki pa se lahko precej razlikujejo odvisno od področja uporabe. V industriji se najpogosteje uporablja kriterij, da zahtevana izstopna vrtilna hitrost n ne odstopa več kot ±5%. Glede na hitrost pogona n 1 in cilje n določio dejansko prestavno razerje gonila. Vrtilna hitrost ia najpogostejšo enoto in -1 (1/in), pogosto se uporablja enota RPM ali R.P.M., ki pa je sao različno zapisana enota in -1 in se zato obe vrednostno ujeata. Mnogo redkeje se uporabljajo še s -1, ki pa je od in -1 60 krat večja enota. 3..4 Prestavno razerje gonila Prestavno razerje gonila i izračunao iz že prej oenjenih podatkov. Prestavno razerje je količnik vrtilne hitrosti na vstopu v gonilo (n 1 ) in tiste na izstopu iz gonila (n ) enačba 3. Pri zanjševanju vrtilnih hitrosti (redukciji-r) je prestavno razerje večje od 1, v prieru povečanja vrtilne hitrosti (ultiplikaciji-m) pa anjše od 1. n n 1 i = [-] (3.3) Vedno pogosteje se pojavljajo zahteve po spreinjajoči se vrtilni hitrosti, nogokrat pa po dveh različnih hitrostih. Tega problea pa ne rešio z gonilo, apak s pogonski otorje in z regulacijo pogonskega otorja. Za gonilo je poebna določitev prestavnega razerja, ki ora biti prilagojena pogonskeu otorju, regulaciji in zahteva stroja ali postrojenja, ki ga poganjao oziroa tehnološkeu postopku. Prestavno razerje je veličina, ki odločilno vpliva na ceno, obliko in vrsto gonila, pa tudi na vrsto in velikost pogonskega otorja. Velja obratno sorazerje: anjši in hitrejši je otor, večje je potrebno prestavno razerje gonila in gonilo sao. 19

3..5 Pogonski otor Zasnova polžnih gonil Uporabljao več vrst pogonskih otorjev: hidravlični otorji, zračni otorji elektrootorji, otorji z notranji zgorevanje Izbira je odvisna od pogonske energije, ki jo iao na razpolago. V industriji se v največji eri uporabljajo elektrootorji. Tudi teh je več vrst. Najpogosteje uporabljao asinhronske otorje s kratkostični rotorje. Zelo enostavno jih je spojiti z orežje. Njihova ugodna cena ter tiho in čisto delovanje so največje prednosti pred drugii pogonskii otorji. Karakteristika pogonskega otorja je zelo poebna pri izračunu gonila. Pri izbiri otorja orao upoštevati zahteve po potrebni oči za pogon naše naprave in hkrati še upoštevati izkoristek vseh eleentov in naprav, tako da na izstopni gredi gonila dobio pričakovan oent T in vrtilno hitrost n. Pri polžnih gonilih je še posebej poeben izkoristek. Važno je pravilno ovrednotiti celoten izkoristek pogona in izbrati pravilno kobinacijo pogonskega otorja in gonila, ne pa gledati sao otor ali sao gonilo. Pogonskeu otorju je potrebno prilagoditi vstop v gonilo, tako da bo sklop cenovno ugoden in bo tudi zanesljivo deloval. 3..6 Izbira aterialov polžev in polžnikov Pri polžnih gonilih je izbira ateriala zelo poebna, saj so od pravilne izbire odvisni nosilnost, izkoristek, obraba in cena. Običajno se držio načela, da sta ateriala polža in polžnika različna. Najpoebneje je, da je trenje ed polže in polžniko či anjše in nosilnost či večja. Materiale običajno izbirao tako, da je polž očnejši, trši in odpornejši proti obrabi od polžnika. Posaezen bok polža je za prestavno razerje večkrat obreenjen kot bok zoba polžnika. Najpogosteje uporabljani pari aterialov so podani v poglavjih 6 in 9. 3..7 Določitev odula ozobja Ko so izbrali ateriale ter določili obreenitve in prestavno razerje lahko izračunao potreben odul ozobja po enačbi 3.4. Enačba velja za oblikovno število polža q=10. Lahko jo uporabio tudi v splošne, saj orao na koncu tako ali tako narediti kontrolni izračun. Vrednosti za p dop najdeo v preglednici 3.3. T p K i z AS 0,43 3 [] (3.4) dop 1 Preglednica 3.3 Priporočene vrednosti za p dop Material polžnega zobnika Sn - bron Al - bron Siva ali nod. litina Poliaid Dopustni tlak p dop (N/ ) 5 8 4 7 3 1 Pri hitro vrtečih polžih jeljeo anjše vrednosti. Preglednica 3.4 Priporočena števila zob polžev in polžnikov prestavno razerje i >5 150 1-30 8-0 6-15 5-1 3,5-10 število zob polža z 1 1 3 4 5 6 število zob polžnika z >5 150 4-60 4-60 4-60 4-60 1-60 V prieru, da hočeo alo gonilo, se odločao za ajhen z 1, če pa želio dober izkoristek, vzaeo z 1 či večji. Običajno jeljeo srednje vrednosti, lahko pa se iz posebnih razlogov odločio tudi za vrednosti, ki odstopajo od priporočenih. Zelo redko uporabio število zob polža z 1 večje od 6 (preglednica 3.4) 0

Zasnova polžnih gonil Preglednica 3.5 Standardni oduli (DIN 3976) in pripadajoči srednji preeri polžev Modul () 1 1,5 1,6,5 3,15 4 5 6,3 8 10 1,5 16 0 Srednji preer,4 6,5 31,5 40 50 63 80 95 11 140 170 polža d 1 () Srednji preer 17,4 8 8 33,5 4,5 50 63 80 100 118 140 180 1 polža d 1 () Srednji preer 18 1, 6,5 31,5 40 50 63 75 90 11 13 polža d 1 () Priporočljivo je izbirati srednje preere polžev po standardu DIN 3976 zaradi hitrejše in cenejše dobave rezkarjev za polževa kolesa (prednost iajo debelo tiskani preeri). Po DIN 3976 ni predvidenih več odulov in osnih razikov, kot je v preglednicah 3.5 in 3.8. Za anjša in večja gonila je potrebna izbira po lastni presoji. Po DIN 780 so standardizirani še naslednji anjši oduli: Preglednica 3.6 Standardni oduli anjši (DIN 780/T) Moduli () 0,1 0,1 0,16 0, 0,5 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 DIN 780/T Mogoče je uporabljati druge osne razike, odule in srednje preere polžev, še posebej pri velikoserijski proizvodnji. V te prieru izračunao srednji preer polža s poočjo polžne značilnice. 3..8 Polževa značilnica q Ienujeo jo tudi oblikovno število polža, ker na odločilno vpliva na obliko polža (slika 3.1). Izračunao jo po enačbi d 1 q = [-] (3.5) Če ne uporabio standardnega srednjega preera polža, upoštevao priporočene vrednosti polžne značilnice iz preglednice 3.7. Najpogostejša vrednost je 10. Preglednica 3.7 Priporočljive polžne značilnice q 1. prednostna vrsta 8 10 1 16 0. prednostna vrsta 7 9 11 14 18 a a a q=7 γ =8.1 q=10 γ =5.7 q=17 γ =3.4 Slika 3.1 Vpliv polžnega značilnega števila q na obliko polžnega gonila z isti osni razako (a), prestavni razerje (i) in število zob z 1 = 1 (odul ni enak!) 1

Zasnova polžnih gonil Uporabljao jih iz dveh razlogov. Prvi na pove kakšne oblike je polž. Če je vrednost ajhna, je polž vitek, visoke vrednosti pa iajo togi polži velikih preerov. Drugi razlog je pri izračunu osnega razika, ki ga enostavno določio po enačbi 3.6, brez da bi uporabili profilni preik. Vse vrednosti so lahko cela ali celo standardna števila. Zavedati pa se orao tudi dejstva, da z izbiro polžne značilnice zelo vplivao na izkoristek polžne dvojice. Slika 3.1 nareč lepo kaže spreebo kota vzpona vijačnice γ, ki v največji eri vpliva na izkoristek (glej poglavje 7.). 3..9 Osni razik Osni raziki a so standardizirani po DIN 3976. Priporočljivo se jih je držati. Če to ne gre skušajo uporabiti standardne osne razike za zobniška gonila. V tretji vrstici preglednice 3.8 vidio, da nekateri vodilni proizvajalci (Flender, Thyssen in David Brown) polžnih gonil uporabljajo svoje osne razike. Lahko si izbereo svoj osni razik, če iao zato tehten razlog ceno. Preglednica 3.8 Standardni osni raziki DIN 3976 (R10) 50 63 80 100 15 160 00 50 315 400 500 R0 (ni po DIN 3976) 45 56 71 90 11 140 180 4 80 355 450 Znani proizvajalci 40 65 110 10 139 198 5 30 Za začetek predlagao, da uporabljate osne razike po DIN 3976. V kolikor se orao odločiti za druge osne razike, je najbolj prierno standardno zobniško iz vrste R0 ali R40. V prieru, da želio standardno osno višino (DIN 747) ali zobniško polžna gonila in hočeo do konca izkoristiti nosilnost polžne dvojice, boo vzeli največji ogoči osni razik, ki še dopušča noralno vgradnjo polžnega para v gonilo. Osni razik izračunao po enačbi d 1 + z + x ( q + z + x) ( q + z1 i + x) a = = = [] (3.6) 3..10 Koeficient profilnega preika Izračunani osni raziki so le redko standardnih velikosti. Tudi celih vrednosti niajo. Da bi lahko uporabili standardne osne razike ali vsaj celoštevilčne vrednosti, uporabio profilne preike. Na polžih ne oreo govoriti o profilnih preikih apak le o različnih srednjih preerih. Zato se profilni preiki izvedejo sao na polžnikih. Profilni preik lahko tako definirao kot radialno razdaljo ed srednji in razdelni preero polžnika (DIN 3975-1 slika 3.). Potreben koeficient profilnega preika lahko izračunao iz obrnjene enačbe 3.6. Pri te računu upoštevao želeni (zaokrožen ali standarden) osni razik (enačba 7). z a q x = [-] (3.7) Običajni koeficienti profilnih preikov se gibljejo ed 0,7 in +0,4. Pri ajhne številu zob polžnika (0-30) je treba paziti pri uporabi negativnega profilnega preika (spodrezanje zoba polžnika pri izdelavi), pri pozitivne profilne preiku pa so zobje lahko koničavi. Koničavost pri polžnikih ni tako velik proble kot pri zobnikih, vseeno pa je že iz estetskih razlogov bolje, da se ji izogneo. Izbereo si lahko faktorje profilnega preika izven navedenih ej, vendar je potrebno kontrolirati spodrezanje oziroa koničavost zob. Pri številu zob polžnika z >50 se zaradi izboljšanja ubiranja in izkoristka lahko uporabijo anjši koeficienti profilnih preikov (anjši od -0,7).

Zasnova polžnih gonil Slika 3. Profilni preik na polžne paru 3.3 GEOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE Na osnovi izračunanega odula, izbranega srednjega preera polža in osnega razika si lahko približno določio glavne dienzije gonila. Če na bodo ustrezale, se boo lotili natančne kontrole (trdnostne in toplotne) in geoetrijskih er polžnega gonila, oziroa jih določili po izkušnjah. Določili boo dolžino, širino in višino gonila ter osno višino in debelino stene ohišja (slika 3.3). Te ere so okvirne in na služijo za oceno potrebnega prostora za gonilo in ase gonila. Pri dokončne oblikovanju gonila jih lahko povečao, ali pa s konstrukcijskii rešitvai, (natančnostjo izdelave ter anjšanje razdalj ed stenai in vrtečii deli gonila) tudi zanjšao. V kolikor bi ere bistveno odstopale, je potrebno preveriti ustreznost izbranih konstrukcijskih rešitev. 3.3.1 Debelina stene Izračunao jo inforativno po naslednji enačbi d s = 0,04 a + 3 [] (3.8) Enačba velja za lito ohišje. Varjene stene so lahko (15 do 5)% tanjše. 3.3. Višina gonila Je največja dienzija gonila in je pravokotna na polž in polžnik. Izračunao jo po enačbi 3

Zasnova polžnih gonil VI 40 = a + 6 + + d s [] (3.9) q Pri te je potrebno paziti na pogon polža (otor, jerenica), ki lahko sega preko dienzij gonila in v bistvu še poveča ere gonila. Če uporabio zobniško polževo gonilo se dolžina gonila skupaj s pogono zanjša, ker vstop ni več na robu gonila na gredi polža, apak v bližini sredine gonila. 3.3.3 Dolžina gonila Po velikosti je to druga era polžnega gonila, erio jo vzdolž polža. DO = VI q [] (3.10) V dolžino gonila ni všteta dolžina vstopne gredi. d 3 4 5 VI sh DO 1 ŠI 3.3.4 Širina gonila Slika 3.3 Glavne dienzije gonila Tretja dienzija gonila, ki jo erio vzdolž osi polžnika. ŠI = 0,75 z + [] (3.11) d s V širino so zajeti ohišje z ležaji in tesnili. Dolžina izstopne gredi iz gonila ni prišteta. Prav tako ni dodana ustrezna večja dienzija pogona (preer jerenice, verižnika, otorja ), ali dodatnih hladilnih naprav na polžu (okrov ventilatorja ). 3.3.5 Osna višina gonila Je zelo poebna dienzija, ki na pove oddaljenost pritrdilne ploskve do izstopne gredi gonila. Polžna gonila lahko z nogai pritrjujeo s strani kjer ni otorja ali izstopne gredi. To poeni, da lahko polžno gonilo pritrdio s treh strani (1, in 3 na sliki 3.3, na sliki 3.4 pa z 4

Zasnova polžnih gonil dveh strani). Izračunali boo večjo (enačba 1) osno višino, ko gonilo pritrdio s strani 1 (slika 3.3), kjer je polž. Ostali dve je ogoče enostavno določiti iz drugih er. Tudi s prirobnico lahko pritrdio polževo gonilo z dveh strani (4 in 5 na sliki 3.3 ter A in B na sliki 3.5 ), vendar takrat ne govorio o osni višini. H d ŠI = DO + s [] (3.1) Zaradi enotnega pritrjevanja so tudi osne višine standardizirane (DIN 747), zato je, zaradi zaenljivosti z drugii gonili, prierno uporabiti standardu ustrezno osno višino. Osna višina je zaradi vgradnje gonila poebna čeprav ga ne pritrdio na noge. Takrat je sicer ni potrebno zaokroževati na standardno vrednost, je pa priporočljivo, da je kak ilieter anjša. 3.4 OBLIKA GONILA Oblika gonila je potrebna za določitev pritrdilnih est na objektu. Zato se je potrebno odločiti ali boo gonilo pritrdili z nogai, prirobnico ali oentno ročico. 3.4.1 Gonilo z nogai Kadar gonilo pritrdio z nogai je potrebno razisliti o natančnosti vgradnje gonila. Osna višina gonila ora biti usklajena s predvideno osno višino na stroju. Gonilo lahko vgradio na več načinov. Oenili bi naslednja dva. Vstopna gred gnanega stroja ia dvojno vležajenje. Med gonilo in stroj orao obvezno vgraditi izravnalno gredno vez, ki dopušča vzporeden preik in nevzporednost gredi. Natančnejši boo pri vgradnji (či bliže soosnosti), tišje in enakoernejše (tresljaji) bo obratovanje ter daljša življenjska doba gonila, stroja, gredne vezi in ležajev na obeh gredeh. Kadar je gred na stroju vležajena sao enkrat in predvidevao drugo podprtje na gonilu, je potrebno gonilo pri vgradnji zelo natančno prilagoditi (či bliže soosnosti: ali preik in kot) in na stroj vgraditi prilagodni ležaj, ki deluje kot členek. Slika 3.4 Pritrditev gonila z nogai V prieru večje nenatančnosti bo življenjska doba gredne vezi ali katerega ležajev bistveno krajša. Zato orao pri ontaži biti zelo natančni in sproti preverjati lahkotnost vrtenja in orebitne zračnosti ed podlago in nogai odpravljati s podlaganje nog. Kontrolo soosnosti gredi kontrolirao z erilno uro ali laserje. Tipalo naestio na gred gonila in 5

Zasnova polžnih gonil erio opletanje gredi stroja pri vrtenju gredi gonila. Pri dokončni pritrditvi (pritegovanje vijakov) se oent vrtenja ne se bistveno povečati. 3.4. Gonilo s prirobnico Prirobnic je nogo različnih vrst. Različne panoge (vozila, gradbeni stroji, cevovodi, hidravlični stroji, obdelovalni stroji, transportne naprave...) uporabljajo različne prirobnice. Vsako področje ia tudi ustrezne standarde za prirobnice. V splošni strojegradnji in transportnih napravah običajno uporabljao prirobnice, ki so standardizirane po DIN 4948 in se uporabljajo tudi za pritrjevanje elektrootorjev. Za druge vrste prirobnic je potrebno poiskati ustrezne standarde. Slika 3.5 Pritrditev gonila s prirobnico Gonilo lahko ia dve vrsti prirobnic. To sta prirobnici oblike A (B5-DIN 4948 ali FF-po IEC 7) in C (B14- DIN 4948 ali FT-po IEC 7). Na izstopni strani gonila je vedno naeščena oška prirobnica (nastavek sredini po zunanje valju), na objektu pa vedno ženska prirobnica (sredini luknja). Obe sredilni ploskvi orata ieti ustrezen uje (ISO 86, DIN 7154, DIN 7155 in DIN 7157), ki je običajno prehoden (H/j). Izbereo si lahko tudi druge dienzije in oblike prirobnic, vendar orao razisliti o zaenljivosti gonil z gonili drugih proizvajalcev. 3.4..1 Prirobnica oblike A Prirobnica ia skoznje luknje za pritrditev na objekt (slika 3.5 ) in potrebuje dostop v seri osi prirobnice vsaj s strani gonila. Tako gonilo je običajno nekoliko širše v seri osi polžnika in je to potrebno pri zasnovi upoštevati. 3.4.. Prirobnica oblike C Prirobnica ia navojne izvrtine, ki so lahko narejene neposredno na ohišje in ne zahtevajo večjega gonila. Paziti je potrebno, da ne bodo luknje pregloboke, da bi iztekalo azivo. Če pa so navojne luknje na posebne pokrovu, je potrebno paziti, da ne bi bili pritrdilni vijaki predolgi in bi po pritrditvi odrivali ohišje: posledica je ista iztekanje olja. S strani gnanega stroja je potreben dostop, da lahko vstavio in privijeo vijake. Gonilo lahko pritrdio na več načinov. Posebej bi oenili dva. Gonilo in stroj iata ločeni gredi ali pa skupno gred. Ločene gredi zahtevajo dve natančno izdelani prirobnici, ki orata biti soosni z gonilo in obe pravokotni na osi objekta in gonila. Pri privijanju je potrebno paziti na, da je zračnost ed prirobnicaa po vse obodu enaka, in da po privitju prosto vrtenje gonila ne nudi bistveno večjega upora kot pred privitje. Prierna je izvedba z votlo gredjo (nasadno gonilo), saj lahko skrajša stroj v seri osi gonila vsaj za dolžino prostega konca gredi in ne zahteva posebne gredne vezi. 6

Zasnova polžnih gonil Pri skupni gredi ora biti zagotovljena soosnost prirobnic in ustrezen način vležajenja. Vležajenje je lahko sao na gonilu, po en ležaj na gonilu in stroju, ter skupen ležaj na estu spajanja gonila in stroja. Pri oblikovanju in dienzioniranju gredi je potrebno še posebej razisliti o načinu ontaže in tesnjenja. Gonilo in stroj lahko iata tudi skupno azanje. Prednost izvedbe s po eni ležaje na gonilu in stroju je zanjšanje dienzij in ase ter je zelo zanesljiv. Osno silo naj prevzae ležaj na gonilu zaradi potrebne natančne lege polžnika. 3.4.3 Gonilo z oentno ročico Slika 3.6 Pritrditev gonila z oentno ročico To je najenostavnejši in najbolj zanesljiv način pritrjevanja gonila na objekt. Na objektu potrebujeo sao prierno izdelano gred in pa pritrdilno esto za oentno ročico. Gred je lahko polna ali votla. Tudi gonilo je lahko nasadno ali s polno gredjo; običajno je gonilo nasadne izvedbe z votlo gredjo (Aufsteckausführung, Shaft Mounted), gred na stroju pa polna. Gredi povežeo z ozniko ali krčno pušo (schrupf scheibe, shrink disk). Gonilo pritrdio na gred in preko oentne ročice preprečio obračanje gonila. Na estu pritrditve oentne ročice na objekt lahko vstavio vzeti, ki blažijo udarce in nihanja (guijasta vzet). Moentno ročico lahko izdelao skupaj z gonilo in jo lahko uporabio kot obesni člen pri prenašanju gonila, ali pa je izdelana kot poseben eleent in je pritrjena na gonilo z vijaki. Taka pritrditev ne zahteva velikih natančnosti. Ker so polžna gonila običajno sietrična, lahko iao izstopno gred, prirobnico ali oentno ročico na levi, desni in obeh straneh gonila (oznaki A in B na sl. 3.4, 3.5 in 3.6 ). 3.5 POLOŽAJ VGRADNJE Pri zasnovi gonila je potrebno določiti položaj vgradnje. To je potrebno zaradi prostorske postavitve gonila na objekt. Pri izvedbi gonila je nogokrat poeben položaj polža slika 3.7: spodnji polž - slika 3.7a, zgornji polž slika 3.7b ter stranski navpični slika 3.7c ali vodoravni polž slika 3.7č. To je zelo poebno pri azanju gonila in potrebni količini olja. Prednost iajo gonila s spodnji polže, ker je takrat esto ubiranja najbolje azano in hlajeno. Oznake osnovnih položajev vgradnje gonil so standardizirane po DIN 4950 in se kobinirajo skupaj z obliko gonila. Dodatne oznake si boo določili po potrebi. Od položaja vgradnje gonila je odvisen tudi položaj čepov za kontrolo količine in izpust olja ter odzračnika. 7

Zasnova polžnih gonil a) b) c) č) Slika 3.7 Mogoči položaji polža glede na polžnik: a) polž pod polžniko b) polž nad polžniko, c) polž na strani, os polžnika vertikalna č) polž na strani, os polžnika horizontalna 8

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4 GEOMETRIJA VALJASTIH POLŽNIH DVOJIC V te poglavju so podane enačbe, definicije in osnovni poji obeh eleentov polžne dvojice polža in polžnika. Podane so osnove ubiranja, dotikalnih linij in polja ubiranja ter stopnje prekrivanja in potrebno število zob polžnika. Po navodilih standarda DIN 3966 sta prikazani risbi in preglednici za polž in polžnik z vsei potrebnii podatki. 4.1 UVOD Če želio kakovostno izdelati polžasti par (polž in polžnik) orao seveda podrobno poznati terinološke izraze in njih definicije in označbe. Vse to se nareč pojavlja tako na risbah kot tudi tehnološki dokuentaciji. To spoznanje je zelo poebno, tako pri izdelavi obeh eleentov kakor tudi pri kontroli erilnih veličin. Prav je, da te izraze osvojijo vsi, ki so kakorkoli povezani z izdelavo ali kontrolo, sicer ne dobio geoetrijsko pravilnih izdelkov ter v končni posledici ne gonila, ki bi zadovoljilo naši robni pogoje. Pa tudi kounikacija ni ogoča. Poglavje podaja tudi vpogled v ubiranje polžne dvojice, ki je poebno za izkoristek, obrabo in jaičenje ter vse druge nevšečnosti, ki nastopajo pri obratovanju. Na koncu je podano ubiranje polžnega para in potrebno število zob polžnika. Izhajajoč iz pravilne zasnove polžnega gonila, je v nadaljevanju potrebno določiti osnovne geoetrijske veličine, t.j. dienzije polžne dvojice. Polžno gonilo z valjasti polže je zobniško gonilo z iobežnii osi. Kot ed osea je večinoa 90. Sestavljeno je iz polža (valjastega polža) in polžnika (slika 4.1). Razen v izjenih prierih ia polž anjši preer kot polžnik in kot vzpona, ki ni večji od 45. polž polžnik Σ=90 d k a Slika 4.1 Polžna dvojica z valjasti polže Medsebojna lega osi zobnikov je določena z linijo osnega razika in koto ed osea. Linija edosnega razika (linija iobežnosti) je skupna pravokotnica na iobežni osi polža in polžnika (slika 4.). 9

Geoetrija valjastih polžnih dvojic os polža srednji valj polža. kotalna os kotalna ravnina a. linija edosnega razika Σ=90 kotalni (razdelilni) krog polžnika polžnik srednja ravnina polžnika kotalni valj os polžnika Slika 4. Osnovni poji valjaste polžne dvojice 4. DEFINICIJE POJMOV IN DOLOČILNE VELIČINE POLŽA Za prenos vrtilnega gibanja s polža na polžnik je odločilna kotna hitrost polžnega ozobja, ki jo dobio iz vrtilne hitrosti n 1, števila zob z 1 in osnega razdelka p x. Ker je osni razdelek na vseh polerih polža enak, niao na polžih razdelnega valja ali razdelnega kroga. Zato je izhodna ploskev za določanje določilnih veličin polžnega ozobja srednji valj (slika 4., d 1 ). Določilne veličine ozobja polžnega gonila določao v srednji ravnini ali liniji (slika 4.). Z veličinai: odul (osni odul), višina zobnega vrha in zobnega korena, kakor tudi zobna debelina, dobio obliko zoba polža iz izdelovalnega profila, ki ga določa orodje. Profil polža v osne prerezu je profil za ozobje polžnika v srednji ravnini. Izhodni profil polžnika dobio torej v osne prerezu polža. V te prerezu določao ere zobne višine, teenske razstope in zobne debeline. Vse definicije tega poglavja se nanašajo na valjaste polže brez odstopkov in napak. Enačbe torej veljajo za ienske ere ozobja (slika 4.3; glej tudi sliko 4.6). Veličine valjastih polžev (v nadaljevanju polžev) označujeo z indekso 1. 4..1 Prerezi polža Zaradi enostavnega in lažjega sporazuevanja so definirani različni prerezi v katerih opazujeo zobe polža in v katerih so definirane različne geoetrijske veličine polžev. Razlikujeo osni, noralni, radialni in valjaste prereze polža. 4..1.1 Osni prerez polža Osni prerez polža je prerez polžnega ozobja z ravnino, ki poteka vzporedno z osjo polža (slika 4.3). Veličine v osne prerezu označujeo z indekso x. 30

Geoetrija valjastih polžnih dvojic y z p z1 z 1 =4 p x h a1 h f1 c 1 d 1 srednja linija osnega profila 4 3 d a1 srednja zavojnica polža b 1 a) b) 1 osna ravnina Slika 4.3 Osni in radialni prerez polža: a) osni prerez polža, b) radialni prereza polža 4..1. Noralni prerez polža Noralni prerez polža je prerez polžnega ozobja z ravnino, ki poteka pravokotno na bočnice (slika 4.4). Veličine v noralne prerezu označujeo z indekso n. Prerez N-N p n s n e n h hf h a p z1 =z 1 p x β N γ N d f1 d 1 d a1 γ Slika 4.4 Noralni prerez polža 4..1.3 Radialni prerez polža Radialni prerez polža je prerez polžnega ozobja z ravnino, ki je pravokotna na os polža (slika 4.3). Veličine v radialne prerezu označujeo z indekso t. 4..1.4 Valjasti prerez polža Pri raziskavah ubirnih razer si orao pogosto poagati s prerezi ozobja z valji okoli osi polža, ki jih ienujeo valjasti prerezi. 31

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4.. Določilne veličine polža splošne 4...1 Število zob polža Polž ia lahko enega ali več zob, ki se vijejo kakor stopnje vijakov pri nespreenjeni višini vzpona okoli osi polža. Število zob z 1 je število v radialne prerezu prerezanih zob (slika 4.3). 4... Ozobno razerje Ozobno razerje zob u je razerje števila zob polžnika z in števila zob polža z 1. Ozobno razerje u je vedno večje ali enako ena (u 1). z u = (4.1) z 1 4...3 Preer srednjega valja polža Osnovna geoetrijska veličina valjastega polža je preer srednjega valja polža d 1 (slika 4.3) Izračunao s poočjo enačbe 5. ali pa izbereo standardnega (glej poglavje 4..8) z1 n d 1 = q = (4.) sin γ Glede na konstrukcijske zahteve lahko preer srednjega valja svobodno izbirao. Standardizirane vrednosti in prioritetne vrste priporoča DIN 3976. 4...4 Srednji kot vzpona polža Srednji kot vzpona polža γ je ostri kot ed tangento na bočnico srednjega valja in ravnino radialnega (čelnega) prereza (slika 4.3). z1 z1 tan γ = = (4.3) d q 1 4...5 Srednji nagibni kot Srednji nagibni kot β in srednji kot vzpona sta kopleentarna kota (slika 5.4). Ta kot je enakovreden kotu poševnosti pri zobnikih s poševni ozobje. β = 90 (4.4) γ 4...6 Noralni razdelek na srednje valju polža Noralni razdelek na srednje valju p n je ločna razdalja, ki jo erio v noralne prerezu polža na srednje valju ed dvea istoienskia zobnia bokoa dveh sosednjih zob (slika 4.4). 4...7 Višina zoba polža Višina zoba h 1 je radialna razdalja ed teenski valje in vznožni valje polža, ki je enaka vsoti višine zobnega vrha in višine zobnega korena (slika 4.4). 1 h1 = ha 1 + h f 1 = ( d a1 d f 1 ) (4.5) 4...8 Višina zobnega vrha polža Višina zobnega vrha ha1 (slika 4.4) je v splošne enaka odulu. h a 1 = 1 (4.6) 3

Geoetrija valjastih polžnih dvojic V posebnih prierih (npr. pri delilnih polžih ali pri polžih s posebno veliki koto vzpona) lahko nadoestio koeficient 1 z ustrezno večji ali anjši koeficiento. 4...9 Preer teenskega valja polža Preer teenskega kroga d da1 a1 1 a1 (slika 4.4) izračunao po enačbi: = d + h (4.7) 4...10 Višina zobnega korena polža Višina zobnega korena h f 1 * ( ) (slika 4.4) je: h f 1 = 1+ c 1 (4.8) V posebnih prierih (npr. pri delilnih polžih ali pri polžih s posebno veliki koto vzpona) lahko nadoestio koeficient 1 z večji ali z anjši koeficiento. c 1 * je koeficient teenskega razstopa polža (glej poglavje 5..3.1). Zaradi večje nosilnosti polžnika je zaželeno, da je c 1 * či anjši. Na splošno znaša vrednost c 1 * od 0,1 do 0,3. S standardo EDIN 3975-1 1 je priporočena vrednost 0,. Koeficient c 1 * orao upoštevati pri izdelavi oziroa naročilu orodja za izdelavo polžnika. c1* orao upoštevati pri izdelavi oziroa naročilu orodja za izdelavo polžnika. 4...11 Preer vznožnega valja polža Preer vznožnega kroga d f 1 (slika 4.4) izračunao po enačbi d = d hf 1 (4.9) f 1 1 4..3 Določilne veličine v osne prerezu 4..3.1 Korak vijačnice Korak vijačnice p z1 je razdalja ed dvea zaporednia zavojea istega zobnega boka enega zoba, ki jo erio vzporedno z osjo polža (slika 4.3). Korak vijačnice enega zobnega boka polža je na področju ed teenski valje in vznožni valje na vsaki razdalji od polžne osi enako velik. 4..3. Reduciran korak vijačnice Za preračune potrebujeo včasih reduciran korak vijačnice. p 1 z1 p = z z1red = π (4.10) 4..3.3 Osni razdelek p x Osni korak je osi polža vzporedna razdalja ed dvea istoienskia zobnia bokoa dveh sosednjih zob (slika 4.3). p z1 p x = = π (4.11) z 4..3.4 Modul 1 Modul (osni odul) dobio ko osni razdelek delio s π: 1 črka E poeni osnutek (Entwurf) standarda 33

Geoetrija valjastih polžnih dvojic p x = x = (4.1) π Opoba: V polžnih gonilih, ki iajo kot osi anjši od 90 (Σ<90 ) ia polž osni odul, polžnik pa ia radialni odul. Pri kotu osi Σ=90 je osni odul polža ( ) enak x radialneu odulu polžnika ( t ). Pri takšnih polžnih gonilih pišeo odul brez indeksa. Kote osi Σ=90 v praksi tudi največ uporabljao, zato uporabljao odul. 4..4 Debelina zoba, širina edzobne vrzeli t Debelino zoba in širino edzobne vrzeli polža navajao ponavadi v noralne prerezu. Vrednosti teh dveh veličin pa lahko navajao oz. erio tudi v kake druge prerezu, npr. v osne prerezu. V te prieru orao uporabljati ustrezne indekse ali pa rezultate preračunati na noralni prerez. 4..4.1 Debelina zoba na srednje valju v noralne prerezu Debelina zoba na srednje valju v noralne prerezu s n je dolžina loka vijačnice na srednje valju, ki poteka pravokotno na bočnico srednjega valja ed desni in levi boko enega zoba (slika 4.4). Izračunao jo po enačbi: π sn = cos γ (4.13) 4..4. Tetivna debelina zoba na srednje valju v noralne prerezu Tetivna debelina zoba na srednje valju v noralne prerezu s n je najkrajša razdalja ed bočnicaa srednjega valja na ene zobu (slika 4.4). To veličino lahko enostavno zerio. 4..4.3 Širina edzobne vrzeli na srednje valju v noralne prerezu Širina edzobne vrzeli na srednje valju v noralne prerezu e n je dolžina loka vijačnice na srednje valju, ki poteka pravokotno na bočnico srednjega valja ed bokoa ene vrzeli (slika 4.4). Izračunao jo po enačbi: π en = cos γ (4.14) 4..4.4 Debelina zoba na srednje valju v osne prerezu Ienska debelina zoba na srednje valju v osne prerezu s x (slika 4.3) se izračuna z naslednjo enačbo: sn π sx = = (4.15) cos γ 4..4.5 Širina edzobne vrzeli na srednje valju v osne prerezu Ienska širina edzobne vrzeli na srednje valju v osne prerezu e x (slika 4.3) se izračuna z naslednjo enačbo: en π ex = = (4.16) cos γ 4..5 Posebne določilne veličine pri ZI polžih ZI polže lahko satrao za valjaste zobnike s poševni evolventni ozobje (glej DIN 3960). Razlika je sao v načinu določitve višine zoba in naslednjih : 34 x

Geoetrija valjastih polžnih dvojic ZI polže izdelujeo v splošne s število zob z 1 = 1...6, oblika zobnika pa je določena s število zob z1, osni odulo (glej poglavje 5.1), srednji koto vzpona γ oziroa kotu poševnosti β pri čeer je večinoa β >45 ; valjaste zobnike s poševni evolventni ozobje izdelujeo večinoa s število zob z > 6, oblika zobnika pa je določena s število zob, noralni odulo (odul izhodnega profila je enak noralneu odulu zobnika), z nagibni koto bočnic β in s koeficiento profilnega preika x, pri čeer je večinoa β <30. polži iajo izhodiščni profil v osne prerezu, zobniki pa v noralne Preer srednjega valja d 1 polža je enak preeru razdelnega kroga d ustreznega poševno ozobljenega valjastega zobnika. α0 Izdelovalni kot je enak nagibneu kotu izhodnega profila noralne prerezu poševno ozobljenega zobnika. Za preračunavanje določilnih veličin veljajo naslednja razerja: β β n x α PO in ubirneu kotu α n v = cosγ (4.17) = 90 (4.18) γ = 90 (4.19) b γ b n 4..5.1 Osnovni valj (preer osnovnega kroga) Osnovni valj je valj okoli osi polža, od koder se razvija evolventni zobni bok (slika 4.5). Preer osnovnega kroga izračunao po enačbi: d tanγ = d = tanγ b1 1 b z tanγ 1 b (4.0) 4..5. Kot vzpona na osnovne valju Kot vzpona γ b na osnovne valju je kot ed tangento na vijačnico na osnovne valju in poljubno radialno ravnino (slika 4.5). Kot vzpona na osnovne valju izračunao po enačbi: cosγ = cosγ cosα b 0 (4.1) 4..5.3 Izdelovalni kot Je ostri kot ed pravokotnico na polža in oblikovno črto-konturo rezalnega roba orodja. Pri polžu oblike ZI je ta kot enak vpadneu kotu α n boka polža na srednje valju v noralne prerezu. Pri drugih oblikah polžev to več ne drži in je potrebno pri izdelavi polža in polžnika upoštevati določiti ustrezen izdelovalni kot, če hočeo v noralne prerezu določen vpadni kot profila α n npr. α n =0. To orao upoštevati še posebej pri večjih kotih vzpona γ oziroa večvojnih polžih. 35

Geoetrija valjastih polžnih dvojic Prerez A-A γb tvornica A d b1 d 1 pb A 4..5.4 Razdelek na osnovne valju Slika 4.5 Dodatne določilne veličine pri ZI polžih Razdelek na osnovne valju p b je najanjša razdalja ed dvea zaporednia istoienskia zobnia bokoa v ravnini, ki tangira osnovni valj (slika 4.5). p b = 4..5.5 Širina polža π cos γ (4.) b Širina polža b 1 je razdalja ed radialnia površinaa zob, ki jo erio v seri osi polža (slika 4.3). Širina polža naj bo tolikšna, da pridejo do ubiranja vse ožne dotikalne točke. To pa dosežeo, če je: b a (4.3) 1 d d Pri polžnih gonilih brez profilnega preika je: b z 1 (4.4) 1 + 4..5.6 Izbočenje zobnih bokov Izbočenje zobnih bokov je naerno korigiranje zobnih bokov, da bi preprečili prenos tlaka v bližini zobnih robov. Pri polžih gre vedno za višinsko izboklost, t.j. odstopek zobnega profila na zobne vrhu in zobne korenu od zobnega profila, ki bi nosil po vsej višini. Če je potrebno izdelao polže z višinsko izboklostjo, pri čeer lahko korigirao profil zobnega vrha ali zobnega korena ali pa profil zobnega vrha in zobnega korena hkrati. 4.3 DEFINICIJE POJMOV IN DOLOČILNE VELIČINE POLŽNIKA Vse definicije v te poglavju se nanašajo na polžnike brez odstopkov in napak. Enačbe veljajo za ienske ere določilnih veličin ozobja polžnika. Polžnik je proti zobnik polža. Ubirni kot in debelina zoba polžnika sta določena z veličinai polžnega zoba v kotalni ravnini. Oblika zob polžnika je odvisna od oblike polžnega zoba, po katere je oblikovano orodje za obdelavo ozobja polžnika, kakor tudi od števila zob polžnika in edosnega razika. Veličine na polžniku praviloa označujeo z indekso. 36

4.3.1 Modul in ser vzpona 4.3.1.1 Modul Geoetrija valjastih polžnih dvojic Modul (radialni odul t ) polžnika je enak odulu (osneu odulu x ) polža za kot ed osea polža in polžnika Σ=90. = t = x (4.5) 4.3.1. Ser vzpona zobnih bokov Ser zobnih bokov polžnika je odvisna od seri zobnih bokov pripadajočega polža. Polžnik z desno (levo) serjo zob dvojio vedno s polže z desno (levo) serjo zobnih bokov polža. 4.3. Določilne veličine v srednji ravnini Srednja ravnina (slika 4. in 4.6) Pri polžne gonilu z valjasti polže s koto osi Σ= 90 je srednja ravnina polžnika tista ravnina, ki je pravokotna na os polžnika in v njej leži os polža. V srednji ravnini navajao določilne veličine polžnika, ki so prikazane na sliki 4.6. ϑ d a1 p r k r e s d hf ha de da d x df c a b Slika 4.6 Mere polžnika 4.3..1 Razdelni krog, preer razdelnega kroga Pri polžniku se razdelni krog vedno ujea s kotalni krogo. Preer razdelnega kroga je preer kotalnega valja (slika 4.6). Preer razdelnega kroga izračunao po enačbi: d = z (4.6) 37

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4.3.. Razdelek na razdelne krogu Razdelek p (razdelek na razdelne krogu) je dolžina loka na razdelne krogu ed dvea zaporednia istoienskia zobnia bokoa polžnika (slika 4.6). Njegova ienska vrednost je enaka aksialneu razdelku p x polža. Izračunao ga po enačbi: d π p = π = (4.7) z 4.3..3 Preik profila osnovne zobnice Preik profila osnovne zobnice x je radialna razdalja ed srednji valje polža in razdelni krogo polžnika (slika 4.6). Ta razdalja je določena z določilnii veličinai polža in polžnika (odul, število zob z ) in edosni raziko polžnega gonila, ki jo lahko določio glede na konstrukcijske zahteve. Preik profila osnovne zobnice izračunao z enačbo: 1 x = a ( d 1 d + ) (4.8) Prednost dajeo pozitivni preiko profila osnovne zobnice x 0. Pri pozitivne preiku profila osnovne zobnice je edosni razik polžnega gonila večja za vrednost x od vrednosti, ki jo dobio iz, z in q. 4.3..4 Koeficient preika profila osnovne zobnice Koeficient preika profila osnovne zobnice izračunao s poočjo naslednje enačbe. Glej poglavje 4.1.10 in enačbo 4.7. a q + z x = (4.9) 4.3..5 Debelina zoba na razdelne krogu Debelina zoba na razdelne krogu s je dolžina loka na razdelne krogu ed obea bokoa enega zoba polžnika (slika 4.6). Ienska era debeline zoba na polžniku je enaka razdelku na razdelne krogu polžnika zanjšana za zobno debelino polža, ki jo erio v osni seri na poleru polža a r = r 1 + x. Ta zobna debelina polža je odvisna od edosnega razika in oblike zobnega boka polža. Pri polžnikih brez preika profila osnovne zobnice je: π s = (4.30) Bočni razstop lahko dobio, če izdelao ozobje polžnika z negativnii odstopki zobnih debelin. 4.3..6 Širina edzobne vrzeli na razdelne krogu Širina edzobne vrzeli na razdelne krogu e je dolžina loka na razdelne krogu znotraj ene edzobne vrzeli polžnika. Ienska era širine edzobne vrzeli je enaka ienski zobni debelini polža na poleru a r = r 1 + x v osne prerezu. Pri polžniku brez preika profila osnovne zobnice se širina edzobne vrzeli na razdelne krogu izračuna po naslednji enačbi: π e = (4.31) 4.3.3 Osni prerez polžnika in določilne veličine v osne prerezu Prerez ozobja polžnika, ki leži na osi polžnika, je osni prerez polžnika. 38

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4.3.3.1 Površina srednjega žleba, poler srednjega žleba Površina srednjega žleba je globoidna površina na polžniku, ki se dotika srednjega valja polža (slika 4.6). Poler srednjega žleba polžnika je enak poleru srednjega kroga r 1 polža (enačba 5.). 4.3.3. Višina zoba polžnega zobnika Višina zoba h je vsota višine zobnega vrha h a in višine zobnega korena h f (slika 4.6). h = h + h (4.3) a 4.3.3.3 Višina zobnega vrha f Po standardu DIN 3975 so vse zobne višine polžnika za vse srednje kote vzpona γ določene v odvisnosti od odula. Višina zobnega vrha h a polžnika navajao od razdelnega kroga (slika 4.6). ha = ( 1+ x) (4.33) V posebnih prierih lahko faktor 1 ustrezno nadoestio z večji ali anjši faktorje. 4.3.3.4 Višina zobnega korena in koeficient teenskega razstopa Višino zobnega korena ( h f polžnika navajao od razdelnega kroga (slika 4.6). ) h = x+ c * (4.34) f 1 V posebnih prierih lahko nadoestio faktor 1 z ustrezno večji ali anjši faktorje. * * Koeficient teenskega razstopa c je v splošne c =0,1...0,3. Prednost dajeo vrednosti c * =0,. 4.3.3.5 Ploskev zobnega teena Ploskev zobnega teena je rotacijska površina okoli osi polžnika, ki oejuje zobe polžnika od zunaj. To površino sestavljata na splošno površina teenskega žleba in zunanji valj. 4.3.3.6 Površina teenskega žleba, poler teenskega žleba Površina teenskega žleba je globoidni del teenske površine; tvornica te površine je krožni lok s središče v osi polža. Poler teenskega žleba r k je poler kroga, ki ustvarja površino teenskeka žleba (slika 4.6). Njegova ienska era je: da rk = a (4.35) 4.3.3.7 Teenski krog, preer teenskega kroga Teenski krog je prerezni krog površine teenskega žleba z srednjo ravnino polžnika (slika 4.6). Preer teenskega kroga izračunao po enačbi: d a = d + ( 1+ x) (4.36) 4.3.3.8 Zunanji valj, zunanji preer Zunanji valj je valjasti del teenske površine, njegov preer je zunanji preer d e (slika 4.6). Ta preer je največji preer telesa polžnika, njegovo ero pogojujejo konstrukcijski vidiki. Za oceno velja: de da + (4.37) 39

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4.3.3.9 Kot širine polžnika Kot širine polžnika ϑ je središčni kot tvornice srednjega žleba ed stranskia oz. teenskia površinaa ozobja (slika 4.6). 4.3.3.10 Ploskev dna edzobne vrzeli Ploskev dna edzobne vrzeli je globoidna površina do katere so vrezana edzobja v telo polžnika. 4.3.3.11 Vznožni krog, preer vznožnega kroga Vznožni krog je prerezni krog ploskve dna edzobne vrzeli s srednjo ravnino polžnika (slika 4.6). Preer vznožnega kroga d f v splošne izračunao po enačbi: d f = da ( + c * ) (4.38) d a1 d 1 b b H b R de b H b H =b + x = b R =b+ x d d + x a1 1 Slika 4.7 Širine polžnika 4.3.3.1 Širina polžnika Širina zoba polžnika b je razdalja ed ravninaa, ki sta pravokotni na os polžnika in vsebujeta presečnici površine srednjega žleba in stranskih površin (oz. teenskih površin) ozobja (slika 4.7). V običajne prieru, če so zobje oblikovani sietrično na srednjo ravnino, je to dolžina tetive kroga, ki tvori površino srednjega žleba ed presečnicaa tega kroga s stranskia (teenskia) površinaa ozobja. d 1 d a e b b ax = (4.39) 40

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4.3.3.13 Širina polžnika Širina polžnika b H (slika 4.7) je najbližja razdalja ed presečišče teenskega kroga valjastega frezala in konturo surovca (venca) polžnika. 4.3.3.14 Širina polžnika Širina polžnika b R (slika 4.7) je širina telesa polžnika. 4.3.4 Teenski razstop (ohlap, zračnost) Razdalja na srednjici polža in polžnika ed teenski valje enega eleenta in vznožni valje drugega eleenta se ienuje teenski razstop. 4.3.4.1 Teenski razstop polža Je razdalja na osne raziku ed teenski valje polža in vznožni valje polžnika. Določio jo po naslednji enačbi. 1 c1 = a ( d a1 d f ) = c1 * (4.40) Koeficient teenskega razstopa polža c1* orao upoštevati pri izdelavi oziroa naročilu orodja za izdelavo polžnika. Glede na nosilnost polžnika je zaželeno, da je c 1 * či anjši.na splošno znaša od 0,1 do 0,3, s standardo EDIN 3975-1 je priporočena vrednost 0, (glej poglavje 5...10). 4.3.4. Teenski razstop polžnika Je razdalja na osne raziku ed teenski valje polžnika in vznožni valje polža. Določio jo po naslednji enačbi. 1 c = a ( da d f 1) = c * (4.41) Koeficient teenskega razstopa polžnika c * orao upoštevati pri izdelavi oziroa naročilu orodja za izdelavo polža. c * na splošno znaša od 0,1 do 0,3, s standardo EDIN 3975-1 je priporočena vrednost 0,. 4.3.5 Bočni razstop (zračnost, ohlap) V splošne je bočni razstop razdalja v določeni seri ed nedelavnia bokoa zob polža in polžnika, ki sta vgrajena v ohišje, če se delavni boki dotikajo. Ienski bočni razstop določio iz dovoljenih odstopkov debeline zob pri idealno izdelanih (brez drugih odstopkov in napak) polžu in polžniku. Odstopanja od ienskega bočnega razstopa se povečujejo z odstopki osnega razika in odstopkih vzpona (razdelka). Krožni tek povzroča spreinjanje bočne zračnosti. Dejanski bočni razstop se tako spreinja od zoba do zoba pa tudi ed ubiranje dveh zob. Pri podajanju bočnega razstopa je tako potrebno povedati kako in kje je bočni razstop izerjen in ali je to največja, najanjša ali srednja vrednost. Pri polžnih gonilih v glavne uporabljao dve različna bočna razstopa. 4.3.5.1 Krožni bočni razstop Krožni bočni razstop j t je največja dolžina krožnega loka na kotalne valju, za katero se lahko zavrti polžnik, če polž iruje. 4.3.5. Aksialni bočni razstop Aksialni bočni razstop j x je razdalja v osni seri polža ed nedelavnia bokoa zob polža in polžnika, če se delavna boka dotikata. 41

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4.4 UBIRANJE POLŽNE DVOJICE Karakteristike gibanja polžnih gonil so v glavne podobne gibanju valjastih zobnikov z vijačnii zobi (vijačniki), s to razliko, da se pri polžnih gonilih dotik ustvarja v liniji, zato je gibanje bližje gibanju atice in vijaka. Polžnik se načeloa lahko obravnava kot valjasti zobnik s poševnii zobi. Pri vrtenju, opazovano v vzdolžni seri, ia polž enakoerno gibanje navojnih profilov v osni seri. 1 3 4 5 C 1 C 3 C 5 A A 5 A 4 3 A A 1 α w ϕ ϕ 3 5 4 γ 1 A A 1 A A 3 4 A 5 r b r a Slika 4.8 Konstrukcija ubirnic Gibanje polžnika bo enako, če se polž vrti enakoerno okrog svoje osi ali če ia ustrezen osni poik. V prieru, da gredi oklepata kot = 90, predstavljajo profili vijačnice polža v srednji ravnini polžnika zelo enostavno ubirno črto, ki ustreza ubiranju zobnice (osni presek polža) s profili srednjega preseka zob polžnika. Za preseke, ki ležijo izven sredine polžnika, se stik lahko prenese na stik zobnice z ustrezni profilo polžnika. Ravnine, vzporedne z osjo polžnika, sekajo polž v presečiščih, ki iajo različna zakrivljenja in različne nagibe (slika 4.8). Ubirnico lahko določio tudi s poočjo osnovnega zakona ozobja. Na sliki 4.8 predstavljajo A 1 do A 5 ubirnice, ki prehajajo skozi kineatične točke C 1 do C 5, ki ležijo na kineatični osi. Ubirnice pri te enjajo svoj nagib in potek odvisno od nagiba in zakrivljenosti bokov od 1 do 5. 4.4.1 Ubiranje, polje ubiranja Geoetrijsko esto ožnih točk ubiranja ed polže in polžniko označujeo kot polje ubiranja. Da bi dobili polje ubiranja, je potrebno določiti točke začetka in konca ubiranja. Točke konca ubiranja dobio v presečišču ubirnih črt ( A, A 3, A 4 ) in ustreznih ejnih teenskih linij profila polža (, 3, 4 slika 4.9) v posaeznih presekih. Točke začetka ubiranja dobio v presečišču ustreznih teenskih krogov polžnika v posaeznih presečiščih (1,, 3, 4, 5) z ustreznii ubirnii črtai (A 1, A, A 3, A 4, A 5 ). Tako dobljene točke, prenesene na tloris polža na linije 1,, 3, 4, 5, predstavljajo točke, znotraj katerih se nahaja polje ubiranja. Začetek polja ubiranja (pod kineatični polo C), je določen s profilo venca polžnika. Presečnice teenskih krogov posaeznih presekov 4

Geoetrija valjastih polžnih dvojic polžnika (teenske krožnice 1 do 5 ustreznih presekov 1 do 5 polžnika) z ubirnii črtai, prenesenii v tloris, določajo eje projekcije polja ubiranja. stranski ris B tloris T 1 I C 3 C II III 4 5 I III II B A 4 A3 A 3-4 A 5 3 1-5 A 1 A A 3 A 4-4 Slika 4.9 Polje ubiranja Polje ubiranja je zakrivljena ploskev, ki je na vhodni strani (presek 5, slika 4.9) krajša kot na izhodni (presek 1, slika 4.9). Dobljeno polje ubiranja ustreza kotu = 90. Za druge kote dobio projekcijo polja ubiranja na podoben način. Linije stika označene z I, II, III predstavljajo geoetrijsko esto točk istočasnega ubiranja, dobljene pa so kot presek polja ubiranja in boka vijačnice polža. Položaj in dolžino teh črt stika lahko dobio na naslednji način: točka v kateri posaezna ubirna črta seka pripadajoči profil zobnice, predstavlja eno od točk linije dotika. S projekcijo te točke na ustrezno linijo dotika v tloris in prenoso višine te točke od osi polža v ustrezne preseku stranskega risa, dobio ustrezno točko v tlorisu (T) in stranske risu (B). Ta postopek je potrebno ponoviti za različne osno poaknjene položaje polža, dokler ne dobio popolne črte stika po celotni širini in višini polja ubiranja (glej sliko 4.9). Na sliki 4.10 je prikazan potek linije stika zob od začetka do konca ubiranja v zaporedju 1- začetek, 3-konec ubiranja, enega evolventnega (ZI) in enega ZC polžnega gonila. Za oba prenosnika (ZI in ZC) so prikazane izbrane točke stika in diagra hitrosti. Rezultirajoča hitrost gibanja (v) izbrane točke stika je dobljena iz obodne hitrosti te točke (v t ) in hitrosti kotaljenja (v ). Obodna hitrost v je projekcija hitrosti drsenja v g. Hitrost valjanja v je negativna hitrost poika linije stika od začetka proti koncu dotika. Če je vektor rezultirajoče hitrosti določene točke na črti stika pravokoten na tangento (T) v tej točki, obstaja ožnost, da se v oljne filu ustvarijo pogoji za dinaično azanje, s te pa tudi izgube padejo na relativno nizke vrednosti. Kjer pa se rezultanta hitrosti približuje seri stične črte, je pritisk v oljne filu nizek oziroa ga sploh ni, zato je delo trenja in izgube toliko večje. Če ležijo stične črte ena blizu druge, poeni da je poler zakrivljenja bokov (v preseku pravokotne na stično črto) ajhen in da so zaradi tega kotalni pritiski visoki (pojav jaičenja angl. pittinga). 43

Geoetrija valjastih polžnih dvojic da1 d1 df1 čelni prerez polža n 1 vzdolžni (aksilani) prerez polža da1 d1 df1 kineat. preica kineat. preica b čelni prerez polža T b df d=d da da n 1 df d d da da n dotikalna linija ZI polža vzdolžni (aksilani) prerez polža n ubirnica dotikalna linija ZC polža kineatična preica kineatična preica Slika 4.10 Dotikalne linije polžev ZI in ZC ZA, ZN, ZI in ZK polži s kineatično osjo, naeščeno na sredini zoba enake kvalitete izdelave, se zelo alo razlikujejo ed seboj v pogledu obreenjenosti bočnih ploskev, pritiska v oljne filu in izgub oči. ZC polžna gonila, pri katerih kineatična os leži skoraj na zunanje preeru polža (slika 4.10), vendar so tudi dotikalne (stične) linije bolj stre, dosegajo ugodnejše vrednosti od ZI polžnih gonil, ki so te večje, či večje so obodne hitrosti, či večji je kot vzpona, či večji je razak osi in či anjše je prestavno razerje. 4.4. Stopnja prekrivanja polžnih dvojic Za oceno vrednosti stopnje prekrivanja polžnih dvojic upoštevao ubiranje profila polža s polžniko v srednje preseku polžnika, kar približno ustreza ubiranju zobnice s polžniko. V osne preseku je ubirna črta nagnjena za kot α n (vpadni kot). Če zobje polžnika niso spodrezani, bo v polju ubiranja erodajna pot ubiranja: EE A = l cos α (4.4) n določena s teenski preero polžnika r a ( v ejne prieru z r A ) in teensko linijo polža. Iz enačbe (4.4) sledi: EE l = A (4.43) cos α a ε Stopnja prekrivanja (srednja) je razerje ed dolžino ubiranja v ravnini pravokotni na kot vzpona in noralni razdelko. ε l 1 = (4.44) cos γ p n 44

Geoetrija valjastih polžnih dvojic pri čeer je p = cos γ (4.45) n p x d a1 d 1 l E A ra0 C r a1 ha T 1 p x l α 0 b b H =0.8d 1 l/cos γ γ γ ha hf r re r cosα0 r e ra p n Iz slike 4.11izhaja naslednja zveza: Slika 4.11 Stopnja prekrivanja polžnih dvojic EE 1 A ε (4.46) cosα0 cos γ px Če izrazio EE A s poočjo veličin, ki izhajajo iz slike 4.11: EE A = T1E A T1 C + EC, (4.47) dobio, da je stopnja prekrivanja: ε T1 E = cosα r a A 0 ( r T1C + EC cos γ p cosα ) 0 cosα 0 x r cos ( r γ cosα ) p x 0 ha + sin α 0 (4.48) Za evolventne (ZI) polžne prenosnike lahko stopnjo prekrivanja izračunao na enak način, pri čeer je potrebno računati z nadoestni število zob z n = z /cos 3 γ, kot da se polž nahaja v ubiranju valjasti zobniko s poševnii zobi, katerih nagib bočnih ploskev znaša γ. 45

Geoetrija valjastih polžnih dvojic 4.5 MEJNO ŠTEVILO ZOB Če je število zob polžnika ajhno, pri frezanju polžnika tee frezala spodreže koren zoba. S te pride do oslabitve zob v korenu in do znižanja stopnje prekrivanja. Mejno število zob polžnika z, pri katere še ne pride do spodrezavanja korena izračunao s poočjo slike 4.1: C d1 ha0 ha T z x α 0 0 h a0 višina glave zoba orodja (frezala) h a višina glave zoba polža Slika 4.1 Mejno število zob polžnika ha0 z sinα 0 CT = =, (4.49) sinα ha0 z =, (4.50) sin α sin α 0 pri čeer velja ocena za polžnike brez profilne preaknitve z 30 pri α 0 = 15 z 17 pri α 0 = 0. 0 Če vzaeo anjše število zob (v praksi je to zelo redko) kot izračunao po enačbi (4.1) orao izvesti polžnik z ustrezno profilno preaknitvijo (glej poglavje..) Postopek izbire profilne preaknitve je enak kot pri valjastih čelnih zobnikih, s te da ia profilno preaknitev sao polžnik. 4.6 POTREBNI PODATKI ZA IZDELAVO POLŽA IN POLŽNIKA Po določitvi osnovnih geoetrijskih in kineatičnih veličin polžne dvojice, je potrebno ustrezno podati osnovne podatke na risbah (delavniške risbe). Izhajao iz standarda DIN 3966, kjer najdeo nasvete, kako in katere podatke naj pripravio na delavniški risbi. Nekaj er je kotiranih, druge (ki jih ne oreo kotirati) pa so zbrane v tabeli, ki je tako kot pri risbah valjastih zobnikov del risbe. V njej najdeo podatke, ki so potrebni pri izdelavi in kontroli erilnih veličin. Običajno dodao še osnovne podatke o delu, ki se pari. Poebno je, da v preglednico in na ribo vpisujeo tiste podatke, ki jih kasneje potrebujeo pri izdelavi, kontroli, skladiščenju, ontaži 46

Geoetrija valjastih polžnih dvojic Ko končno oblikujeo podatke na risbi, ne delajo napak, da sao nekaj»prepisujeo«iz tega vzorca ali drugih risb, apak sledio ožnosti, tako postopku izdelave, kot tudi ožnosti kontrole in pozneje preskušanja, če je potrebno oziroa načrtovano. Za vsak podatek na risbi orao natančno vedeti, zakaj je ta in zakaj ia takšno vrednost. Hkrati orao vse postopke tudi izboljševati oziroa odernizirati v sislu potreb po večji kvaliteti, nosilnosti in izkoristku. Sao na ta način je ogoče biti konkurenčen. Na sliki 4.14a je prikazan delavniški načrt polža in na 4.14b delavniški načrt polžnika, iz katerih je razvidno, s katerii osnovnii podatki naj bodo načrti opreljeni. Na sliki 4.14 so podane ere, ki se nanašajo na izdelavo dela polža in polžnika, kjer bo ozobje. V preglednici 4.1 so podane osnovne konstrukcijske veličine, ki jih ora vsebovati delavniška risba polža oziroa polžnika. a) b) Slika 4.134 Potrebni podatki na delavniške načrtu: a) polža, b) polžnika V preglednici 4.1 so zbrani podatki, ki jih na risbo ne oreo kotirati, ker bi bila nejasna. To so veličine, ki so nujno potrebne pri izdelavi polža in polžnika (orodje, nastavitve strojev) in pa kontrolne veličine, na osnovi katerih ocenjujeo ustreznost izdelanega ozobja. S standardo so ti podatki opredeljeni, prav tako groba oblika preglednice. Izbira in priprava orodja je definirana z odulo, preero valja d 1 in d in izdelovalni koto α 0. Na osnovi vzpona p z1, kota vzpona γ in števila zob ustrezno nastavljao stroje. Kontrolni podatki in ere teeljijo na debelini zoba polža in polžnika in so ustrezno prilagojeni naši ožnosti proizvodne kontrole (era preko valjčkov, kroglic, kontrola z etalonski polže, dovoljeni opleti glej poglavje 9). S podatko o kvaliteti ozobja pa kontrolirao druga dopustna odstopanja, ki so predvidena s standardo in so navedena v prejšnje poglavju 9. Večino jih lahko določao na trikoordinatne erilne stroju in ustrezni prograo. Druge ere, ki določajo velikost, obliko in izvedbo polža in polžnika pa oblikujeo glede na naše potrebe in ožnosti (vležajenje, oblika gredi, izvedba polžnika). Napotke o te najdete v poglavju 13, ki govori o oblikovanju in izvedbah polžev in polžnikov. 47

Geoetrija valjastih polžnih dvojic Preglednica 4.1 Potrebni podatki polža in polžnika na delavniških načrtih Polž Število zob z 1 Preer srednjega valja polža d 1 Modul (osni odul) Višina zoba Ser vzpona vijačnice (leva/desna) Korak vijačnice polža p z1 Kot vzpona na srednje valju polža γ Oblika polža po DIN 3975 / A, N, I, K,C) Osni razdelek p x Kvaliteta ozobja in tolerančno polje Oblika polža po DIN 3975 / A, N, I, K,C) Izdelovalni kot α 0 Merilne veličine debeline zoba 1) Oblika bočnice I Mera preko valjčkov M Preer valjčka Preer osnovnega kroga d b1 Kot vzpona na osnovne valju D M Debelina zoba s toleranco s n Dodatne tolerance ozobja in kontrolne zahteve Šifra Polžnik Število Osni razik Dodatne zahteve (po potrebi): γ b Polžnik Število zob z Preer razdelnega kroga d Modul (čelni odul) Koeficient profilne preaknitve x Višina zoba h Ser vzpona vijačnice (leva/desna) Kvaliteta ozobja in tolerančno polje Dodatne tolerance ozobja in kontrolne zahteve (npr. odstopanje osnega razika pri erjenju z etalonski polže) 1) Preer srednjega valja d Šifra Polž Število zob z 1 Osni razik Bočna zračnost pri ubiranju (po potrebi) Dodatne zahteve (po potrebi) 1) Te kontrolne veličine so določene s strani proizvajalca, razen če niso podane posebne zahteve s strani kupca. 48

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila 5 VRTILNI MOMENTI, SILE, HITROSTI IN IZKORISTEK POLŽNEGA GONILA Poglavje pregledno podaja izračun sil, hitrosti in izkoristka polžne dvojice (tudi za saozaporne pare). Priloženi so izkustveni diagrai za določitev izkoristka. 5.1 UVOD Natančne kontrole, ne sao polžne dvojice, apak celotnega gonila, zahtevajo da poznao sile, ki izhajajo iz polžne dvojice, izkoristek polžne dvojice in ostalih eleentov gonila (ležaji, tesnila, vpliv olja), sicer ne oreo kontrolirati ne polžne dvojice, ne gredi in ležajev ter ohišja gonila. Pri polžne gonilu se vse sile dogajajo v prostoru, zato se je potrebno v to probleatiko poglobiti. Da bi bile zadeve lažje razuljive, izhajao iz spoznanj in ugotovitev iz valjastih zobniških parov. Se pravi, če so relacije, ki so poznane iz valjastih parov poznane, pote tudi določitev sil, ki delujejo na polžne pare in ležaje obeh gredi niso težko ugotovljive. Izredno poebno je, da se ugotovi kaj je pogonski eleent, ser vijačnice polža in ser vrtenja. 5. SILE Na polžasto dvojico delujejo obodni sili F t1,, osni sili F x1, in radialni sili F r1,. Sile so prikazane na slikah 5.1 in 5.3. Slika 5.1 Sile, ki delujejo na polžasto dvojico Na sliki 5. je prikazan polž naeščen nad polžniko (a) in pod polžniko (b). Preglednica 5.1 skupaj s sliko 5. podaja pregled seri vrtenja polža in seri vijačnice, kakor tudi seri delovanja sil. Za izračun teh sil orao poznati vrtilni oent. Poebno je, da veo kaj je pogonski (polž ali polžnik) oziroa kateri je gnani eleent dvojice. 49

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila 7 1 8 3 6 4 5 6 4 3 8 5 7 1 Slika 5. Ser vrtenja polžnika v odvisnosti od seri vrtenja polža in seri vijačnice a - zgornji polž, b - spodnji polž Preglednica 5.1 Seri vrtenja polžnika v odvisnosti od seri vrtenja polža in vijačnice Polž naeščen nad polžniko (sl.5.a) Ser Ser vrtenja Ser osnih sil vijačnice polža polžnika polža polžnika desna 1 4 8 6 desna 3 7 5 leva 1 3 7 5 leva 4 8 6 Polž naeščen pod polžniko (sl.5.b) Ser Ser vrtenja Ser osnih sil vijačnice polža polžnika polža polžnika desna 4 7 5 desna 1 3 8 6 leva 3 8 5 leva 1 4 7 6 5..1 Izračun vrtilnega oenta 5..1.1 Vrtilni oent na vstopni gredi Vrtilni oent na vstopni gredi izračunao po naslednjih enačbah: T = 1 1 T K N A (5.1) T1 N 30 P1 = π n 1 (5.) 50

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila 5..1. Vrtilni oent na izstopni gredi Vrtilni oent na izstopni gredi izračunao po naslednjih enačbah: T = T K N A (5.3) T N 30 P u = π n 1 30 P = π n (5.4) K A je koeficient obratovanja: vrednosti po standardu DIN 3990-1 najdeo v preglednici 4.1. 5.. Določitev ostalih sil na polžno dvojico Sile na polžu in polžniku se določajo podobno kot pri valjastih vijačnih zobnikih. Na sliki 5.4 so prikazane sile, ki delujejo na zobe polža in polžnika. V kineatični točki C, na srednje preeru polža in polžnika, delujejo pravokotno na bok sile F bn1 in F bn (prerez N-N). Sile z indekso 1 se nanašajo na polž, z indekso pa na polžnik. Polž, kot pogonski del gonila, deluje na polžnik s silo F bn, polžnik pa deluje na polž z enako veliko silo v nasprotni seri, F bn1 = F bn. gnani F r F r F x F t1 F x1 F t rx1 F r1 F r1 Tloris γ pogonski Tangencialna ravnina F x R ' N μf n ρ N F n1 F x1 C γ F t F n C R R ' 1 μf n1 F t1 F r αn F bn Prerez C-C μf bn ρ F bn Prerez N-N F n F n1 C F r1 F bn1 μf bn1 F bn1 51 R 1 Slika 5.3 Sile na polžu in polžniku

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila Noralne sile F bn1 in F bn povzročajo na stranskih ploskvah zob v seri vzpona vijačnice (γ ) sile trenja F bn1 μ in F bn μ. Rezultantna sila R (v prerezu C-C), dobljena iz sil F bn1 μ in F bn μ je nagnjena napra sili F bn za kot trenja ρ. Če v prerezu N-N noralno silo F bn razstavio na koponente, dobio radialno silo F r = F bn sinα n in pravokotno na njo F n = F bn cosα n. Kot α n predstavlja noralni vpadni kot. V tlorisu predstavlja F n projekcijo sile F bn, R' pa projekcijo sile R. Kot trenja ρ' ed silaa F n in R' dobio iz enačbe: μ F tanρ = F bn n μ Fbn μ = = = μ (5.5) F cosα cosα bn n n F α = n F cos n R = bn. (5.6) cosρ cosρ Iz tlorisa na sliki 5.3 izhaja, da je: Obodna sila polžnika F t : Fbn cos α n F t = R cos( γ + ρ ) = cos( γ + ρ ). (5.7) cosρ Aksialna sila polžnika F x : Fbn cos α n F x = R sin( γ + ρ ) = sin( γ + ρ ). (5.8) cosρ Radialna sila polžnika F r : F = sin α r F bn n. (5.9) Iz enačb 5.8 za F x in 5.9 za F r izhaja: cosρ F bn = F t, (5.10) cosα cos( γ + ρ ) n cosρ F bn = F x. (5.11) cosα sin( γ + ρ ) Ker iz slike 5.a izhaja, da je: n F F F x r t = F = F = F t1 r1, x1 (5.1) dobio za polžno gonilo v katere je polž pogonski (F t1 = F x ) oziroa obodna sila na polžu = aksialna sila na polžniku. 5

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila F = T 1 t1 = Fx. (5.13) r 1 Iz enačbe za 5.10 in 5.11 izhaja: Za F x = F t1 dobio: cos( γ + ρ ) 1 F t = Fx = Fx. (5.14) sin( γ + ρ ) tan( γ + ρ ) 1 F t = F t 1. (5.15) tan( γ + ρ ) Če v enačbo F r = F bn sin α n vneseo izračunane vrednosti za cosρ cosρ F bn = Ft = Fx, (5.16) cosα cos( γ + ρ ) cosα sin( γ + ρ ) dobio za F x = F t1 sile na polžu: n n Radialna sila na polžu F r1 = radialna sila na polžniku F r Sile na polžniku: tan α n cosρ tan α n cosρ F r1 = Fr Ft = Ft 1, (5.17) cos( γ + ρ ) sin( γ + ρ ) Ft 1 F x1 =. (5.18) tan( γ + ρ ) F F F t x r = F = F = F x1 t1 r1. (5.19) Na sliki 5.4 so prikazane sile, ki delujejo na polž v horizontalni ravnini in sile trenja. 53

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila os polžnika vijačnica polža os polža polžnik F t1 F x1 γ α n F n1 polž F r1 vijačnica polža F sin bn1 μ γ μf bn1 F cos γ μ γ bn1 F tn1 γ F x1 F n1 Slika 5.4 Sile, ki delujejo na polž v horizontalni ravnini, vključno s silai trenja 5.3 HITROSTI Med obodno hitrostjo polža v 1, polžnika v in hitrostjo drsenja v g veljajo naslednji odnosi: v ω, (5.0) 1 = r 1 1 = d1 π n1 v v = r = d π n ω. (5.1) sin γ = v cosγ, (5.) 1 v = v1 tan γ. (5.3) 54

5.3.1 Hitrost drsenja: v g Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila v1 v r 1 ω1 r ω = = = =. (5.4) cosγ sinγ cosγ sinγ Določena vrednost hitrosti drsenja ne se biti prekoračena, oziroa ora biti v določenih ejah. Dovoljena vrednost hitrosti drsenja se določa glede na točnost ozobja, točnost ontaže, kvaliteto azanja, vrsto ateriala in velikost obreenitve. Orientacijsko jeljeo, da pri kaljene (58 HRC) in brušene polžu in polžniku iz kositrovega brona, lahko hitrost drsenja znaša do v g 30 /s. Za precizna gonila narejena iz kvalitetnih aterialov in ale hrapavosti je v g 50 /s. Za polže iz poboljšanega jekla (35 HRC) in polžnike iz kositrovega brona je v g 15 /s. v g1 v 1 γ v Slika 5.5 Hitrosti na polžu 5.4 SAMOZAPORNOST, SAMOZAVORNOST IN IZKORISTEK 5.4.1 Saozapornost Polžno gonilo je v irovanju saozaporno, kadar pri gnane polžniku zagon iz irovanja ni ogoč. O saozapornosti lahko govorio pri kotu vzpona polža, ki je anjši od 7 (pri prestavnih razerjih nad 50).V prieru spreinjajočega vrtilnega oenta na polžniku ali zaradi tresljajev, ki se prenašajo z drugih strojev in naprav se lahko saozapornost zanjša oziroa je več ni, ker se gonilo začne postopoa preikati ali celo vrteti. Zato orao biti previdni kadar želio uporabiti polževa gonila kot zavoro ali zaporo. 5.4. Saozavornost O saozavornosti polžnega gonila govorio takrat, kadar se ed obratovanje gonila prekine pogon s strani polža, gonilo pa se, kljub vrtilneu oentu na gredi polžnika v seri vrtenja, saodejno ustavi. Saozavornost je ogoča (ni nujna) pri kotih vzpona anjših od 55

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila 4, oziroa prestavnih razerjih nad 65. V enačbah pri izračunih izkoristkov uporabljao koeficienta trenja pri irovanju (saozapornost) oziroa pri gibanju (saozavornost). Izkoristek saozavornih gonil je pri pogonu s strani polža vedno anjši od 50%, pri pogonu s strani polžnika pa anjši od 0! Glej enačbe za izkoristek. Iz enačb sledi, da je pri saozavornosti kot trenja večji ali enak (na eji saozavornosti) kotu vzpona polža. 5.4.3 Dodatne posebnosti pri gonilih, ki so lahko saozaporna ali saozavorna Obe lastnosti je ogoče vnaprej določiti računsko, vendar orao biti zelo pazljivi, saj sta odvisni od številnih vplivov. Najpoebnejša sta koeficient trenja ed polže in polžniko in kot vzpona polža. Tako lahko konstrukcijsko določio obe lastnosti. Razen teh dveh pa so poebni še naslednji vplivi: način azanja, izbira aterialov, kvaliteta zob polža in polžnika, utekanje, izvedba tesnjenja ter vrsta in način vležajenja polža, teperatura okolice in gonila Tudi te lahko zajaeo računsko (dodatni viri: katalogi ležajev, tesnil, olj ). Zaradi teh številnih vplivov je včasih precej težko z gotovostjo trditi, da je gonilo saozaporno ali celo saozavorno, saj, kot so oenili že prej, vplivajo nato lahko že okoliški stroji (tresenje, udarci, spreinjajoč oent na polžniku). Zato se tudi vodilni svetovni proizvajalci izogibajo deklarirati take lastnosti svojih polžnih gonil. Kadar so vztrajnostne ase z gonilo gnanih delov velike, upori pri vrtenju pa razeroa ali, orao upoštevati, da se tako gonilo ustavi dokaj hitro. Zato lahko pride do izredno velikih vztrajnostnih sil in oentov, zobje polžnika in polža ter gred in ležaji polža pa se lahko preobreenijo celo do loa enega od delov - (podvozja vozil, obračala, vrtljive glave ) ali pa pride do prevrnitve naprav (žerjavi, visoko regalna skladišča ). Da dosežeo anj sunkovito ustavljanje, lahko dodao pogonskeu otorju vztrajnik s prierni asni vztrajnostni oento. Do takih situacij lahko pride že pri kotih vzpona polža, ki so anjši od 8, pri neutečenih in slabo azanih gonilih, grobo izdelanih polžih in polžnikih ter anj ugodni izbiri aterialov polža in polžnika, pa že pri kotih anjših od 10. Še posebej so kritična ajhna gonila, pri katerih predstavljajo upori na gredi polža (tesnilke, ležaji) velik dodaten delež k saozapornosti in saozavornosti. Pri polžnih gonilih orao biti zelo pazljivi, kadar uporabio zavorni otor, pri izračunu potrebnega oenta zaviranja. Upoštevati orao izkoristek polžnega gonila za pogonski polžnik. Ločiti orao ed saozapornostjo (saozavornostjo) polžnega gonila in saozapornostjo (saozavornostjo) polžne dvojice (para). 5.4.4 Izkoristek polžnega gonila - pogonski polž Pri ene obratu naredi polž na polžniku koristno delo: W p W k z1 k = F = = F t p x t p z 1 d z1 = d 1 = F 1 t p π tan γ tan γ π x z 1 (5.5) V iste času je na polžu dovedeno delo: 56

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila W F d π. (5.6) u = t1 1 Tako je izkoristek enak: η W F d π tanγ F k t 1 t z = = = tanγ. (5.7) Wu Ft 1 d 1 π Ft 1 1 Izračunano je že F t = F t 1, iz česar sledi tudi izkoristek: tan( γ + ρ ) tan γ ηz = (5.8) tan( γ + ρ ) η = z P P + P GZ tanγ = η tan( γ + ρ ) (če je polž pogonski del), (5.9) P GZ je oč, ki se zgubi s trenje ed zobi. μ tanρ =. (5.30) cosα n 5.4.5 Izkoristek polžnega gonila - pogonski polžnik Pri polžnih gonilih vladajo podobne razere kot pri pogonskih vijakih, kajti z vzdolžni gibanje vijaka se del pogonske oči P 1 izgubi zaradi trenja, tako da je oč na gnane delu P anjša. PGZ tan( γ ρ P ) η z = = (5.31) P tanγ Koeficient trenja μ'= tan ρ' se glede na diagra 5.1 anjša z večanje hitrosti drsenja. Za kaljene in brušene polže kakor tudi za poboljšane polže, frezane ali stružene, je vrednost koeficienta trenja μ v prieru tekočinskega trenja podana na diagrau 5.. Diagra 5.1 Koeficient trenja μ v odvisnosti od hitrosti drsenja v g 57

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila a) poboljšan polž, zobje struženi; b) kaljen polž, zobje brušeni Diagra 5. Koeficient trenja μ v odvisnosti od hitrosti drsenja in načina izdelave polža V prieru saozapornosti, polž in polžnik enjata svoje vloge: polžnik postane pogonski, polž pa gnani del. Izkoristek v prieru saozapornosti: η = z tan( γ ρ ). (5.3) tan γ Saozapornost nastopa pri γ ρ' (ρ' ρ). Da bi se zaradi verjetnosti eventualnih dodatnih obreenitev, ki ji je gonilo lahko izpostavljeno, zagotovila saozapornost, ora biti γ < ρ. S te preprečujeo saovoljno obračanje polžnika. Za prier γ ρ znaša: η zs = tan γ tan( γ + ρ) 1 = tan ρ. (5.33) (η zs je izkoristek pri saozapornosti). V prieru saozapornosti je η zs 0,5 ( 0,4 0,45), η zs ' = 0. Za γ ρ je μ z tan γ. Pri konstruiranju pogosto uporabljao diagra izkoristka za polžna gonila z valjasti polže prikazan na diagrau 5.3. Diagra velja za natančne prenosnike iz kvalitetnega ateriala (polž ceentiran, kaljen in brušen, polžnik pa iz kositranega brona, vležajenje polža in zobnika z valjastii ležaji, azanje z ineralni olje). 58

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila Diagra 5.3 Izkoristek polžnih gonil z valjasti polže Diagra 5.4 Izkoristek ozobja polžnega para 59

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila Iz diagraa 5.4 je razvidno, da z naraščanje kota vzpona vijačnice polža γ, raste izkoristek η z do največje vrednosti, nakar zopet pada. Največjo vrednost izkoristka η z ax dosežeo v bližini kota γ = 45 in se poika tebolj v levo, či večji je koeficient trenja. Največji izkoristek dobio z diferenciranje dη/dγ, kar pokaže, da se η z ax nahaja pri kotu vzpona γ = 45 - ρ'/. Izguba oči v ozobju: P GZ 1 = P ( 1) η Z (5.34) 5.4.6 Skupni izkoristek Skupna izguba oči v gonilu: P P Gsk Gsk = P GZ = P P 1 + P GL1 + PGL = P1 (1 ηsk ) (5.35) P GL1, P GL predstavljata izgube v ležajih polža in polžnika, izgube pljuskanja olja in izgube v tesnilih. izgube v kotalnih ležajih znašajo 0,5% prenešene oči (velja za par ležajev), izgube v noralnih drsnih ležajih znašajo 3% prenešene oči (velja za par ležajev), izgube v visokoobreenjenih drsnih ležajih znašajo 1% prenešene oči (velja za par ležajev) izgube zaradi pljuskanja olja in v tesnilih znašajo 1 5% prenešene oči, odvisno od načina tesnenja in količine olja v gonilu: P ηsk = ηz ηl1 ηl = = P 1 P 1 = P + P P Gsk 1 P Gsk ( pogonski polž), (5.36) η sk = P1 P = P P P Gsk P = 1 P Gsk 1 η sk (pogonski polžnik). (5.37) Potrebna pogonska oč pri pogonske polžu: P P = P + P = (5.38) η 1 Gsk Potrebna pogonska oč pri pogonske polžniku: 1 = P1 + PGsk = ηsk sk P P (5.39) P' 1 je koristna oč na polžu, če je polžnik pogonski. P' je skupna pogonska oč na gredi polžnika, če je polžnik pogonski. 60

Vrtilni oenti, sile, hitrosti in izkoristek polžnega gonila Moč, ki se prenaša z gonilo: - polž pogonski P = P1 P GL 1 = P1 ηsk - polžnik pogonski P = P P GL P = η sk Iz enačbe za izkoristek 5.8 izhaja, da bo η z naraščal do določene eje s povečanje kota vzpona γ. To poeni, da je izkoristek večji pri večstopenjskih polžih. Povečanje kota vzpona poeni hkrati zanjšanje prestavnega razerja ali zanjšanje preera polža pri enake prestavne razerju. Izkoristek je nižji, če prihaja do večjih elastičnih deforacij gredi ali ohišja, če kot, ki ga orajo oklepati osi vrtenja ni enak 90 in če prihaja do osnih poikov polžnika. 61

Kontrola nosilnosti polžne dvojice 6 KONTROLA NOSILNOSTI POLŽNE DVOJICE Poglavje podaja poenostavljen postopek izračuna nosilnosti polžnih parov. Obravnavanih je pet kontrol (preverjanj), ki na dajo oceno ustreznosti zasnovanega polžnega gonila, da bi pozneje, ko ugotovio dejanske obratovalne pogoje, po najbolj natančni etodi, npr. DIN / ISO optiirali polževo gonilo. 6.1 UVOD Pri oblikovanju polžnega para in k teu pripadajočega ohišja sledijo kontrole, ki potrdijo, če so zadevo dobro in kakovostno opravili. Pri te izkušnje veliko poenijo, ki so ravno za gradnjo PG, najpoebnejše predvse zato, ker še kopica predpostavk ni v celoti dorečena niti raziskana. Predvse zaradi tega, ker je tudi izkoristek v velike raztrosu in odvisen od številnih že prej oenjenih dejstev. Precejšen vpliv ia že začetna odločitev ali zasledujeo polžasto gonilo z visoki izkoristko ali pa bo sao-zaporno. Kontrole bodo potrdile naša predvidevanja in naša pričakovanja. Seveda pa ni nič narobe, če se v prve koraku pokaže, da zadeva ni takšna kot so pričakovali. Biti je potrebno dovolj oder in ugotoviti, kaj je potrebno spreeniti, da boo zadostili zastavljeni cilje in kriterije kontrole. Že pri sai zasnovi se orao opredeliti o vrsti kontrole (enostavni ali kopleksni) in ali boo zasledovali običajno trajnostno kontrolo ali kontrolo na življenjsko dobo. Posebej je potrebno poudariti, da ne glede za katero kontrolo se odločio, ora biti varnost proti zlou zoba polžnika večja od 1. Važno je tudi ali bo načrtovano gonilo unikatni-enkratni izdelek ali bo serijski proizvod. Če ne poznao natančno vseh pogojev obratovanja pote je vsaka natančna kontrola brez poena. Praksa kaže, da običajno zadostujejo najbolj enostavni in preprosti načini kontrole, ki so narejeni na izkušnjah, najboljše, seveda, lastnih. Vsak projektant - konstrukter ora sao presoditi kdaj, kako in kaj bo kontroliral in čeu bo pri kontroli posvečal največ pozornosti. Običajno se v prve koraku kontrole odločio za najenostavnejšo in preprosto, ki so zgrajene na izkustvenih enačbah in podprte z izkustvenii podatki iz diagraov in tabel. Šele, ko se zadeve ne izidejo in je zato pričakovati problee pri obratovanju ali, če želio gonilo optiirati uporabio najbolj kopleksne etode, za te pa orao dobiti vse potrebne obratovalne podatke. Praktične izkušnje dokazujejo, da je kontrola gonila po enostavnih etodah vedno na varni strani, in da je gonilo običajno predienzionirano. V te poglavju je podana enostavna etoda - delno po lastnih izkušnjah, v prilogi pa bolj kopleksna. Sicer pa nobena kontrola ne zagotavlja 100 % zanesljivosti, kajti nobena kontrola ne ore zajeti vseh anoalij, ki se pojavijo pri ontaži, izdelavi, izbiri aterialov (lunkerji), dodatnih nepričakovanih obreenitev idr. Predstavljena etoda teelji na preglednici 6., kjer so predstavljeni najbolj značilni ateriali polžnika in podana priporočila parjenja z jekleni polže (ceentirani oziroa poboljšani). Pri kontroli polžne dvojice običajno preverjao: a) varnost proti segrevanju, b) varnost proti obrabi, 6

Kontrola nosilnosti polžne dvojice c) varnost proti jaičenju, d) varnost proti zlou zoba, e) varnost glede na upogib gredi polža. 6. VARNOST PROTI SEGREVANJU Že v začetku zasnove se orao odločiti o načinu azanja in načinu hlajenja gonila. Seveda skušao vsako zadevo rešiti najbolj enostavno in poceni. Tako sta azanje s potapljanje in hlajenje z ventilatorje na hitro tekoči gredi najenostavnejši in najcenejši. Šele, ko nastopijo težave pristopio k drugi rešitva. Pri zasnovi prav tako razišljao o obliki in orebritvi ohišja, ki lahko učinkovito poaga pri odvajanju toplote oziroa hlajenju. Segrevanju in toplotni bilanci se je potrebno posvetiti takrat, ko zares nastopijo težave in, ko bo gonilo delovalo v neugodne okolju, kot so višje teperature in slab pretok zraka. V takšnih težavah na lahko precej poagajo znanja iz terodinaike in prenosa toplote. Včasih je potrebno spreeniti ateriale polžnega para in ohišja, na novo orebriti ohišje, se povezati s proizvajalce olj ali celo dodatno hladiti od zunaj celotno ohišje. Skratka precej inovativnega in kreativnega ter povezovalnega znanja raznih področij je potrebno. Varnost proti segrevanju lahko določio na podlagi izgubljene oči. za vse eleente, ki gonilo sestavljajo (ležaji, tesnila, pljuskanje olja) so zadeve dobro poznane in izgube oči enostavno obvladljive. Edini proble je izguba oči zaradi trenja ed polže in polžniko. Zato je teu potrebno posvečati največ pozornosti, saj k izgubi gonila tudi največ prispeva. Za azanje s potapljanje izračunao varnost proti segrevanju S T z naslednjo enačbo: Qod S T = ST in = 1,5 ( 6.1 ) P iz 6..1 Odvedena toplota Qod = t zo A k [W] ( 6. ) Pri te so: t zo - dopustna trajna teperatura na zunanji strani ohišja [ C] A - površina ohišja [ ] k - prestopni koeficient [W/ K] 6..1.1 Dopustna trajna teperatura t zo na zunanji strani ohišja znaša tlej ta t zo = 1,5 [ C] ( 6.3 ) n1 1,03 + 0,1 1000 t Lej - (70 80) C t a - teperatura zraka okolice n 1 - vrtilna hitrost pogonske gredi [in -1 ] 63

Kontrola nosilnosti polžne dvojice Tudi diagra 6.1 na lahko precej poaga pri določitvi teperature na zunanji strani ohišja in določitvi varnosti S T. 50 45 40 višina ohišja [c] 35 30 5 0 15 a b c d Nivo olja 10 5 0 Poen črt: 0 10 0 30 40 50 60 70 80 90 100 Teperatura [ C] a - ohišje orebreno, hlajenje z zračni toko z obeh strani b - ohišje orebreno, hlajenje z zračni toko z ene strani c - ohišje orebreno, brez hlajenja d ohišje gladko, brez hlajenja Diagra 6.1 Porazdelitev teperature po ohišju 6..1. Površina ohišja, ki jo upoštevao za prenos odvoda toplote za stacionarna gonila s hladilnii rebri A: A A 5 1,85 9 10 a 5 1,8 9 10 a [] za dobro orebreno ohišje ( 6.4 ) [] za srednje orebreno ohišje ( 6.5 ) a - osni razik v [] Seveda pa lahko površino izračunao iz dejanske površine ohišja in reber, če to že poznao. Orebritev ohišja precej poveča hladilno površino, zato jih skrbno oblikujeo in pravilno razvrstio. Poagajo pa tudi povečati togost ohišja gonila. 64

Kontrola nosilnosti polžne dvojice d s (d s1 ) H r d ro d r d rk d 0, 33 rk a r H r ( 4 5) a r Važno! d ro ( 1 1,5) a r Če iao hlajenje z a ventilatorje, r d s ali d s1 izvedeo rebra H r ax (60 100) vzporedno s toko d s in d s1 glej poglavje 4 zraka. Slika 6.1 Oblika in velikost reber 6..1.3 Prestopni koeficient k (enačbi 6.6 in 6.7 ) a) za spodaj ležeč polž brez ventilatorja 3 n k 6,6 10 [1 + 0,3( 1 ) 60 0,75 b) za spodaj ležeč polž z ventilatorje ] [W/ K] ( 6.6 ) 3 n k 6,6 10 [1 + 0,4( 1 ) 60 Če je polž naeščen zgoraj je k za cca 0 % anjši (slika.). 0,75 ] [W/ K] ( 6.7 ) 6.. Celotna izguba oči v gonilu P iz = P z +P L1 +P L +P T = P 1 (1-η s ) [W] ( 6.8 ) Pri te so: P z - izguba oči ubiranja polžnega para [W] P L1,P L - izguba oči v ležajih polža in polžnika [W] P T - izguba zaradi tesnil [W] P 1 - pogonska oč [W] η s - skupni izkoristek polžnega gonila [-] Največji delež predstavlja P Z. Zato orao pozneje, če bo potrebno, ko boo kontrolirali polžasti par z bolj kopleksnejšo etodo, tej izgubi posvetiti največ pozornosti. Vse ostale izgube (ležajev, tesnil) so znane in konstantne. V praksi se največkrat odločio za pogonski polž in gnani polžnik. Seveda pa je lahko tudi obratno. Gonilo določio na podlagi oči P oziroa dela, ki ga potrebuje gnani stroj. Preko P in izkoristka η s prideo do P 1, to je potrebne oči pogonskega agregata, ki jo pri zasnovi gonila izračunao iz P iz (enačba 6.8. Lahko pa, za začetek, vzaeo za izračun P iz predvideno pogonsko P 1. 65

Kontrola nosilnosti polžne dvojice Slika 6. Shea povezave polžnega gonila s pogonski stroje in gnani stroje Torej orao ugotoviti ali izbrati izkoristek. Običajno si ga izbereo. Če niao izkušenj si poagao s podatki priznanih raziskovalcev ali strokovnjakov. Seveda pa se ob izbiri η s pravzaprav zavezujeo, da boo to pozneje tudi uresničili, sicer zadeva ne bo izpolnila pričakovanj. Preglednica 6.1 podaja izkustvene podatke na podlagi prestavnega razerja in števila vrtljajev polža. Tudi diagra 6., ki je uporaben za anjše polže teelji na podobne. Preglednica 6.1 Skupni izkoristek gonila η s (velja za pogonski polž, kotalno vležajenje in ineralno olje) Vrtilna hitrost polža [in -1 ] Prestavno razerje 5 10 0 40 70 15 79 90 69 81 59 71 (48 60) /36 47/ 150 85 93 79 89 7 8 60 70 (47 58) 1500 91 96 88 95 8 91 75 84 64 75 Poen: ( )indiferentno, / / saozaporno; Za vesne vrednosti vrtilnih hitrosti in prestavnih razerij lahko linearno interpolirao. 66

Kontrola nosilnosti polžne dvojice Izkoristek [%] 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 0 500 1000 1500 000 Vrtilna hitrost polža [in-1] Diagra 6. Izkoristek anjših ZI polžev: = (1-4) 1...5 6 7 8 Poen črt: (za prestavno razerje i v počasneje) 1 - i = 4,63 - i = 5,57 3 - i = 6,83 4 - i = 8,6 5 - i = 11,5 6 - i = 15,33 7 - i = 3,5 8 - i = 47 Še enkrat, preko potrebne oči P, ki jo lahko dobio s poočjo izbranega (diagrai, tabele, izkušnje) η s lahko izračunao P 1 z naslednjo enačbo (6.9): P P1 = (6.9) η s Pozneje z enačbo 6.8 izračunao P iz in takoj nato varnost proti segrevanju. 6.3 VARNOST PROTI JAMIČENJU S H Z h Z n σ H li Z h Z n σ H li = S in = 1...1,3 (6.10) σ H 1000 T K A Z E Z g 3 a = H 1 Z 1 ν1 1 ν = π + E1 E (6.11) E a - osni razik [] K A - faktor obratovanja T - oent na izstopni gredi polžnega gonila Z h - faktor življenjske dobe (za enostavno kontrolo vzaeo Z h = 1,5) Z n - faktor vrtilne hitrosti (za enostavne izračune vzaeo Z n =1) Z g - faktor dotika dobio iz diagraa 6.3 σ H li - bočna trdnost iz preglednice 6. σ H - bočna napetost (ploščinski tlak) 67

Kontrola nosilnosti polžne dvojice 3,6 faktor dotika Zg 3, ZI polž,8 polž *,4,0 0,0 0,5 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 razerje d 1 /a Vrednosti za ZI polž veljajo tudi za polže ZA, ZN in ZK α n =0 in x~0. * - velja za posebne oblike polžev α n =4 in x~0,5. Diagra 6.3 Faktor dotika Z g Kontrola varnosti proti jaičenju S H ni nekaj usodnega. Če ni izpolnjen pogoj bo prišlo hitro do nastajanja jaic (pitinga) na površini in zato do in povečane obrabe, kar seveda ia za posledico krajšo življenjsko dobo. Vendar zadeva še ni usodna, če ne gre za trajna visoko obreenjena gonila. V tej kontroli je še precej rezerve. 6.4 VARNOST PROTI OBRABI σ oli Op OR Ov σ oli Op OR Ov So = σ H 1000 T K Z E Z g 3 a σ oli - trdnost proti obrabi glej diagra 6.4 = So in A = 1...1,3 (6.1) O p - faktor dvojenja pri obrabi * O R - faktor hrapavosti pri obrabi * * - Za običajne parjene ateriale, ajhno hrapavost in anjše odule lahko za oba faktorja vzaeo O p = O R =1. O v - faktor hitrosti pri obrabi n1 Ov 1, 4 i vkl (6.13) v kl - drsna hitrost, ki jo izračunao po enačbi v1 d 1 ω1 vkl = = cosγ cosγ [/s] (6.14) ω 1 - kotna hitrost polža n1 ω 1 = π (s -1 ) 30 (6.15) Z E - faktor elastičnosti določio po enačbi 6.11 ali iz tabele 6. (glej poglavje 7.3) Z g - je enak kot v prejšnje poglavju 68

Kontrola nosilnosti polžne dvojice σ0 li 500 450 400 350 300 50 00 150 100 50 Δ li =0.75 kg 0.50 0.5 0.10 0.05 0.01 kg 0 5-10 5 8 10 6 4 6 8 10 7 4 5-10 -7 0. 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.6 N L na polžaste zobniku Diagra 6.4 Trdnost proti obrabi za centrifugalno lit polžnik iz brona CuSn1 ter ceentiran in kaljen polž iz jekla 16MnCr5 Število spreeb obreenitev N L izračunao po enačbi 6.16 : n1 N L = 60 Lh (6.16) i Trdnost proti obrabi pa lahko za druge ateriale izračunao z enačbo 6.17 : 4 Δli σ oli = 1,7 10 4 [N/ ] (6.17) N L Praktične izkušnje priporočajo, da naj znaša dovoljeno zanjšanje debeline zoba Δs na s in v vrednosti (glej sliko 6.3) od s ax Δs = sax sin 0, 3 [] (6.18) S tako oejeno obrabo (dovoljeno zanjšanje debeline zoba) preprečio zlo zoba. Na podlagi te predpostavke določio ejno količino (aso) obrabe polžnika Δ li z enačbo 6.19: 1,5 Δs z d 1 ρ Δ li = [kg] (6.19) 6 10 cosγ cosα z - število zob polžnika (-) - odul [] d 1 - srednji preer polža [] - gostota polžnika [kg/d 3 ], glej preglednico 6. ρ Za obrabo velja, da je poebna lastnost polžnega para in da ni hitro napredujoča. Velika in hitra obraba kaže, da niso izbrali pravih parjenih aterialov, azanja, da ni pravilna slika nošenja ali celo, da ohišje ni izdelano v ustreznih tolerancah ter da je ontaža slaba. Paziti orao, da ne prekoračio bočne zračnosti. Običajno lahko preko kontrole bočne zračnosti 69

Kontrola nosilnosti polžne dvojice ugotovio, kako hitra je obraba. Obraba gre preko cele višine zoba polžnika dokaj enakoerno. Paziti orao na dve zadevi: - da zob ne postane koničast in - da se presek zoba ne zanjša na takšno vrednost, da pride do zloa zoba polžnika. Ko obraba preseže s in običajno pride do zloa zoba, kar je zelo nerodna zadeva. Praktično sta obraba in napetost v korenu zoba ed seboj zelo povezani. Če obraba ni enakoerna poeni, da venec polžnika ni iz hoogenega ateriala, kar je precej pogosta zadeva. zob je postal koničast F t b h F zob s Fin s F= s Faks končna debelina v korenu polžnika začetna debelina v korenu polžnika Slika 6.3 Enakoerna obraba polžnika Če ne pride do zloa, pa se zaradi spreenjene oblike zoba in zaradi koničavosti spreenijo ubirne razere. Na obrabo draatično vplivajo vse nečistoče, zato orao polžne dvojice zavarovati proti nečistoča. Tudi odkrhnjeni delci predstavljajo abrazivne eleente. 70

Kontrola nosilnosti polžne dvojice Preglednica 6. Materiali za polžne dvojice Za p. št. Material za polžast zobnik σ 0, [N/ ] σ M [N/ ] δ 5 HB [%] ρ [kg/d 3 ] E [N/ ] [ Z E N/ ] σ H li (1) [N/ ] U li () [N/ ] 1. P. Cu Sn 1 140 60 80 1 8,8 88300 147 65 115. C. Cu Sn 1 150 80 95 5 8,8 88300 147 45 190 3. P. Cu Sn 1 Ni 160 80 90 14 8,8 98100 15, 310 140 4. C. Cu Sn 1 Ni 180 300 100 8 8,8 98100 15, 50 5 5. P. Cu Sn 10 Zn 130 60 75 15 8,9 98100 15, 350 165 6. C. Cu Sn 10 Zn 150 70 85 7 8,9 98100 15, 430 190 7. C. Cu Sn 14 00 300 115 4 8,9 9700 150 370 180 8. P. Cu Zn 5 Al 5 450 750 180 8 7,4 107900 157,4 500 565 9. C. Cu Zn 5 Al 5 480 750 190 5 7,4 107900 157,4 550 605 10. P. Cu Al 11 Ni 30 680 170 5 7,4 1600 163,9 50 40 11. C. Cu Al 11Ni 400 750 185 5 7,4 1600 163,9 65 50 1. C. Cu Al 10 Ni 300 700 160 13 7,4 1600 164 660 377 Opoba Dvojenja: Polž: jekla za ceentiranje (0Cr4, 16MnCr5, 18CrNiMo7 ) Polžnik: 1 do 14 13. SL 5 10 300 50 7, 98100 15,3 350 150 če je polž iz SL 14. NL 70 500 790 60 5,5 7,35 175000 18 490 68 Z E po enačbi Polž: jeklo za poboljšanje (C45, 8Mn6, 4CrMo4 ) ali navadno konstrukcijsko jeklo (S355, E335, E360 ) polžnik 1 od 7 ter 13 in 14 za ale hitrosti in azanje: iner. olja (1) Velja za dvojenje s ceentirani in brušeni polže HRC 60 ±, za dvojenje s poboljšani polže (nebrušeni) je potrebno vrednost σ H li ponožiti z 0,75. () Velja za α 0 = 0 za α 0 = 5 - vrednost ponožio z 1,, pri izenični obreenitvi vrednost ponožio z 0,7, pri kratkotrajni sunkoviti obreenitvi (do 15 s) vrednost ponožio z,5. 71

Kontrola nosilnosti polžne dvojice 6.5 VARNOST PROTI ZLOMU ZOBA U li b S F = S F in = 1 (6.0) F K t A U li - preglednica 6. F t - obodna sila na polžniku 000 T F t = [N] d 0 (6.1) T - izstopni oent [N] d 0 - srednji preer polžnika [] - odul [] b - širina polžnika [] K A - koeficient obratovanja [-] Varnost v korenu zoba lahko izračunao tudi iz dejanske napetosti v korenu zoba polžnika tako, da vzaeo zob polžnika kot konzolo na kateri deluje obodna sila F t (slika 6.3). F h σ σ M t F 6 dej = = W sf b dop [N/ ] (6.) Karkoli se dogaja s polžasto dvojico, eno je gotovo varnost proti zlou zoba ora biti vedno večja od 1. Probleatičen je polžnik, ki je vedno iz trdnostno slabšega ateriala kot polž. Med seboj so povezani piting z obrabo in obraba z varnostjo proti zlou oziroa preveliki napetosti v korenu zoba. Izredno velik vpliv ia slika nošenja in z njo povezana razporeditev obreenitve na zob. 6.6 VARNOST PROTI UPOGIBU GREDI Običajno varnosti proti upogibu gredi polža posvečao prealo pozornosti. Kontrola varnosti ia daljnosežne posledice. Če kontrola ni v zahtevane področju pride do spreebe slike nošenja in s te se tako spreeni izkoristek, obraba, toplotna bilanca in jaičenje. Običajno se poruši tudi oljni fil. Skratka spreeni se pričakovana življenjska doba in to običajno na slabše. Upogib gredi vpliva negativno že na utekanje polžne dvojice. Zagotovo je to ena poebnejših kontrol, ki ogrono pove, če se v njo le alo bolje poglobio. To spoznanje pride za nai šele z izkušnjai. fli S f = 0,5...1 (6.3) f f li = 0,004. ali d /1000 f li = 0,01. ali d /500 za ceentirane polže za poboljšane polže V ohišje vstavljen polž lahko satrao kot nosilec na dveh podporah s točkovno obreenitvijo. Dejanski poves izračunao pri pogonske polžu iz jekla po enačbi 6.4: 7

Kontrola nosilnosti polžne dvojice l 1 3 1 6 10 l Fo 1 tan α + tan ( γ + ρ') f = f 4 li (6.4) d - razik ed ležajea polža []; za začetek zasnove se priporoča, da l 1 določio z 0,87 = 3,3 a [] (6.5) l l a - osni razik [] α - ubirni kot [ ] γ - kot vzpona vijačnice [ ] d - srednji preer polža [] ρ' - reducirani kot trenja (enačba 6.6) [ ] ρ tan ρ = cos (6.6) α n 6.7 VPLIV DODATNIH OBRATOVALNIH POGOJEV Pri vseh prej navedenih kontrolah, čeprav poenostavljenih, iao precej rezerv, ker so: - upoštevali kopico predpostavk, ki jih pozneje pri izvedbi, vedno spreenio na boljše, - upoštevali, da gonilo trajno obratuje, kar je zelo redko, - upoštevali vedno skozi vso dobo obratovanja, največjo obreenitev, kar je pa tudi zelo redko. V resnici se obreenitev T spreinja, včasih povse stohastično, kot kaže diagra. 10 9 8 7 6 5 4 3 1 0 Moč [kw] oč upoštevana v kontrolah dejanska oč 1 3 4 5 6 7 8 9 10 Čas [s] P Diagra 6.5 Računska oč P in dejanska oč P Za enostavno kontrolo lahko vzaeo P. Če pa boo prisiljeni, da izvedeo kontrolo z bolj kopleksno etodo pa je nujno, da poznao vse podrobnosti v delovanju gonila in tudi dejansko obreenitev, sicer je takšna kontrola brez poena. Ko prideo s kontrolai do konca orao verodostojno oceniti posaezne vrednosti in ukrepati. Zavedati se orao, da so vse kontrole več ali anj še vedno nekakšna ocena, dokler niso prepričani o dejanski vrednosti izkoristka, ki je zagotovo najvplivnejša veličina. Do tega pa se lahko dokopljeo sao z eritvai. Diagra 6.6 lepo kaže, zakaj so polžna gonila glede na ostala zobniška gonila (z valjastii in stožčastii zobniki) težko obvladljiva že v prve koraku. Izkoristek polžnih gonil je v zelo velike raztrosu, edte ko je za ostala gonila skoraj konstanten v cele področju uporabe. 73

Kontrola nosilnosti polžne dvojice Izkoristek (-) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 gonila z valjastii zobniki gonila s stožčastii zobniki polžna gonila z 1 =1 z 1 =6 z 1 =3 10 100 1000 Vrtilna hitrost izstopne gredi (in -1 ) Diagra 6.6 Prierjava izkoristkov gonil Zelo pogosto se v praksi pojavi poleg trajnega pogona interitenčni ali kratkotrajni pogon. Običajno je to znano že v začetku, ko načrtujeo izvedbo gonila. Način pogona pa precej vpliva tudi na posaezne kontrole. 100 Teperatura [ C] 80 60 40 0 t o t t o - čas obratovanja t - čas irovanja 0 5 10 15 0 5 30 Čas [in] Diagra 6.7 Interitenčni pogon Trajni pogon Interitiran pogon Mejna teperatura gonila Spreebo teperature stene ohišja interitenčnega pogona kaže diagra 6.7. Če je interitenca 1 (100%) gre pravzaprav za trajni pogon. Če je pa anjša od 1, se popravi odvod toplote (enačba 6. ) za koeficient interitenčnega pogona tako, da se enačbo 6. ponoži s k I po enačbi 6.7. k I 100 ED = 1+ k ED (6.7) n1 1,5 1+ kven ( ) 1000 74

Kontrola nosilnosti polžne dvojice Pri te so: k - koeficient, ki upošteva zanjšanje odvoda toplote zaradi irovanja gonila (ni pljuskanja olja po stenah. Običajno znaša od 0,3 0,6. V praksi se jelje srednja vrednost 0,45 ED - interitenca ali relativna vklopna doba (<1) k ven - koeficient vpliva ventilatorja na odvod toplote. Običajno je k ven =0,35. Seveda pa se povečajo za nogokratnik k I tudi izgube. Pri kontroli varnosti proti jaičenju S H in obrabi S O pa se k I upošteva pri izračunu T in sicer, da se T ponoži s k I. O kratkotrajne pogonu govorio, če po fazi obratovanja ta reduktor iruje ali pa se hladi, da je 4 a t > (6.8) 100 V te času se ora ohladiti na teperaturo okolice. Da bi lahko določili varnost proti toploti za kratkotrajni pogon S TK orao izračunati referenčni čas t r po enačbi (6.9). Pri te je t r = t o 100 Y a Y K Ko 1,5 n1 1+ kven (6.9) YK = - koeficient vpliva ventilatorja na hlajenje (6.30) 1000 Y Ko = 1 + k ven - koeficient ventilatorja (6.31) Po določitvi t a lahko iz preglednice (6.3) z linearno interpolacijo dobio varnost S TK. Preglednica 6.3: Varnost S TK t a 0,1 0,14 0, 0,3 0,4 0,7 1,0 1,4 3 S TK 0,14 0,0 0,9 0,4 0,48 0,67 0,78 0,88 0,96 1 Iz tega sledi, da bi lahko reduktor v te načinu obratovanja odvedel naslednjo oč (enačba 6.3). t zo A k Qod = [W] (6.3) STK To odvedeno toplotno oč upoštevao pri izračunu varnosti proti toplotni obreenitvi. 6.8 PRIMERJAVA STANDARDOV DIN IN AGMA Razvite industrijske države iajo običajno svoje standarde. Seveda so lahko ti povzeti od druge razvite države. Danes se največkrat privzaejo ISO standardi. Tako se k ISO standardu doda še nacionalna oznaka (npr. v Sloveniji dobio ISO standard s priponko SIST). v zadnje času pa se sprejeajo evropski standardi EN. Če ga prevzaeo še i dobi pred EN ravno tako oznako SIST. Za kontrolo polžnih parov so na razpolago poleg DIN oziroa ISO standard in aeriškega standarda AGMA še kopica drugih na anj poznanih standardov (npr. GOST, BS, itd.), ter 75

Kontrola nosilnosti polžne dvojice poenostavljenih postopkov, ki jih najdeo v različnih strokovnih knjigah. Pri nas je zagotovo zelo poeben vir, ki ga je napisal H. Winter (Maschinen eleente III.), ki ga v naši tehniški praksi precej uporabljao. Vsakdo se ora sa odločiti, kaj, kateri vir bo vzel za izhodišče tako za kontrolo geoetrijskih kot tudi drugih trdnostno-toplotnih kontrol. Izkušnje kažejo, da se je vsaj pri prvi zasnovi dobro držati enega vira in s te izbrani viro pripeljati do nekega rezultata. Pozneje, pri optiiranju, pa seveda lahko preideo na druge vire ali standarde. Praksa kaže, da ed sai proceso ustvarjanja ni dobro prehajat iz enega na drugi vir. V naslednjih odstavkih so razložene razlike ed DIN in AGMA standardo, ki sta "doa" tudi v te naše slovenske prostoru. Izračun geoetrijskih veličin je ustaljen že dalj časa in se v osnovi naslanja na geoetrijski izračun valjastih zobnikov. Glavna razlika ed polži in zobniki je presek v katere je postavljen osnovni profil. Pri zobnikih je to noralni presek (pravokoten na bok zoba), pri polžih pa čelni oziroa aksialni presek. Vsi izračuni teeljijo na valjastih polžih in ne ločujejo oblik polžev. Teelji na 0 izdelovalne kotu in standardni višini zoba, čelnega (aksialnega) odula. Za polže s posebnii zobnii boki (konkavni) si orao sai določiti postopek kontrole. Seveda si pri te lahko poagao s kakšni standardo, ki velja za kontrolo valjastih polžev. Na najbolj poznani standardi s tega področja so standardi DIN in AGMA. V nadaljevanju so podane glavne karakteristike in razlike ed standardi DIN (DIN 3974, DIN 3975, DIN 3976 in DIN 3996) ter AGMA (AGMA 111-A98, AGMA 60-C93 in AGMA 6034-B9). Oenjeni standardi zajeajo presoje nosilnosti, izračune geoetrije in kontrolnih veličin ter določanje dopustnih odstopanj in erilnih postopkov. S področja zobniških prenosnikov je potrebno oeniti SIST ISO 11-1, ki opredeljuje teeljno izrazoslovje s področja zobniških prenosnikov. 6.8.1 Standard DIN Standardi DIN so zelo natančni in ne dopuščajo poenostavljanja, apak natančno določajo tako geoetrijo in različne oblike polžev DIN 3975 ter dopustna odstopanja DIN 3974 kot tudi različne kontrole kvalitete. Teeljne definicije za polžne prenosnike podaja DIN 3998 Dopustni odstopki kontrolnih er (era preko zob, era preko valjčkov in era preko kroglic) so enaki kot za valjaste zobnike in so zbrane v standardu DIN 3961. Standard predvideva izračun vseh geoetrijskih podatkov, ki so potrebni za trdnostni izračun in izdelavo. DIN 3976 priporoča glavne izere polžnih gonil in njihove edsebojne odnose. Po DIN 3996 je točno določen postopek izračuna sil, ki delujejo na polževo dvojico in izračun izkoristka gonila. Po standardu DIN 3996 presojao tudi nosilnost (ustreznost) polžnega gonila po naslednjih kriterijih: segrevanju jaičenju obrabi polžnika lou zoba upogibu gredi polža Proble je v te, da so na razpolago popolni podatki sao za nekaj najpogosteje uporabljanih parov aterialov. Za anj uporabljane ateriale pa se je potrebno znajti in narediti izračun po kakšne druge postopku, ki te podatke vsebuje ali predpostaviti kako vrednost na osnovi lastnosti drugih podobnih aterialov in na podlagi izkušenj. Seveda je 76

Kontrola nosilnosti polžne dvojice ogoče priti do potrebnih podatkov tudi na osnovi lastnega raziskovalnega dela in eritev. Za nekatere ateriale pa je ogoče dobiti ustrezne podatke pri proizvajalcih teh aterialov. Standard je enostaven za uporabo in zelo natančen. Sa računski postopek je precej dolg. Uporablja ga lahko konstruktor z osnovni znanje strojništva in ne zahteva nogo izkušenj s polžastii gonili. Izračun je zelo prieren za prograiranje. Po standardu DIN 3974 so predvideni dovoljeni odstopki za posaezne kvalitete ozobij (od 1 do 1). Za polže so pripravljeni naslednji dovoljeni odstopki: odstopek delitve (aksialne), skok delitve, skupni odstopek zavojnice, skupni odstopek profila, krožni tek in enobočni kotalni odstopek. Za polžnike pa so tolerirane naslednje erilne veličine: posaični odstopek delitve, skok delitve, skupni odstopek delitve, skupni odstopek profila, krožni tek ozobja in enobočni kotalni odstopek. 6.8. Standard AGMA Poebnejši standardi AGMA s področja polžnih prenosnikov obravnavajo naslednja področja: AGMA 111-A98 vsebuje tolerance in postopke kontrole kvalitete izdelave, AGMA 6034-B9 predpisuje izračun sil in izkoristka ter navaja koeficiente obratovanja za polžna gonila, po AGMA 60-C93 pa lahko določio geoetrijske izere in izvedeo presojo nosilnosti. Opisane so tudi oblike in postopki izdelave polžev (se bistveno ne razlikujejo od DIN), slika nošenja in utekanje polžnih gonil. Kontrolni izračun (presoja) nosilnosti je po te standardu nogo krajši kot po DIN, saj vsebuje sao eno presojo na osnovi povesa gredi polža. Vrednosti, ki jih orao izračunati je nogo anj in do rezultata prideo hitreje, če seveda znao dovolj dobro ocenjevati in izbirati različne faktorje in koeficiente, ki so sicer zelo dobro obravnavani. Konstruktor ia precej svobode. Kljub teu je ta standard anj prieren za neizkušenega konstruktorja, saj zahteva kar nekaj znanja in izkušenj. V prieru, da želio izvesti še druge kontrole (presoje) je ogoče uporabiti DIN, saj se po geoetrijskih karakteristikah bistveno ne razlikujeta. Prav tako bi lahko uporabili katerega od nestandardnih postopkov. Standard vsebuje izračun sao tistih veličin, ki so nujno potrebne pri konstruiranju. Standard tudi navaja, da so v enačbah z raznii koeficienti že upoštevane določene varnosti proti nekateri obreenitva zato ni potrebno izvajati toliko kontrol kot po DIN standardu. Postopek zajea izračun geoetrije, sil, ki delujejo na polžasto dvojico in izkoristka. Rezultati, ki jih dobio po te izračunu so zelo dobri in zanesljivi, seveda pa zahtevajo ed sai postopko pravilne odločitve. Po standardu AGMA 111-A98 so za posaezne kvalitete ozobij (od 3 do 1) na polžih tolerirani naslednji odstopki: krožni tek, odstopek profila, odstopek delitve, skupni odstopek, odstopek vzpona zavojnice in odstopek zavojnice od srednjega vzpona. Na polžnikih pa so tolerirani: krožni tek, odstopek delitve in skupni odstopek delitve. 6.8.3 Prierjava izračunanih vrednosti po DIN in AGMA Geoetrijske veličine se po obeh standardih v glavne ujeajo. Nekatere veličine se ed standardoa tudi razlikujejo. 77

Kontrola nosilnosti polžne dvojice Najpoebnejše razlike so v širini polža in polžnika in pa v višini zoba pri polžih z odulo večji od 1,3. Pri večjih odulih je višina zoba po AGMA anjša kot po DIN standardu in znaša,157 (DIN,). AGMA priporoča širino polžnika /3 srednjega preera polža, kar je cca 17% anj kot pa v DIN, ki priporoča širino polžnika 0,8 srednjega preera polža. Razlikujeta se tudi pri presoji varnosti obratovanja, saj AGMA predpisuje sao presojo upogiba gredi polža, DIN pa kar pet (segrevanje, obrabo, jaičenje, lo zoba in upogib gredi polža). Dopustne vrednosti povesa znašajo po standardu DIN 3996 0,01 x, po standardu AGMA 60-C93 pa 0,05p x 1/, kar poeni pri ajhnih polžih večje (za odul 1 4!) dopustne povese po AGMA, pri večjih polžih pa anjše dopustne povese po AGMA (za odul 0 so dopustni povesi enaki), kot to priporoča DIN. Pri obeh standardih so predpisane tudi tolerance polžnih parov, ki pa vsebujejo različne vrednosti. Za polže so po obeh standardih tolerirani podobni odstopki (preglednica 9.3). Pri polžnikih je AGMA 111-A98 precej skronejša, saj predvideva sao tri odstopke (krožni tek, odstopek delitve in skupni odstopek delitve), edte ko DIN 3974 dodaja še tri (skok delitve, skupni odstopek profila, in enobočni kotalni odstopek). AGMA ločuje tolerance za polže in polžnike DIN pa ia vse združene v eni preglednici. Razredi kvalitete ozobij po DIN in AGMA se ne ujeajo, prav tako niso vsi odstopki enako poebni (natančni) po obeh standardih. Ocenio lahko, da AGMA zahteva anjše oplete, DIN pa anjše odstopke profilov. Vsekakor je potrebno odstopke, izrazoslovje in etodologijo natančno preučiti in se po njej tudi ravnati. Seveda ni nujno, da orao preveriti vse odstopke, apak sao tiste, ki na največ povedo o natančnosti izdelave, ki so jih sposobni izeriti ali katere kontrolo zahteva kupec. Podobno kot pri geoetriji in trdnosti bi lahko zaključili, da je kontrola po AGMA enostavnejša in hitrejša. Pri delu boo uporabljali standard, ki so ga najbolj vajeni in ki na najbolj ustreza. Včasih bo potrebno izračun, izdelavo in kontrolo polža in polžnika izvesti po zahtevah stranke (kupca). Mnogokrat so to lokalni standardi, ki se v celoti ali sao v določenih delih razlikujejo od zgoraj oenjenih. Vsekakor boo orali arsikdaj preučiti druge standarde in tudi izdelati ustrezne izračune in protokole. Standarda DIN in (ali) AGMA pa sta lahko pri te prierjalna za izračunane in izerjene vrednosti. Končni rezultati se običajno bistveno ne razlikujejo ed seboj, različni so lahko le pogoji in zahteve. Ti običajno izhajajo iz varnostnih razlogov in zakonodaje v posaeznih deželah. V te poglavju navedena kontrola je praktična, ki je nekje na sredini ed najenostavnejšii (razni priročniki, knjige itd ) in standardo. Najkopleksnejša je zagotovo kontrola po DIN/ISO standardu. Siselno pa jo je uporabiti le, če poznao celotne pogoje obratovanja (obreenitve, okolje, način obratovanja, idr.), kar pa je zelo redko. Tudi za to kopleksno etodo pa je dobro, da poznao, vsaj v grobe, okvirne dienzije (poglavje 4). Kontrola po AGMA standardu je še bolj enostavna, kot je predlagana v tej knjigi. Zahteva pa ogrono praktičnih izkušenj, kar pa začetnik zagotovo nia. 78

Izdelava polžev in polžnikov 7 IZDELAVA POLŽEV IN POLŽNIKOV V te poglavju so prikazani izdelovalni postopki polžev in polžnikov. Katerega boo izbrali je odvisno od naših zahtev po kvaliteti,izkoristku, usposobljenosti izdelovalca polžev in polžnikov, predvidene cene in ožnosti kontrole erilnih veličin. 7.1 UVOD Že ko se odločao za polžno gonilo, se je potrebno opredeliti, kdo bo, kot najpoebnejša eleenta polžnega gonila, izdelal polža in polžnik. S te je določena oblika zobnega boka polža (poglavje 3.3), ki je povezana z izdelovalni postopko. Od tega so odvisna tudi pričakovanja o izkoristku polžnega para in ceni. Skratka orao biti seznanjeni, kdo v bližnji okolici, če niso sai sposobni, lahko izdela par ali posaezni eleent. Kajti šele na te spoznanju lahko ocenio dejanske stroške in izdelao pravilne delavniške načrte, ki so usklajeni z izdelovalnii postopki. Polžnik je običajno iz dveh delov (glej sliko, poglavje ) in sicer iz venca in telesa. Venec je iz litine in vlit v pesek ali narejen s centifugalni livo ali z livo v kokilo. Poskrbeti orao za kakovostnega livarja, sai pa sprejeti odločitev o načinu litja. Redko, sao ajhne dienzije, polžnik izdelao iz enega kosa. 7. IZDELAVA POLŽEV Izbira najugodnejšega obdelovalnega postopka je odvisna od er, zahtevane točnosti oz. odstopkov in števila kosov v seriji. 7..1 Struženje Najenostavnejši način izdelave polžev je struženje s stružni nože, ki je podobno izdelavi navojev. Orodje je stružni nož, ki ia obliko zobne vrzeli in je rezalni rob orodja glede na osno ravnino polža: točno v sredini ali nad oz. pod njo. Slika 7.1 Steblasti profilni rezkar 7.. Rezkanje Polže je ogoče izdelati tudi na univerzalne rezkalne stroju z natančni delilniko, ki ia ehanski zobniški pogon. Kot orodje se uporabi steblasti profilni rezkar (slika 7.1). Rezkanje s kolutni ali steblasti profilni rezkarje na rezkalne stroju za kotalno rezkanje valjastih zobnikov (slika 7.) je v uporabi za izdelavo eno- ali večstopenjskih polžev. Pri nekaterih klasičnih strojih so oejitve zaradi ajhnih korakov oz. je podajanje v osni 79

Izdelava polžev in polžnikov seri relativno ajhno. Teh probleov pa ni pri nuerično vodenih strojih. Rezkanje s steblasti profilni rezkarje je časovno zaudnejše od obdelave s kolutni rezkarje. Slika 7. Rezkanje polža na rezkalne stroju za kotalno rezkanje valjastih zobnikov s steblasti profilni rezkarje Slika 7.3 Rezkanje polža na rezkalne stroju za kotalno rezkanje valjastih zobnikov s kotalni valjasti rezkarje za polže Če pa uporabio kotalni valjasti rezkar za polže na rezkalne stroju za kotalno rezkanje zobnikov (slika 7.3), je postopek nogo produktivnejši. Oejitve, ki lahko nastopijo pri nastavitvah nagibnega vretenika z orodje napra obdelovancu, so tipične le še za klasične stroje. Pri nuerično vodenih izvedbah strojev teh probleov običajno ni. Rezkalni stroj za rezkanje polžev je podoben stružnici, ki ia na prečne suportu rezkalni vretenjak z lastni pogono, zato gibanje orodja ni odvisno od gibanja obdelovanca. Pri 80

Izdelava polžev in polžnikov večstopenjskih polžih je potrebno za vsak korak oz. stopnjo deliti oz. jo izdelati posebej. Kot orodje se uporablja kolutni (slika 7.4) ali steblasti oblikovni rezkar (slika 7.5). Slika 7.4 Rezkanje polža na rezkalne stroju za rezkanje polžev s kolutni rezkarje Slika 7.5 Rezkanje polža na rezkalne stroju za rezkanje polžev s steblasti oblikovni rezkarje 7..3 Luščenje (ajenje) Prav tako lahko luščio oz. ajio polž na rezkalne stroju za kotalno rezkanje zobnikov (slika 7.6). Kot orodje uporabio ajilni oz. luščilni zobnik. Orodje opravlja le podajalno gibanje, glavno pa obdelovanec. 81

Izdelava polžev in polžnikov Slika 7.6Luščenje polža na rezkalne stroju za kotalno rezkanje zobnikov z luščilni zobniko 7..4 Vrteljčno rezkanje Vrteljčno rezkanje na posebne, za to prirejene rezkalne stroju ali kot dodatek na stružnici z vodilni vreteno in z napravo za vrteljčno rezkanju na prečne suportu. V vrteči se, obročasti rezkalni glavi so naeščeni profilni noži, ki rotirajo znotraj glave in predstavljajo glavno obdelovalno gibanje orodja (slika 7.7). Podajanje celotne obročaste glave z vodilni vreteno, ki je naeščena v izsredni legi proti obdelovancu na suportu in nagnjena za ustrezni kot gaa, na oogoča gibanje nožev po vijačnici. Pri večstopenjskih polžih izdelao vsako stopnjo posebej oz. delio korak. 7..5 Brušenje Polže lahko tudi brusio na strojih za brušenje navojev ali na posebnih brusilnih strojih za polže (slika 7.8). Orodje oz. brusna plošča s trapezni profilo z ravni ali ukrivljeni boko, bruso v obliki prisekanih stožcev nastavio tako, da nagneo os vretena brusa za kot vzpona vijačnice in še dodatno (če stroj dopušča oz. po potrebi) za dodatni kot nagiba orodja. Z ustrezno nastavitvijo in geoetrijo brusa izdelao ustrezne tipe zobnih bokov polža. 8

Izdelava polžev in polžnikov Slika 7.7 Vrteljčno rezkanje s posebno vrtečo se rezkalno glavo Slika 7.8 Brušenje polža na brusilne stroju za brušenje polžev in zavojnic 83

Izdelava polžev in polžnikov 7.3 IZDELAVA POLŽNIKOV Polžnike izdelao v osnovi s tangencialni, radialni ali kobinirani, radialnotangencialni postopko s kotalni valjasti rezkanje na rezkalne stroju za kotalno rezkanje polžnikov oz. zobnikov (slika 7.9). Slika 7.9 Izdelava polžnika na rezkalne stroju za kotalno rezkanje polžnikov 7.3.1 Radialni postopek Pri radialne postopku (slika 7.10) opravlja orodje kotalno valjasti rezkar glavno rezalno gibanje in hkrati še radialni poik k polžniku, ki opravlja poožno vrtilno gibanje na končno globino rezanja. globina rezanja (radialno) orodje osni razik ser podajanja Slika 7.10 Radialni postopek izdelave polžnika 7.3. Tangencialni postopek Pri tangencialne načinu (slika 7.11) pa orodje za razliko od predhodno navedenega postopka opravlja tangencialno podajalno gibanje glede na obdelovanec in že v začetku zavzae položaj za polno globino, ki jo doseže, ko gre kotalni rezkar oblike prisekanega stožca tangencialno ob polžniku preko sredine. 84

Izdelava polžev in polžnikov dvostopenjsko frezalo tangencialno podajanje osna razdalja ser podajanja Slika 7.11 Tangencialni postopek izdelave polžnika Kadar opravlja kotalni rezkar glavno podajalno gibanje radilno in tangencialno hkrati, pa govorio o radialno-tangencialne načinu rezkanja polžnika. 7.3.3 Orodje za izdelavo polžnikov Orodje za izdelavo je valjasti oz. stožčasti kotalni rezkar (slika. 7.1), ki je lahko saostojen ali na gredi (slika 7.13), ali pa rezkalni obroč z eni ali več rezili (slika 7.14) za posaezno stopnjo. Čas izdelave je pri rezkalnih obročih z eni nože ali večii nogo zaudnejši, saj je število rezil nogo anjše (eno rezilo na stopnjo) kot pri kotalnih rezkarjih. Uporabljao jih, ko niao ustreznega rezkarja oz. je cena orodja previsoka za posaično proizvodnjo. Slika 7.1 Stožčasti kotalni rezkar Slika 7.13 Stožčasti kotalni rezkar na gredi 85

Izdelava polžev in polžnikov a. b. Slika 7.14 Rezkalni obroč z eni (a.) ali več (b.) rezili in prier naestitve na frezalni trn (c.) c. Z eni orodje (rezkarje) lahko naredio več različnih polžnikov, ki se razlikujejo ed seboj le po številu zob in od števila zob odvisnih dienzijah. Za fino obdelavo polžnih koles se uporabljajo posebni valjasti kotalni rezkarji za fino obdelavo oz. glajenje površine zobnih bokov (slika 7.15). Slika 7.15 Fina obdelavo polžnika s posebni valjasti kotalni rezkarje za fino obdelavo 86

Merilne veličine in njihova kontrola 8 MERILNE VELIČINE IN NJIHOVA KONTROLA Presoja ali je gonilo dobro izdelano je potrebna. V te poglavju so na kratko obdelani najpogostejši postopki preverjanja ustreznosti geoetrije ozobja in telesa polža in polžnika ter dovoljeni odstopki. 8.1 UVOD Vse kar preračunao in, ko kasneje narišeo delavniške risbe, orao na koncu prekontrolirati. Mišljene so erilne veličine. Vsaka delavniška risba polža in polžnika ora biti opreljena z vsei erai, glede na izbrani izdelovalni postopek in potrebe uporabe, tolerancai in odstopki. Vsaka tolerirana era, hrapavost površin idr. orajo biti preišljeni in skrbno načrtovani, sicer očno povišao stroške obeh eleentov. Že pri spreljanju risb je potrebno vedeti kakšne postopke oziroa erilne instruente iao na razpolago, da boo erilne veličine tudi enostavno kontrolirali. Katero etodo boo izbrali je odvisno od kvalitete tolerance polžne dvojice, velikosti gonila, proizvodne količine, razpoložljive opree in nenazadnje od stroškov kontrole. Metoda ora zadovoljevati zahtevani kvaliteti polžnega para. 8. KONTROLA POLŽA Za kontrolo polža uporabljao različne erilne veličine. Katero erilno veličino boo erili in kontrolirali je v veliki eri odvisno od erilnega pripoočka, ki ga iao na razpolago. V preglednici 8.1 so podane erilne veličine polža, ki jih najpogosteje uporabljao. Preglednica 8.1 Merilne veličine polža Merilna veličina Označba Enačba Debelina zoba polža na srednje valju π s v noralne prerezu n sn = cos γ Tetivna debelina zoba polža na s n sn = d n srednje valju v noralne prerezu n sinψ Višina zoba nad tetivo (globina d n erjenja) n hn = hk + 1 cosγ h ( ) V praksi običajno kontrolirao le debelino zoba ed izdelavo in po končani obdelavi ozobja. 8..1 Kontrola debeline zoba s posebni poični erilo Najpreprostejši postopek za eritev debeline zoba je neposredna eritev debeline zoba s poočjo posebnega poičnega erila za erjenje debeline zoba (glej Slika 8.1). Prednost uporabe posebnega poičnega erila je v njegovi preprosti uporabi. Čeprav lahko izerio debelino zoba na poljubni globini, običajno erio na srednje valju polža. Ker pri te postopku uporabljao zunanji preer polža kot referenčno ravnino, lahko vsako odstopanje te površine vpliva na eritev in ga orao upoštevati pri vrednotenju rezultatov. Sa preer teenskega kroga nareč že odstopa od ienske ere. 87 n

Merilne veličine in njihova kontrola Slika 8.1 Neposredni način erjenja debeline zoba polža 8.. Posredni način erjenja ere preko valjčkov Ker je eritev debeline zoba sorazerno koplicirana, kontrolirao debelino zoba polža običajno posredno, z eritvijo ere čez tri valjčke preera D M ali kroglice (glej sliko 8. ). Izbor preerov D M erilnih teles je v standardu DIN 3977. Pri postopku eritve debeline zoba z uporabo valjčkov uporabio tri valjčke enakega preera in ikroeter. Dva valjčka postavio skupaj v sosednji vrzeli, tretjega pa v nasproti ležečo vrzel (slika 8. ). Za določitev ere preko valjčkov nato uporabio vijačno erilo. Na točnost eritve vpliva odstopanje delitve in napaka profila. Obstaja več enačb za določitev ere preko valjčkov. Navedena je splošna enačba, ki oogoča določitev ere preko valjčka na poljubni debelini zoba, in sicer: M 1 π = d + D 1 + α V 1 M + sinα n tg n 1 A 1, (8.1) kjer je A 1 popravek zaradi poševne lege erilnega valjčka. Podan je z izrazo: A M n 1 =. (8.) 4a D cosα ( a DM ) sinαntgα n Kot α n v enačbi 8. določio z naslednjo enačbo: n ( tgα cosγ ) α = arctg (8.3) Valjčke ali kroglice preikao v edzobju v osni seri in erio M na različnih estih in na ta način dobio odstopke po celi dolžini polža b 1. 88

Merilne veličine in njihova kontrola Slika 8. Posredni način erjenja debeline zoba polža preko valjčkov 8.3 KONTROLA POLŽNIKA Najpoebnejše erilne veličine polžnika, ki jih je potrebno kontrolirati, so zbrane v preglednici 8.. Preglednica 8. Merilne veličine polžnika Merilna veličina Označba Enačba Debelina zoba polžnika na srednje valju v d π noralne prerezu s s n n = cos γ z Tetivna debelina zoba polžnika na srednje 3 sn valju v noralne prerezu s s n n = sn cos γ 6d Višina zoba nad tetivo (globina erjenja) d n n hn = hk + 1 cosγ h ( ) 8.3.1 Kontrola polžnika z etalonski polže z erjenje edosnega razika Kontrola polžnika ni tako preprosta kot kontrola polža. Za kontrolo polžnika uporabljao etalonski polž (ojster polž). Sestavio dvojico polžnika z etalonski polže. Etalonski polž ora biti vsaj za en tolerančni razred boljše kvalitete kot je polžnik, ki ga kontrolirao. Dvojico sestavio na pripravi, ki oogoča preko vzetnih podpor preik polžnika pravokotno na os etalonskega polža, kot to prikazuje slika 8.3. Kontrolo vršio z vrtenje dvojice etalonskega polža in polžnika, ki ga kontrolirao. Pri te beležio spreebo edosja pri zasuku polžnika za 360. 89

Merilne veličine in njihova kontrola etalonski polž testni polžnik vrtenje tlačne vzeti erilna ura Slika 8.3 Sheatski prikaz naprave za kontrolo z etalonski polže Odstopek edosja pri erjenju z etalonski polže določio z naslednjo enačbo: A A aea aei Awg = sin α Awd = sin α n n Fr + Fr, (8.4) kjer F r predstavlja radialni oplet. 8.3. Posredni način erjenja ere preko kroglic Zobno debelino polžnika lahko erio podobno kot pri polžu posredno z diaetralni erjenje čez erilne kroglice, ki jih vložio v edzobje. Iensko ero čez kroglice izračunao pri polžniku z lihi število zob: d 0 90 M L = cosα v cos + d cosα z M v (8.5) Za sodo število zob polžnika je ienska era čez kroglice: Mera M P : d 0 M S = α v + d v cosα cos (8.6) M P M d 0 d v = cosα v cosα M (8.7) Če je preer erilne kroglice d v, izračunao iensko vrednost vpadnega kota α M na krogu skozi središči kroglic z sledečo enačbo: invα M d v π xtgα A v wg = invα v + + + z cosα cosγ z z z cosαv cosγ M v M, (8.8) 90

Merilne veličine in njihova kontrola kjer je tgα n αv = a tan. (8.9) cosγ M d v M P M L, M S Slika 8.4 Meritev ere čez kroglice za polžnik 8.4 TOLERANCE Da bi polžasti par ustrezal svojeu naenu, je potrebno, da so dejanski odstopki er in oblik v okviru določenih toleranc, ki so odvisne od izbrane kvalitete. Podlaga za določanje toleranc polžnih zobnikov so standardi DIN 3967, DIN 3974-1 in DIN 3974-. V tabeli 8.4 so podane sernice za izbiro kvalitete toleranc za polžne dvojice, ohišja in osni razik v odvisnosti od področja uporabe. Pri izbiri kvalitete toleranc se prav tako lahko opirao na izkustvene podatke. 8.4.1 Bočna zračnost in odstopki debeline zoba Zobje polža in polžnika lahko zadovoljivo ubirajo le tedaj, če je ed zobnii boki zadostna bočna zračnost. Obratovalna bočna zračnost ontirane dvojice polža in polžnika je odvisna od odstopka zobnih debelin in od odstopka edosja. Bočno zračnost lahko izerio, če zavrtio polž ali polžnik proti drugeu, pri čeer ora biti eden nepoičen. 91

Merilne veličine in njihova kontrola 4 razdelka Posaezni odstopek razdelka Preglednica 8.3: Pregled odstopkov, ki so oenjeni ali tolerirani za posaezne kvalitete ozobja polžev in polžnikov po DIN 3974 in AGMA 111-A98! Zap. Oznaka Tolerirano Oznaka Tolerirano Slovensko Neško (DIN) Angleško (DIN) Angleško (AGMA) št. (DIN) po DIN (AGMA) po AGMA Profil- 1 Odstopek kota profila Profile angle error f Winkelabweichung Hα1 Odstopek oblike Profil- Profile for error f profila Forabweichung fα1 Odstopek osnega Axialteilungs Wor pitch 3 Axial pitch error f px polž V pt1 polž abweichung Teilungs- Einzelabweichung 5 Skok osnega razdelka Teilungssprung 6 7 8 Skupni odstopek vzpona polža Skupni odstopek razdelka Skupni odstopek profila Steigungs- Gesatabweichung Teilungs- Gesatabweichung Profil- Gesatabweichung Adjacent pitch error Difference between adjacent pitches Cuulative pitch error (wor) Cuulative pitch error (wor gear) Total profil error 9 Krožni tek Rundlaufabweichung Radial run-out 10 Enobočni kotalni odstopek 11 Enobočni kotalni skok 1 13 Skupni odstopek zavojnice Odstopek oblike zavojnice Einflanken- Wälzabweichung Einflanken- Wälzsprung Tangential coposite error Tangential tooth to tooth coposite error variation Wor gear pitch variation Accuulated pitch variation - wor Accuulated pitch variation-wor gear Wor profile variation Thread and tooth run-out Single flank coposite f p polžnik V pt polžnik f ux, f u polž in polžnik F pz polž V apt1 polž F p polžnik V apt polžnik F α1, F α F r1, F r F i ' 1, F i ' f i ' 1, f i ' polž in polžnik polž in polžnik polž in polžnik polž in polžnik V øt1 V rt1,v rt polž polž in polžnik Wor lead error V lt1 polž Wor lead for error V lft1 polž 9

Merilne veličine in njihova kontrola Teoretično bočno zračnost določio po enačbi: j t A = + A tgα sn1 sn n + Aa (8.10) cos γ cos γ Asn1 A sn Aa odstopek edosja in kjer poeni odstopek debeline zoba polža v noralne prerezu, odstopek debeline zoba polžnika v noralne prerezu, valju polža. γ kot vzpona na srednje Preglednica 8.4 Sernice za izbiro kvalitete toleranc po DIN 3961 do 3964 za polžna gonila Kvaliteta Polž (1), polžnik (), ohišje (3) Osni razik (3) Področje uporabe 4 5 6 (4) Delilne glave na obdelovalnih strojih, regulatorji, irno tekoča in brezhrupna gonila Polž: kaljen, brušen (poliran) Polžnik: odvaljno rezkan v 1 > 5/s 5 6 7 (4) Dvigala (lifti), vrtilni ehanizi, irno tekoča gonila, očno obreenjena v 1 > 5/s 8 9 8 (4) Gonila splošne strojegradnje brez posebnih zahtev glede irnosti teka v 1 < 10/s 10 1 10 (4) /s Poožni pogoni, ročni pogoni, gonila za nastavljanje v 1 3 Polž: stružen ali rezkan; Polžnik: odvaljno rezkan (1) preveriti napako profila, boke vteči () paralelnost gredi po DIN 3964 (3) po DIN 3964 (4) velja za polža z eni ali dvea zoboa, za polž z več zobi za eno kvaliteto boljše Preglednica 8.5 Zgornji odstopek debeline zoba Asne v [ μ ] po DIN 3967 Preer razdelnega Odstopek kroga [] nad do a ab b bc c cd d e f g h - 10-100 -85-70 -58-48 -40-33 - -10-5 0 10 50-135 -110-95 -75-65 -54-44 -30-14 -7 0 50 15-180 -150-15 -105-85 -70-60 -40-19 -9 0 15 80-50 -00-170 -140-115 -95-80 -56-6 -1 0 80 560-330 -80-30 -190-155 -130-110 -75-35 -17 0 560 1000-450 -370-310 -60-10 -175-145 -100-48 - 0 1000 1600-600 -500-40 -340-90 -40-00 -135-64 -30 0 1600 500-80 -680-560 -460-390 -30-70 -180-85 -41 0 500 4000-1100 -90-760 -60-50 -430-360 -50-115 -56 0 4000 6300-1500 -150-100 -840-700 -580-480 -330-155 -75 0 6300 10000-000 -1650-1350 -1150-940 -780-640 -450-10 -100 0 93

Merilne veličine in njihova kontrola Z izbiro velikosti bočne zračnosti oziroa tolerance je tesno povezana izbira tolerance debeline zoba. V praksi običajno postopao tako, da na osnovi kvalitete ozobja in naebnosti gonila določio razpon bočne zračnosti, pri čeer se opirao na izkušnje. Po izbiri tolerančnega polja za polž in polžnik določio zgornji odstopek A sne debeline zoba v noralne prerezu. Ustrezne podatke najdeo v tabeli 8.5 oziroa v standardu DIN 3967. Preglednica 8.6 Tolerančna polja debeline zoba Tsn v [ μ ] po DIN 3967 Preer razdelnega Tolerančno polje kroga [] nad do 1 3 4 5 6 7 8 9 30-10 3 5 8 1 0 30 50 80 130 00 10 50 5 8 1 0 30 50 80 130 00 300 50 15 6 10 16 5 40 60 100 160 50 400 15 80 8 1 0 30 50 80 130 00 300 500 80 560 10 16 5 40 60 100 160 50 400 600 560 1000 1 0 30 50 80 130 00 300 500 800 1000 1600 16 5 40 60 100 160 50 400 600 1000 1600 500 0 30 50 80 130 00 300 500 800 1300 500 4000 5 40 60 100 160 50 400 600 1000 1600 4000 6300 30 50 80 130 00 300 500 800 1300 000 6300 10000 40 60 100 160 50 400 600 1000 1600 400 Z izbiro velikosti tolerančnega polja še določio toleranco debeline zoba v noralne prerezutsn s poočjo tabele 8.6 oziroa standarda DIN 3967. Spodnji odstopek debeline zoba izračunao iz razlike odstopkov: A sni = A T (8.11) sne sn Po kontroli izračunane bočne zračnosti lahko v prieru prevelike ali preale bočne zračnosti korigirao tolerančno polje, tako da izbereo drugo ustrezno velikost tolerančnega polja, ki zagotavlja ustrezno bočno zračnost. Pri določitvi bočne zračnosti orao tudi upoštevati, da zoba polžnika preveč ne oslabio. Zaradi tega orao zagotoviti, da je izpolnjen naslednji pogoj: A sni < 0.05 (8.1) Sernice za izbiro bočne zračnosti podaja diagra 8.1, ki vsebuje velikosti bočne zračnosti v odvisnosti od standardnega odula. n Dobljene odstopke je potrebno še preračunati glede na ustrezno erilno etodo na način kot to podaja standard DIN 3967, dodatek B. Šele nato lahko opravio kontrolo oziroa erjenje. 94

Merilne veličine in njihova kontrola 1,00 Bočna zračnost jt [] 0,80 0,60 0,40 0,0 0,00 0 5 10 15 0 5 30 Modul [] Diagra 8.1 Sernice za izbiro bočne zračnosti Pregled po DIN 3974- toleriranih odstopkov je v preglednici 8.3 v vrsticah od 3 do 11, po AGMA 111-A98 pa v vrsticah 3, 4, 6-9 ter 1 in 13. V standardu so zbrani v tabelah za posaezne kvalitete ozobja v odvisnosti od odula, preera polža oziroa polžnika in števila zob polža. Za deklariranje kvalitete ozobja na lahko služijo sao nekateri odstopki, ki so jih sposobni kontrolirati oziroa tisti, za katere so se dogovorili s stranko. Dopustne odstopke je enostavno odčitati iz tabel, težje je te odstopke pravilno izeriti in ovrednotiti. Na risbi ohišja je potrebno kvaliteti ustrezno podati odstopke osnega razika in kota ed osea. Osni razik običajno tolerirao po ISO tolerančne sisteu s tolerančni polje js, kvaliteto polja pa prilagodio kvaliteti ozobja. Priporočila za izbiro toleranc v odvisnosti od želene kvalitete položaja osnega razika so zbrana v DIN 3964. Odstopanje kota ed osea (90 ) prierno prilagodio razdalji ed ležaji in odstopku osnega razika. Tudi to najdeo v DIN 3964. Oba odstopka sta po velikosti sorazerna zahtevani kvaliteti ozobja in hkrati odražata kvaliteto našega strojnega parka naše zožnosti. Preko te eje s kvaliteto ne oreo. Nesiselno se je utrujati z doseganje visoke kvalitete polža in polžnika, edte ko so z ohišje daleč od te kvalitete ali obratno. Te odstopko orao prierno izbrati toleranco debeline zoba in s te bočno zračnost, ki zagotavlja delovanje gonila tudi pri skrajnih tolerancah poebnih er. Najpoebnejše tolerance, ki vplivajo na bočno zračnost gonil so tolerance debeline zoba in tolerance osnega razika. Če pa iao opravka z zahtevni gonilo, je potrebno upoštevati še nožico drugih vplivov, ki jih je ogoče zajeti računsko. Nekaj je takih, ki zanjšujejo bočno zračnost in takih, ki jo povečujejo. Več je takih vplivov, ki bočno zračnost zanjšujejo, kot tistih, ki jo povečujejo. Kako narediti te izračune in jih ovrednotiti, je priporočeno po standardu DIN 3967. Osnovnih sernic, kolikšne naj bodo inialne in kolikšne aksialne bočne zračnosti v standardih ni! Orientacijske vrednosti lahko najdete v preglednici 8.7 in diagrau 8.1. Vrednosti so izbrane tako, da zagotavljajo pri noralne obratovanju potrebno bočno zračnost, pri kateri še ne prihaja do zatikanja. Pri natančnejših gonilih (zanjšana zračnost, zelo enakoeren tek) in gonilih z posebnii zahtevai (delovanje pri povišanih teperaturah) pa boo orali spraviti dejanske bočne zračnosti v druge eje, jih računsko predvideti in na koncu tudi preveriti z erjenji na izdelane gonilu, včasih tudi ed obratovanje. 95

Merilne veličine in njihova kontrola Preglednica 8.7 Priporočene zračnosti polžnih gonil v odvisnosti od področja uporabe Zap.št. j ax j in uporaba 1 0,0007.d +0,0.+0,09 0,0004.d +0,014.+0,05 anj zahtevna gonila 0,0005.d +0,016.+0,06 0,0003.d +0,011.+0,05 zogljiva gonila 3 0,00035.d +0,011.+0,05 0,0005.d +0,008.+0,05 precizna gonila 8.4. Postopki določevanja dovoljenih odstopkov kontrolnih er debeline zoba polža in polžnika Enostavni postopek: 1. Izbereo tolerance zobne debeline polža in polžnika. Za polžnik se priporoča izbira tolerančnega polja h, tako da zob polžnika či anj oslabio.. Izbereo toleranco osnega razika. 3. Izračunao teoretične bočne zračnosti. 4. Prierjao jih z vrednosti iz diagraa 8.1 ali izkustvenih enačbah, ki so povzete po stare standardu AGMA 34.01 (v novih standardih tega več ni!) in zbrane v preglednici 8.7. Uporabio lahko tudi sernice za izbiro bočne zračnosti za zobniška gonila iz Podlesnika. 5. Če vrednosti bistveno ne odstopajo so tolerance dobro izbrane. Še posebej je potrebno paziti, da najanjša teoretična bočna zračnost ni anjša od priporočene, saj lahko pride do zatikanja ali pregrevanja gonila pri obratovanju. Natančnejši postopek: 1. Izračunao vse vplive na bočno zračnost po DIN 3967.. Upoštevao največje debeline zob polža in polžnika ter najanjši osni razik, dodao vplive, ki zanjšujejo bočno zračnost ter bočno zračnost izračunao. Ta ne se biti anjša od nič ne se pokazati presežka ateriala! Pri izračunih lahko upoštevao tudi statistične tolerance (DIN 7186), ki upoštevajo verjetnost, da vse skrajne vrednosti toleranc niso nikoli hkrati prisotne. Statistične etode uporabio še posebej takrat, ko so zahtevana gonila z zanjšano zračnostjo ali kakii drugii posebnii zahtevai. 3. Izračunao še največjo bočno zračnost. Če ocenio, da je prevelika jo lahko zanjšao z ožanje tolerančnih polj (polža, polžnika in ohišja) in boljšanje kvalitete ozobij polža in polžnika. Ne seo pa jih zožiti toliko, da jih ne bi bili več v stanju zanesljivo izdelati. Lastni postopek: Najprierneje je, da si izdelao lastno etodo in kriterije, kako izbirati ustrezne tolerance, ki ustrezajo naši ožnosti in postopko pri izdelavi in kontroli. Metoda naj bo v skladu z veljavnii standardi, da se lažje sporazuevao s strankai, najvažnejše pa je zagotavljanje kvalitete in zanesljivosti delovanja. Teoretično bočno zračnost pri idealno izdelane polžu, polžniku in ohišju, ter pravilno sestavljene gonilu izračunao po enačbi (8.10). Če upoštevao največja polž in polžnik ter najanjši osni razik dobio najanjšo bočno zračnost. Ob upoštevanju najanjših polža in polžnika in največjega osnega razika pa dobio največjo teoretično bočno zračnost. 96

Merilne veličine in njihova kontrola Tudi način kontrole in izračun kontrolnih er si orao izdelati sai, saj tega v standardu ne najdeo. V dodatku B standarda DIN 3967, najdeo navodila, kako izračunavao faktorje kontrolnih er za druge postopke erjenja (era preko valjčkov, kroglic, za enobočno in dvobočno kontrolo ) 97

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil 9 KONSTRUKCIJSKE IZVEDBE POLŽNIH GONIL Oblikovanje polžnih gonil je zelo zahtevno, še posebej kadar želio enostavno in poceni gonilo. Poglavje podaja inforacije o najbolj značilnih izvedbah polžnih gonil, oblikah ohišja, izvedbi polža in polžnika in o potrebni oprei polžnega gonila. 9.1 UVOD Polžna gonila oblikujeo glede na zahtevnost, velikost in področja uporabe gonila. Že pri odločitvi, da boo uporabili polžno gonilo orao pretehtati več različnih ožnosti. Že v času zasnove orao razišljati o ceni gonila, zanesljivosti pri obratovanju in enostavne vzdrževanju. Kupca vedno zania cena, kakovost pri obratovanju, ajhni stroški vzdrževanja in dolgo obratovanje. Vse navedeno orao uravnovesiti tako, da je izdelek konkurenčen na trgu. V prejšnjih poglavjih so že spoznali, da je izkoristekpolžnih gonil v velike raztrosu, od zelo velikega pa do zelo ajhnega. Če se le da se jih izogibao pri trajnih pogonih, ker je poraba energije prevelika. Slika 9.1 Presek nasadnega zobniško polžnega gonila z ventilatorje na polžu Mnogokrat je ravno nabavna cena gonila tista, na podlagi katere se kupec odloči. Snovalci orao upoštevati celotno delovno dobo gonila in stroške, ki pri te nastajajo. Naj oenio najvplivnejše: nabavna cena novega gonila, stroški ontaže gonila na objekt, poskusni zagon, utekanje, poraba energije in stroški vzdrževanja. Polžni gonilo orao posvetiti pred in ed delovanje več pozornosti, kot drugi gonilo. 98

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Po svoji obliki so polžna gonila kotna gonila in so prierna še posebej ta, kjer ni nogo prostora v seri izstopne gredi ali kjer potrebujeo obojestransko izstopno gred. Polžno gonilo je zelo prierno za oblikovanje nasadnega gonila (z votlo izstopno gredjo sliki 9.1 in 9.3). Uporabljajo se kot saostojna gonila, kot zobniško polžna gonila, pa tudi povezave z večstopenjskii zobniškii gonili ter planetnii gonili niso redke. Polžna gonila so prierna za izdelavo gonil z zanjšano oz. nastavljivo zračnostjo. Slika 9. Motorno zobniško polžno gonilo Zelo je poebna količina izdelanih gonil in število izvedb gonila glede oblike in prestavnih razerij. Tako se v industrijski uporabi v vedno večji eri uporabljajo zobniško polžna gonila (slike9.1, 9., 9.3 in 9.6 ) Taka gonila so cenejša in iajo boljši izkoristek od čistih polžnih gonil. Cenejša so zaradi načina sestavljanja in zelo velike raznolikosti, ki jo dosegao z ali število različnih eleentov odulna gradnja izdelkov. Na ta način dosežeo velike serije posaeznih sestavnih delov, gonila pa so anjša, zogljivejša in cenejša, čeprav je število sestavnih delov posaeznega gonila večje. 9. IZHODIŠČA ZA OBLIKOVANJE POLŽNIH GONIL Preden se lotio izračunov in oblikovanja, se orao dobro seznaniti z dejanskii razerai, z načino delovanja gonila, pogostostjo vklopov, izračunati vztrajnostne ase gnanega stroja in drugii obratovalnii pogoji ( tipi pogonov S1 do S8 po DIN EN 60034). Zelo poebno je, kje bo gonilo obratovalo; na proste, v večje objektu ali v ajhne zaprte prostoru. Poznati orao teperaturo okolice, kjer bo gonilo in ali se ne bo prostor preveč segreval zaradi obratovanja gonila. Ne seo pozabiti, da prostor razen gonila greje tudi pogonski otor, katerega izgube lahko znašajo od 5% pa tja do 40%. Zato je pri izbiri otorja potrebno upoštevati oziroa izbrati energijsko varčnega. Gonilo je lahko izpostavljeno trdni delce (prah, pesek, oka ) ali tekočina (voda, keikalije ) zato je potrebno razisliti o stopnji ehanske zaščite IP (DIN 40050), splošni zaščiti udarci in 99

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil padajoči predeti (DIN EN 50014) in orebitni eksplozijski zaščiti EEx (DIN EN 50014 in DIN VDE 0165). Eksplozijska zaščita je za gonila poebna zaradi prekoernega segrevanja ohišja, še nogo bolj pa za pogonski elektrootor, priključno oarico, uvodnice in stikala. Običajne stopnje ehanske zaščite za industrijska gonila so IP44 in boljše. Stopnje zaščite boljše od IP55 so občutno dražje in zahtevnejše. Slika 9.3 Nasadno otorno zobniško polžno gonilo z enodelni ohišje s pokrovo spenjalni obroč votla gred polžnika Slika 9.4 Prerez spenjalne zveze gred gnanega stroja Pri oblikovanju polžnih gonil orao veliko pozornosti naeniti azanju (količina in vrsta azalnega sredstva ter način azanja), tesnjenju (upoštevati višje teperature olja in ohišja), odzračevanju (zaradi visokih teperatur prihaja do izparevanja določenih koponent aziva) in vzdrževanju (redna enjava olja, tudi pri uporabi sintetičnih olj se redko odločao za gonila brez vzdrževanja). To je zelo poebno še posebej pri nekaterih oblikah vgradnje (IMB6, IMB8 in IMB8I (zgornji polž)), kjer je potrebno paziti na azanje polža in polžnika ter nekaterih ležajev. Pozabiti ne seo na to, kako postaviti gonilo na objekt (obesni člen), njegovo pritrditev na objekt (noge, prirobnica (IM B5,IM B14), oentna ročica), povezovanje gredi (polna gred, votla gred, gladka gred s spenjalno zvezo (shrink disc, Schrupfscheibe) 9.4) in področje uporabe (živilska industrija, keična industrija, delo z 100

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil eksplozijskii snovi). Glede na lego proti polžniku ia lahko polž naslednje položaje (slika 4.7): polž pod polžniko (a), polž nad polžniko (b), polž na strani in os polžnika vertikalna (c) ter polž na strani in os polžnika horizontalna (č). Če je azanje tlačno, pote je vseeno, kje je polž. Pri azanju s potapljanje je lahko polž, odvisno od obodne hitrosti, naeščen spodaj, na strani (v 1 10 /s) ali zgoraj (v 1 5 /s). Še posebej je potrebno paziti pri zgornje polžu, če se gonilo večkrat za dalj časa ustavlja, sledi pa zagon s polno obreenitvijo, saj ubirata polž in polžnik kar nekaj časa brez azanja. V te prieru je priporočljivo uporabiti višji nivo olja z raztezno posodo. Pri dolgotrajne obratovanju polžnih gonil še posebej pri gonilih z veliki prestavni razerje (slabši izkoristko), kjer hladilna površina gonila ne zadostuje, je potrebno dodati hladilni siste. 9..1 Oblikovanje ohišij Polž in polžnik orata biti vgrajena na določeni edosni razdalji, osi pa orata oklepati ed seboj določen kot, ki je običajno 90. Za anj zahtevne pogone teu ustreza enostavna zvarjena ali sestavljena vijačena konstrukcija, ki nudi polžu in polžniku ustrezno oporo (anjše zapornice, napenjalniki, navijalniki, dvižne naprave, ki jih poganjao predvse ročno). Polž in polžnik sta vidna z naeno, da lahko uporabnik enostavno najde pogon, ki ga želi uporabiti. Zaradi varnosti je takšen pogon lahko zaščiten z režo prozorno plastiko ali naluknjano pločevino. Take polžne pare ažeo z astjo ali pa na njihova ozobja z razpršilniko naneseo tanek sloj aziva ali proti korozijske zaščite. Za druge, predvse otorne pogone pa polžev par vgrajujeo v ohišja. Ohišje ora zadostiti nogi zahteva: - zagotavljanje edsebojnega položaja polža in polžnika ter prevze notranjih sil (ležaji) v gonilu, ki se pojavljajo ed obratovanje, - ohišje je rezervoar aziva in ora oogočati enostavno kontrolo količine aziva in njegovo zaenjavo ter preprečevati saodejno iztekanje aziva, - oblikovano ora biti tako, da oogoča učinkovito hlajenje, - varovanje polžnega para pred zunanjii vplivi (voda, prah) in varovanje uporabnika pred poškodbai, - prenašanje zunanjih obreenitev (sile na izstopni gredi), - oogoča pritrditev gonila na objekt (prirobnica, noge, oentna ročica ), - gonilo orao enostavno in varno prenašati (kavlji, obesni členi ), - ora biti enostavno za izdelavo, dovolj natančno in poceni ter oogočati zanesljivo sestavljanje gonila in nastavljanje položaja polžnika, - dušiti hrup, ki nastaja v gonilu. Pri anjših polžnih gonilih je lahko ohišje enodelno s pokrovo, ki je na nasprotni strani polžnika kot polž (slika 9.5 č). Glavne prednosti enodelnih ohišij je velika togost ohišja, natančnost izdelave in njegova cenenost, saj ni nobenih dodatnih obdelav, ki so potrebne pri sestavljenih. Odpade tudi pozicioniranje posaeznih sestavnih delov. Slaba stran je zahtevnejša ontaža in težavnejše servisiranje, zato se taka gonila uporabljajo za anjše oči (do 50 kw), vendar se ta eja vedno bolj viša. Mogoča je izvedba z enodelni ohišje brez pokrova (slika 9.5 d), ki je še posebej prierna pri izvedbah z nasadni polže. Pri večjih gonilih so ohišja deljena po ravnini v osi polžnika (slika 9.5 b) ali po ravnini v osi polža (slika 9.5 a). Prednost iajo sietrične izvedbe ohišja z izvrtino za ontažo polža, pri čeer v izvrtino vgrajene puše oogočajo enostavno vgradnjo (slika 9.11, 9.13 in 9.17 b) in zagotavljajo dober prevze osne sile z ležajev. 101

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil a b c č d Slika 9.5 Izvedbe ohišij polžnih gonil Na ohišju polžnika orajo obstajati ožnosti za vgradnjo pokazatelja nivoja olja, za neposredno kontrolo gladine (slika 9.11 ) ali s poočjo palice, ki se potaplja, oziroa s poočjo plovca. Ohišje ora ieti tudi odprtino za praznjenje, siste za odzračevanje (slika 9.14 ), kakor tudi odprtino za izpust olja. Ohišje ora biti dovolj togo, da zagotovio dobro ubiranje ed polže in polžniko. Razen tega ora ohišje oogočati dobro odvajanje toplote (orebrenje), vendar ora tudi zagotavljati dovolj velik prostor za olje (zaradi hlajenja in ožnosti usedanja nesnage, kakor tudi zaradi daljše življenjske dobe olja). 9..1.1 Napotki za konstrukcijo ohišij Ohišja polžnih gonil lahko izdelao na več načinov in iz več različnih gradiv. Največji vpliv na obliko in gradivo ia velikost polžnega gonila in količina izdelanih gonil, kar se skupaj odraža v ceni posaeznega gonila (preglednica 9.1 ). Preglednica 9.1 Izvedbe ohišij Velikost gonila Izstopni oent Izvedba (edosje v ) iz gonila (N) Posaična gonila Večje serije Zelo ajhna rezkano iz celega kosa iz Al plastika, Al-zlitine, tlačni do 50 (do 50) zlitine ali jekla liv enovito ohišje Al-zlitine tlačni liv ali Majhna varjenci iz jekla ali Al-zlitin 10 do 400 siva litina kokilni liv (od 0 do 80) ali rezkano iz celega enovito ohišje Srednja varjena ohišja iz jekla 100 do 8 000 (od 40 do 400) ohišje deljeno ali enovito Velika (nad 50) nad 5000 večinoa iz železnih gradiv varjene konstrukcije ali ulitki deljena ohišja siva ali jeklena litina lita v pesek ali kokilo ohišje enovito ali deljeno siva ali jeklena litina lita v pesek deljena ohišja Ohišja so lahko izvedena z eni ali dvea bočnia pokrovoa, ki hkrati nosijo vležajenje polžnika, odprtina v ohišju pa služi za ontažo polžnika. Vendar se tudi ta izvedba anj uporablja v korist enodelnih ohišij. Pri teh izvedbah je več dragih obdelav, večje število sestavnih delov, slabša natančnost, je pa zelo elegantna in enostavne ontaže. Ohišje je lahko gladko ali orebreno. Ohišje lahko orebrio iz dveh razlogov. Z orebritvijo dobio bolj togo ohišje in precej povečao hladilno površino gonila. Če kljub orebritvi hlajenje ne zadošča, tako gonilo dodatno hladio z ventilatorje, ki je na gredi polža. Pri oblikovanju ohišja je potrebno upoštevati še osnovna načela o konstruiranju in oblikovanju. V preglednici 9. so zbrani osnovni napotki za izbiro poebnih er za oblikovanje litega ohišja. 10

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Preglednica 9. Napotki za oblikovanje litih ohišij polžnih gonil Oznaka Enačba Veličina na sliki (orientacijske Opoba RRR vrednosti) Osni razik a Določen z izračuno gonila Debelina stene d s 0,04. a + (...3) V bližini pritrditve gonila Debelina stene d s1 (0.8...0.85). d s Debelina prirobnice d p (1,5...1,5). d s Debelina noge d n (.5...75). d s Vijak teelja - preer D t (1,5...). d s Potrebna trdnostna kontrola Vijak ohišja - preer D p (1 1,5). d s Potrebna trdnostna kontrola Razik vijakov ohišja a v (10 15). d s Razik ed rebri v korenu a r d s ali d s1 Debelina stene pod rebro Debelina rebra na koncu d rk 0,33. a r Debelina rebra v korenu d ro (1 1,5). a r Višina rebra H r (4 5). a r Višine reber so lahko večje 9..1. Dodatna oprea Z naeno, da bi bila življenjska doba gonila či daljša, ontaža gonila na objekt enostavna, vzdrževanje in kontrola gonila v te času poceni, iao na razpolago nekaj eleentov dodatne opree, ki na pri te poagajo. Najvažnejši so: navojni čep za izpust olja, pripoočki za kontrolo količine olja, odzračnik, obesni člen, večja odprtina s pokrovo za kontrolo polžnika (slika nošenja) ter dodatna oprea za hlajenje olja. Čep za izpust olja je potreben, da lahko iz gonila izpustio staro iztrošeno olje, brez deontaže gonila (slika 9.6). Zato ora biti naeščen na najnižje delu gonila, da vse olje izteče (slika 9.11 ). Po vsake izpustu je priporočljivo, da notranjost gonila opereo, tako da iz gonila gonila odstranio vse produkte, ki nastanejo pri obratovanju gonila. Slika 9.6 Čep za izpust olja To so predvse delci, ki nastanejo pri obrabi in usedline, ki ostanejo od aziva, ko le to izpareva. V prieru, da so pri enjavi olja in čiščenju gonila površni, nogo škodljivih in neuporabnih snovi ostane v gonilu. Posledica so lahko otnje pri azanju ležajev, slabši izkoristek in večja obraba. Izpustni čepi so različnih oblik. Najpogosteje uporabljao navojne čepe s fini etrični navoje. Čepi orajo dobro tesniti: uporabio stožčast navoj (slika 9.6) ali pa vijak z glavo, kjer ed glavo in ohišje vstavio tesnilno podložko, ki pa zahteva v okolici navojne izvrtine dodatno poravnanje ohišja. Pripoočki za kontrolo količine olja so naenjeni ugotavljanju količine olja v gonilu (slika 9.7 ). Količino olja kontrolirao ed delovanje gonila običajno pa je potrebno gonilo ustaviti. 103

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Nivo olja lahko kontrolirao z odvitje čepa, ki je naeščen na estu do koder ora segati olje. Čep ora ustrezati zahteva čepa za izpust. Pri nalivanju olja orao pri kontrolne čepu pustiti izteči preveč nalito olje. Kontrola je ogoča sao ed irovanje gonila. Količino olja preverjao tudi z erilnii paličicai, na katerih sta označena največji in najanjši nivo olja. Kontrolirao ed irovanje gonila z izvlačenje (kontrola olja v avtoobilske otorju), paličice ter pregledo višine oočenja paličice z olje. Za ugotavljanje nivoja olja uporabljao še prozorne čepe iz uetnih aterialov ali pa kovinske čepe s prozornii okenci(slika 9.7 c), skozi katere vidio, če olje sega do okenca ali ne. Tudi pri tej vrsti erilnika orao gonilo ustaviti in nekaj časa počakati. Najlažja je kontrola pred zagono gonila. Za kontrolo olja lahko naestio okence, ki je visoko nekaj deset ilietrov z označenia najvišji in najnižji nivoje (slika 9.7 b). Če je postavitev okenca prierna (olje ne brizga po okencu), je ogoča kontrola tudi ed obratovanje gonila. Še posebej pri večjih gonilih uporabljao oljekaze, pri katerih je olje po prozorni cevki speljano iz gonila (slika 9.7 a in 9.11 ). Nivo kontrolirao ed delovanje gonila. Tako napravo lahko kobinirao tudi z odzračniko. Slika 9.7 Oljekazi Pri gonilih, ki zahtevajo iz različnih razlogov zelo visok nivo olja kontrolirao nivo olja v razstezni posodi, ki je hkrati tudi odzračnik. Odzračnik (zračnik) ali oddušnik (slika 9.8 ) je potreben, da v gonilu preprečio nastajanje nadtlaka ali pa ta nadtlak oejio. Nadtlak v gonilu nastaja nekaj zaradi segrevanja, v glavne pa zaradi izparevanja posaeznih sestavin aziva (olja). Pri ajhnih gonilih brez vzdrževanja, ki so polnjena z astjo ali sintetični olje lahko izvedeo gonilo brez odzračnika. Trend v svetu je izdelati gonilo brez vzdrževanja. Ker odzračnik vedno predstavlja potencialno nevarnost iztekanja olja se ga izogneo, če je le ogoče. Ker pa se pri delovanju polžnih gonil, še posebej na estu ubiranja, pojavljajo visoke teperature, orao dobro razisliti, preden se odločio za gonilo brez odzračnika. Posledica je lahko, da tesnila 104

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil popustijo in pride do iztekanja olja, kar pa ni dopustno. Za gonila, ki so jih izdelali brez odzračnika je zaradi varnosti in zanesljivosti priporočljivo dodatno testiranje. navadni s stožčasti navoje iz uetne ase Slika 9.8 Odzračniki Navadni odzračnik je vijak z odprtino (slika 9.8 navadni s stožčasti navoje ter iz uetne ase in pločevine). Običajno je luknja narejena v osi vijaka do glave v glavi pa jo zavijeo prečno na os. Tako se napravi zato, da odprtina ni direktna. Odzračnik naestio v najvišji točki gonila. To esto ora biti z notranje strani gonila zaščiteno pred direktni brizganje olja, saj pride v te prieru do iztekanja olja skozi odzračnik. Stožčasti navoj se uporablja zaradi enostavnejšega in učinkovitejšega tesnenja. Pri zahtevnejših gonilih so odzračniki oblikovani tako (slika 9.8 kaskadni in cevni), da dopuščajo iztok plinov in par, olje pa se zaradi teže vrača v gonilo. Odzračniki lahko iajo tudi filter, ki preprečuje prahu in uazaniji v gonilo (slika9.8 navojni s filtro). Kljub teu je potrebno paziti ka naestiti odzračnik. Ne seo pa pozabiti, da ia odzračnik tudi svojo ceno. Izstopno odprtino odzračnika lahko zavarujeo pred prodoro snovi iz okolice v gonilo tudi s stožce ali s kroglico in vzetjo. Take odzračnike uporabio, kadar hočeo gonilo s povečano stopnjo ehanske zaščite. Pri takih gonilih se lahko pojavi določen nadtlak, ki je odvisen od prednapetosti vzeti, ki pritiska na zaporno kroglico ali stožec. Obesni člen (slika 9.9) je potreben za prenašanje gonila pri sestavljanju in vgradnji na objekt. Potrebni so pri gonilih, ki so težja od 150N za prenašanje gonil. Enega in več obesnih členov lahko privijeo v ohišje ali pa že sao ohišje oblikujeo tako, da ga je ogoče enostavno in varno obesiti na kavelj ali vrv. 105

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Slika 9.9 Obesni člen Obesni členi (očesni vijak, vijak z ušeso) so standardizirani po DIN, predvideni po velikostih za različne obreenitve. Prier vgradnje obesnega člena vidio na slikah 9.10 in 9.1. V preglednici 9.3 so zbrane nosilnosti najpogostejših obesnih členov. Slika 9.10 Polžno gonilo z zgornji polže in ventilatorje za hlajenje Preglednica 9.3 Nosilnosti obesnih členov Oznaka M8 M10 M1 M16 M0 M4 M30 M36 M4 M48 M56 M64 navoja Nosilnost 1,5 5 8 1 18 8 38 50 70 100 [kn] Odprtino za kontrolo obrabe polžnika (slika 9.1 )lahko zasledio predvse na večjih gonilih. Velikost odprtine je odvisna od velikosti gonila. Pokrita je lahko s kovinski ali prozorni plastični pokrovo. Skoznjo lahko opazujeo delovanje polža in obrabo polžnika, v začetku obratovanja pa tudi sliko nošenja. Pri anjših gonilih lahko opravio kontrolo pri pokrovu odprtine, ki je naenjena za ontažo polžnika. Kontrola obrabe polžnika je lahko sprotna, ali pa jo opravio ob reontu stroja. Hladilni siste - v prieru kadar so terične obreenitve gonila prevelike, je potrebno dodatno hlajenje olja. To lahko izvedeo na več načinov. Skozi gonilo napeljeo nekaj cevi, skozi katere teče hladilna voda (slika 9.14 ). Uporabio lahko tehnološko vodo ali pa kar vodo iz vodovoda. Druga pogosta izvedba hlajenja je z obtočno črpalko in hladilniko olja. 106

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Običajno jo kobinirao z azalni sisteo in povratno hladno olje brizgao ed polža in polžnik in na kritična ležajna esta. Več o te glej v poglavju o azanju polžnih gonil. 9.. Vležajenje polžev in polžnikov Pri anjših polžnih gonilih so običajno dovolj navadni kroglični ležaji ali kroglični ležaji s poševni dotiko. Z večanje gonila se na polžu hitro pokaže potreba po očnejših ležajih, kar je posledica velikih osnih sil. Težave rešujeo z večji dvoredni kroglični ležaje ali stožčastii ležaji, ki jih lahko vgrajujeo na različne načine. Pri zelo velikih gonilih in obreenitvah se uporabljajo sodčkasti ležaji ali kobinacije radialnih in aksialnih ležajev.zaradi nižjega izkoristka in dobrega hlajenja ohišja se notranjost polžnih gonil segreva bolj kot ohišje. Zato je potrebno paziti še posebej pri X izvedbi vležajenja, da pri ontaži pustio ležaje dovolj zračnosti. Med ležaje in ozobje nogokrat naestio zaščitne obroče, ki preprečujejo direktno brizganje olja skozi ležaje proti radialni gredni tesnilo. Oroči iajo obliko kolobarja ali plašča prisekanega stožca. V ta naen lahko uporabio tako ienovane Nilos in gaa obroče, ki jih lahko dobio pri proizvajalcih tovrstne opree. Obroče lahko izdelao tudi sai ali pa uporabio druge standardne eleente (podložke). Slika 9.11 Polževo gonilo s spodnji polže in varjeni ohišje Na slikah 9.13, 9.15, 9.17, 9.18 in 9.19 so že prikazane nekatere od ožnosti vležajenja polžev in polžnikov. Če so aksialne obreenitve večje, jih je potrebno prenašati s aksialnii enosernii in dvosernii ležaji. Na sl. 9.13, 9.15 in 9.17 so prikazane različne ožnosti vležajenja valjastih polžev. Osnovno vodilo je, da naj bo razik ed ležajea či anjši, da je upogib polža či anjši. Polži so lahko izdelani z gredjo iz enega kosa (slika 9.18 a) ali pa so povezani z gredjo z ozniko (slika 9.18 b). 107

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Slika 9.1 Visoko zogljivo polžno gonilo Polžnike vležajio ali v kotalne ali v drsne ležaje. Glede na velikost obreenitve, se uporabljajo kroglični ležaji (enoredni ali dvoredni) ter valjčni in stožčasti ležaji. Na sliki 9.10 je prikazana izvedba gonila s polže naeščeni zgoraj in vležajeni s stožčastii ležaji. Polžnik je vležajen v kroglične ležaje. Hlajenje je izvedeno s poočjo reber in ventilatorja, naeščenega na gredi polža. Mazanje je izvedeno s potapljanje polžnika. Ohišje je lito, dvodelno. Na sliki 9.11 je prikazana izvedba s polže naeščeni spodaj, vležajeni v radialne kroglične in aksialne ležaje, polžnik v drsne ležaje, ohišje je dvodelno zavarjeno brez posebej izvedenega hlajenja. Slika 9.13 Vležajenje polža v kroglični in dvoredni kroglični ležaj Na sliki 9.1 je prikazana izvedba visoko zogljivega gonila s polže spodaj, vležajeni v radialne in aksialne ležaje, polžnik pa v radialne kroglične ležaje. Ohišje je lito, dvodelno in orebreno ter zaradi boljšega hlajenja z ventilatorje na polžu. Mazanje se vrši s potapljanje. Na sliki 9.14 je prikazano globoidno polžno gonilo v liti izvedbi, pri katere je polž vležajen v sodčaste in stožčaste, polžnik pa v stožčaste ležaje. Ohišje je dvodelno, lito in orebreno. Mazanje se vrši s potapljanje, hlajenje olja pa je izvedeno s hladilniki, naeščenii v oljni kopeli. 108

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Slika 9.14 Globoidno polžno gonilo a b c Slika 9.15 Izvedba aksialnega vležajenja polža 9..3 Oblikovanje polža in izbira gradiv Pri oblikovanju gonila si orao prizadevati, da boo či boljše izkoristili aterial in prostor, ki ju iao na razpolago. Nekaj napotkov so dobili že pri snovanju gonila (polževa značilnica) in pri trdnostne izračunu (poves polža). Pri oblikovanju polža orao biti zelo pozorni na način izdelave polža. Prav izdelava vijačnice polža je tista, ki v največji eri vpliva na obliko in nosilnost. Pri polžih rezkanih s ploščati rezkalo in vrteljčno rezkanih polžih žleb za iztek ni potreben (slika 9.16), kar zelo ugodno vpliva na togost polža. Stružena vijačnica zahteva žleb za iztek stružnega noža. V prieru dovolj velikega preera zavojnice (večja polževa značilnica) in anjših ležajev, lahko za iztek uporabio kar ležajne sedeže. To pa ni ugodno pri večjih prestavnih razerjih, saj na polž zavzae preveč prostora. Pri anjših vrednostih polžne značilnice postane polž bolj vitek. To je še posebej 109

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil neugodno pri večjih polžnikih, saj orao ležaje polža dodatno razakniti, kar povzroči prevelike povese polža. polžnik vskočnik polž brez izteka vijačnice stožčasto vležajenje polža podložka Slika 9.16 Polž brez žleba za iztek vijačnice a b c Slika 9.17 Vležajenje polžev, a) stožčasti ležaj, b) valjčni in dvojni (tande) stožčasti ležaj, c) stožčasti ležaj z drugačni načino nastavljanja zračnosti od ležaja prikazanega pod a). Dolžino vijačnice so določili pri geoetrijske in trdnostne izračunu polžnega para. Vendar pa je dejanska dolžina odvisna od izdelovalnega postopka. Tako ora biti dolžina brušene vijačnice nekoliko daljša od teoretično določene. Dolžina rezkane vijačnice pa ora biti spet nekoliko daljša zaradi potrebnega izteka brusa. Podatka za dolžino brušene in rezkane vijačnice sodita na konstrukcijsko risbo polža. Paziti orao, da sta ti dolžini či anjši, saj na povečujeta čase izdelave (še posebej pri večjih serijah) in anjšata upogibno togost polža. Paziti je potrebno tudi pri brušenju tečajev (ležajnih sedežev) in pogonskega dela polža, ki orajo»teči«skupaj z vijačnico polža s či anjši opleto. Vse navadno brusio na istih središčnih gnezdih, nekoliko se lahko zaplete pri nasadne polžu (votli 110

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil vstopni del gredi polža), ko tak način ni več ogoč. V te prieru vpenjao polž s štiri čeljustno vpenjalno glavo in lineto ter tako brusio luknjo. Polži se izdelujejo iz valjanih okroglih palic, šele pri večjih dienzijah polže kujeo. Polži so lahko izdelani z gredjo iz enega kosa (sl. 9.18 a) ali pa so z njo povezani z ozniko (sl. 9.18 b). Glede na to, da ia polž nogo večjo vrtilno hitrost in nogo pogosteje ubira kot polžnik, za njegovo izvedbo izbirao ateriale večjih trdnosti, da ne bi prišlo do hitre obrabe. Za počasna polžna gonila nizkih in srednjih obreenitev izbereo jeklo s srednjo vrednostjo ogljika. V te prieru najpogosteje uporabljao jekla za poboljšanje - C55, 4CrMo4 in 18CrNiMo7. a b Slika 9.18 Izvedbe polžev, a) polž in gred iz enega kosa, b) polž nasajen na gred Za gonila večjih oči uporabljao ceentirane ali plaensko kaljene polže, brušene in polirane, katerih trdota je od 5 do 65 HRC. V poštev prihajajo naslednje vrste jekla: 0Cr4, 16MnCr5 in 0MnCr5 (jekla za ceentiranje); C55, 4CrMo4 (jekla za plaensko kaljenje in kaljenje s potapljanje). Materiali polža in polžnika so dani v preglednici 9.4. Preer gredi polža določao na osnovi oblikovne trdnosti. 9..4 Oblikovanje polžnika in izbira gradiv Za ajhne obreenitve in ajhne obodne hitrosti (do /s), se pri interitenčnih pogonih za polžnike lahko uporabi perlitna siva litina. Za ajhne obreenitve lahko uporabio kositrov bron (8% Sn), za srednje obreenitve uporabljao kositrov bron z 1% Sn litega v pesku in centrifugiranega, za še večje obreenitve pa 14% kositrov bron lit v pesku ali centrifugiran. Kositrovi broni iajo lono natezno trdnost do 400 N/ in zelo dobre drsne lastnosti. Kositrovi brono dodajao še nikelj (CuSn1Ni), ki ji poveča trdnost. V novejše času se kositrovi broni (zaradi visoke cene kositra) delno nadoeščajo z aluinijastii broni litii v pesku ali kovanii, katerih natezne trdnosti znašajo od 400 do 500 N/, s specifični raztezko δ 5 = 15 do 18%. Za visoko obreenjene polžnike v kobinaciji s ceentiranii, kaljenii in brušenii polži, uporabljao centrifugalno lite ali kovane aluinijske brone z dodatko angana, niklja in železa. Odlikujejo se z veliko lono trdnostjo (550 do 700 N/ ) in veliki specifični raztezko (0 do 5%) in nižjo ceno, iajo pa slabše drsne 111

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil lastnoti in nižjo trajno dinaično upogibno trdnost. Razen oenjenega, uporabljao za polžnike cinkove legure, agnezijeve legure in plastične ase. Če dovoljuje konstrukcija, pesto polžnika izdelao iz jekla, sive litine ali jeklene litine, sao venec z zobi pa je iz dragih legur barvnih kovin. Nekatere ožnosti spajanja vencev polžnikov izdelanih iz barvnih kovin s kovinskii pesti so prikazane na sl. 9.4. Zaradi nižjih vrednosti trajne dinaične upogibne trdnosti aluinijevih bronov, so njihovi venci za isto oč širši od kositrovih bronov, sl. 9.4. Na sl. 9.5 je prikazan polžnik iz sive litine, anjše dienzije, na sl. 9.0 pa polžnik ulit iz enega kosa z različno oblikovanii ročicai. Slika 9.19 Prier zavarjenih ležajnih est polžnika in varjenih polžnikov 11

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Preglednica 9.4 Materiali za polžne dvojice Za p. št. Material za polžast zobnik σ 0, [N/ ] σ M [N/ ] HB δ 5 [%] E [N/ ] Z E [ N/ ] σ H li (1) [N/ ] U li () [N/ ] 1. P. Cu Sn 1 140 60 80 1 88300 147 65 115. C. Cu Sn 1 150 80 95 5 88300 147 45 190 3. P. Cu Sn 1 Ni 160 80 90 14 98100 15, 310 140 4. C. Cu Sn 1 Ni 180 300 100 8 98100 15, 50 5 5. P. Cu Sn 10 Zn 130 60 75 15 98100 15, 350 165 6. C. Cu Sn 10 Zn 150 70 85 7 98100 15, 430 190 7. C. Cu Sn 14 00 300 115 4 9700 150 370 180 8. P. Cu Zn 5 Al 5 450 750 180 8 107900 157,4 500 565 Dvojenja: Opoba Polž: jeklo za ceentiranje polžnik 1... 14 Polž: jeklo za poboljšanje ali navadno konstrukcijsko jeklo - polžnik 1 7 in 13,14 9. C. Cu Zn 5 Al 5 480 750 190 5 107900 157,4 550 605 10. P. Cu Al 11 Ni 30 680 170 5 1600 163,9 50 40 za ale hitrosti in azanje: 11. C. Cu Al 11Ni 400 750 185 5 1600 163,9 65 50 iner. olja 1. C. Cu Al 10 Ni 300 700 160 13 1600 164 660 377 13. SL 5 10 300 50 98100 15,3 350 150 če je polž iz SL 14. NL 70 500 790 60 5,5 175000 18 490 68 Z E po enačbi (1) Velja za dvojenje s ceentirani in brušeni polže HRC 60 ±, za dvojenje s poboljšani polže (nebrušeni) je potrebno vrednost σ H li ponožiti z 0,75. () Velja za α = 0 za α = 5 - vrednost ponožio z 1,, 0 0 pri izenični obreenitvi vrednost ponožio z 0,7, pri kratkotrajni sunkoviti obreenitvi (do 15 s) vrednost ponožio z,5. 113

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil a b Slika 9.0 Oblikovanja ležajnih est polžnikov izvedba A izvedba B izvedba C izvedba Č izvedba D izvedba E Slika 9.1 Oblikovanje zveze pesta in venca polžnika Na sl. 9.1 so prikazane različne ožnosti spajanja litega pesta, najpogosteje iz sive litine, in venca polžnika, izdelanega iz gradiv ustreznih za izdelavo polžnikov. Izvedba A prikazuje 114

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil spajanje venca in pesta z vijaki. Izvedba B kaže spajanje s poočjo krčnega spoja in varovanje z vijaki. Izvedba C pa prikazuje spoj podoben bajonetni zapori. Izvedba D prav tako prikazuje spoj z vijaki brez prekrivanja, izvedba E pa toplo navlečen spoj z naslono. Izvedba A in D prikazuje skupaj ožnost vležajenja in oblikovanja ležajnih est. Slika 9. Možnosti povezovanje pesta in venca polžnika Slika 9.3 Različne ožnosti vležajenja in nastavljanja srednjega položaja polžnikov Sliki 9.3 in 9.0 prikazujeta nadaljnje ožnosti vležajenja in oblikovanja ležajnih est polžnika. Slika 9.19 kaže različne ožnosti oblikovanja varjenega pesta polžnika, različne ožnosti vležajenja in razne ožnosti oblikovanja ležajnega esta v varjeni izvedbi. 9..5 Oblikovanje izstopne gredi Kotna gonila iajo pred ostalii to prednost, da je ogoče izstopno gred oblikovati nogo svobodneje kot pri drugih gonilih. Polžna gonila običajno oblikujeo sietrično glede na srednjo ravnino polžnika. Preer polžnika je precej velik. S te je oogočena velika različnost izstopne gredi in prilagodljivost posebni zahteva. 115

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Slika 9.4 Polžnik iz brona in aluinijaste legure Slika 9.5 Polžnik iz litega železa Gred je lahko polna (DIN 748) ali votla (nasadna gonila). Polna gred je lahko obrnjena levo ali desno in seveda obojestransko (slika 4.4). Gred je lahko različnih oblik, kot so valjasta z utoro za oznik, gladka valjasta gred, ozobljena (najpogosteje po DIN 5480) ter stožčasta gladka ali z utoro za oznik. Prav tako so votle gredi nasadnih gonil različnih oblik. Dodatno je potrebno oeniti gladko votlo gred z enostranski nastavko za krčno spenjalno pušo. Ta zveza se uporablja vse pogosteje, saj oogoča enostavno in natančno povezavo gonila z gnani stroje (slika 9.4). Izstopna gred ora zagotavljati povezavo s polžniko (preko pesta ali direktno z zobati vence) in zanesljivo tesniti proti prodiranju prahu in vode v gonilo in proti iztekanju olja. Del gredi po katere drsi osno radialno tesnilo ora biti trda in gladka in brez zavojnice, ki je posledica preikanja brusa ed brušenje v seri osi. Hrapavost (R a ) naj znaša od 0, μ do 0,8 μ. Prav tako ora biti tesnilna površina prierno trda (45 HRC do 60 HRC), kar pa je odvisno od obodne hitrosti na estu tesnenja. Uporabio lahko navadno radialno tesnilo z eno tesnilno ustnico, tesnilo z dodatno proti prašno ustnico ali pa kar obe tesnili prvo za drugo. Kakšno tesnilo boo uporabili, je odvisno tudi od položaja vgradnje gonila (zgoraj eno tesnilo, spodaj dve). Zaradi višjih teperatur boo uporabili tesnila izdelane iz priernih aterialov (FPM fluorov kavčuk), ki vzdržijo teperature azalnega edija do 160 C. Pri uporabi aziv (sintetično olje) je potrebno paziti na priernost ateriala tesnil, ki ora biti odporen na taka aziva. Upoštevati je potrebno vsa navodila proizvajalca tesnil. Konstrukcijo prilagodio tudi načinu sestavljanja gonila in ožnosti nastavljanja polžnika v središčno lego glede na polža - slika nošenja. Paziti orao, da ležaja gredi polžnika nista preblizu skupaj. Zaradi delovanja osne sile na srednje preeru polžnika, lahko pride do (pre)velikih radialnih obreenitev ležajev. Prevelika razdalja ed ležaji pa poeni preširoko gonilo. Razdalja ed ležaji se običajno 116

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil giblje ed polero in preero polžnika. Kriterij razdalje ed ležaji je lahko tudi velikost dodatne radialne obreenitve zaradi osne sile v prierjavi z radialno silo polžnika. 9.3 MONTAŽA POLŽNIH GONIL Montaža polžnih gonil je v prierjavi z zobniškii gonili zahtevnejša. Problei se lahko pojavijo iz dveh razlogov. Oba sledita iz oblike polžnika, ki je običajno globoidne oblike. Tako je ogoča ontaža polža in polžnika sao v radialni seri glede na polžnik. Tudi polžev zaradi ležajnih naslonov običajno pri vgrajene polžniku ne oreo vstaviti v seri njegove osi. Druga posebnost je srednji položaj polža glede na polžnik. Pri oblikovanju polžnega gonila je potrebno oboje upoštevati. Zaradi odstopanj vseh delov od ienskih er (tolerance), je potrebno oogočiti osno preikanje oziroa nastavljanje položaja polžnika. Polžnik lahko nastavljao v sredino na več načinov. Najpogosteje to naredio s podlaganje distančnih ploščic (DIN 988) ed ležaje in njihove naslone na gredi ali v ohišju. Položaje polžnikov pa lahko zagotovio tudi s točni nastavljanje položaja z nastavnii aticai, s katerii hkrati nastavio prierno zračnost ležajev. Pri ontaži orao zagotoviti, da je polžnik v sredini oziroa na prave estu. To lahko naredio na več načinov. Pri nezahtevnih gonilih lahko vse eleente izdelao dovolj natančno, da nastavljanje ni potrebno. Na drugi način lahko vse dele točno izerio in podložio ležaje z ustrezno debelii ploščicai, ki jih določio računsko. Oenili bi dva kriterija s kateria ocenio pravilni edsebojni položaj polža in polžnika: slika nošenja in bočna zračnost. Slika 9.6 Motorno zobniško polžno gonilo Pri novejših gonilih se pojavljajo določene posebnosti in zateva vrstni red ontaže. To so polževa gonila z enodelni ohišje z in brez pokrova. Pri gonilu s pokrovo se najprej vstavi polž z vležajenje, nato pri pokrovu vstavio polžnik, ga naestio na polža in 117

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil skozenj potisneo izstopno gred, nakar s strani vstavio še ležaje, podložne ploščice, vskočnike in radialna tesnila izstopne gredi (slika 9.6 ). Podobno lahko sestavio tudi zobniško polževa gonila brez pokrova. Ohišje obrneo tako, da je prostor za polž zgoraj, s strani polža vstavio v ohišje polžnik. Nadaljevanje sestavljanja je enako kot pri enodelne ohišju s pokrovo. Pri polžne gonilu brez pokrova najprej vstavio polžnik skozi odprtino s strani polža in skozenj potisneo izstopno gred, nakar s strani vstavio še ležaje, podložne ploščice, vskočnike in radialna tesnila izstopne gredi. Skozi isto odprtino sledi ontaža ustrezno oblikovanega polža (iztek), ki je že lahko pritrjen na gred pogonskega otorja. Z otorje hkrati zapreo in zatesnio gonilo (slika9.7). Slika 9.7 Motorno polžno gonilo brez pokrova 9.3.1 Slika nošenja Ena od etod ugotavljanja pravilne vgradnje polžnega para (pa tudi pravilne izdelave) je slika nošenja. Dotikalne črte, ki ed obratovanje potujejo od zunanjega preera polžnika proti korenu zoba, tvorijo dotikalno površino na polžniku. Povedano enostavno: slika nošenja je dejanski odtis dotikalne površine na bokih zob polžnika. Dotikalna površina pri novih polžnih parih ponavadi ni preko celotne širine boka zoba in ne poteka po celotni višini zoba. To je posledica napak pri izdelavi ohišja ter polža in polžnika, nenatančne ontaže in deforacij pri obratovanju gonila. Slika nošenja na pokaže kako ubirata polž in polžnik, kako in kje se dotikajo boki zob polža in polžnika. Med utekanje je za ozobje zelo poebno, da se obreenitev prenaša preko konstantnega oljnega fila. Nujno je, da predpišeo položaj kontaktne površine - začetne slike nošenja - na polžniku. Vijačnica polža pri ubiranju s polžniko na eni strani vstopa v edzobje na drugi strani pa iz njega izhaja. Ker želio, da bi nastal ed dotikalnii površinai oljni fil, se ora na vstopni strani ustvariti reža, ki oogoča dotok olja do nosilnih površin in nastanka oljnega fila. Zaradi tega je potrebno začetno dotikalno površino nekoliko preakniti v seri izhajanja polža iz polžnika. To najlaže dosežeo z različnia kotoa vzpona pri polžu in 118

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil poševnosti pri polžniku (slika 9.8). Na njeni osnovi popravio nastavljanje polžnika v seri njegove osi (slika). Pravilna slika nošenja je nekoliko preaknjena iz sredine v seri vrtenja polža. Kot vzpona ora biti na polžu nekoliko anjši. Tak način na zagotavlja nastanek oljnega fila pri vrtenju polža v obeh sereh. Prerez A-B vstopna stran izstopna stran olje slika nošenja zob polž. zobnika polž zob polž. zobnika Slika 9.8 Nastanek oljnega fila in slika nošenja polžnik je preveč v desno, potreben preik v levo puščice polžnik je na prave estu Slika 9.9 Popravljanje slike nošenja polžnik je preveč v levo, potrebne preik v levo puščice Praktično jo lahko ugotovio s tuširanje polža in vrtenje gonila pri ali obreenitvi. Na zobeh polžnika je ogoče videti»odtis«zob polža na osnovi katerega sklepao na ustreznost izdelave in ontaže. Sliko nošenja je siselno ugotavljati takoj po ontaži oziroa na začetku utekanja. Po potrebi opravio nastavljanje osnega (aksialnega) položaja polžnika ter na ta način zagotovio pravilno nošenje bočnih ploskev in daljšo življenjsko dobo. V kolikor je slika nošenja preveč poaknjena v levo je potrebno polžnik preakniti v levo in obratno (slika 9.9 ). Iz slike nošenja lahko ugotovio še druge napake na polžne paru. Kadar je polž preajhen(preer) je slika nošenja zelo ozka in blizu sredine, če pa je polž prevelik, lahko 119

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil ugotovio, da se je slika nošenja razdelila na dva dela, ki sta blizu roba polžnika. Če je slika preaknjena na rob in je zelo ozka, je pri pravilne (srednje) položaju polža to lahko znaenje prevelike razlike kota vzpona polža in kota poševnosti polžnika. Naštete napake so lahko posledica napačnih nastavitev strojev pri izdelavi polža in polžnika ali pa prevelikega izbrušenja orodja (z vsaki ostrenje se zanjša njegov preer - potrebno je novo orodje!).slika nošenja se lahko razlikuje tudi od zoba do zoba (slika 9.30 ). Zato je dobro, da sliko nošenja preverjao na več estih enakoerno razporejenih po obsegu polžnika (npr.: 3x10 ). Slika 9.30 Različna slika nošenja od zoba do zoba Če ia ozobje polžnika večji bočni oplet, kar je lahko posledica nepriernega tehnološkega postopka pri izdelavi polžnika (zobati venec polžnika in gred polžnika sta izdelana vsak posebej, ogoče je tudi neustrezno vpenjanje gredi s polžniko pri rezkanju ozobja in izdelavi ležajnih sedežev), se lahko slika nošenja od zoba do zoba preika z leve na desno in nazaj. V teh prierih je zelo težko kaj popraviti (izet), napako pa običajno opazio že pri kontroli polžnika z etalonski polže (veliko spreinjanje edosja). Na sliko nošenja vpliva pravilna kotnost ed gredjo polža in polžnika. V te prieru je kljub srednji legi polžnika slika nošenja izrazito enostranska. Z osni preiko polžnika lahko nekaj popravio, večji preik pa lahko povzroči zatikanje, saj prične drseti nasprotni zobni bok polža po polžniku na estu, kjer bi sicer orala biti zračnost. Dopustno odstopanje kota ed osea je odvisno od zahtevnosti pogona, za industrijska gonila naj ne presega 10'. V nasprotju z nekaterii drugii vrstai zobnikov, na stik (sliko nošenja) polžnega para vpliva edosni razik. Povečan edosni razik preakne začetni kontakt na polžniku proti izstopni strani. To še posebej velja za ajhna prestavna razerja oziroa velike kote vzpona (tri in več stopenjski polževi pari) ter zanearljivo alo za velika prestavna razerja oziroa ale kote vzpona (enostopenjski polži). Pri večvojnih polžih in polžnikih lahko pride do večjih napak pri delitvi. Na sliki nošenja se to odraža tako, da se iste napake periodično ponavljajo vsakih toliko zob, kolikor je število zob polža. Zato orao pri večvojnih polžih kontrolirati sliko nošenja pri več zobeh drug za drugi. 10

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil Neustrezna slika nošenja na pove, da ubirajo - se dotikajo napačni deli ozobja. Velikost dotikalne površine je preala. Ploščinski tlaki so preveliki in pride lahko do prekinjanja oljnega fila. Posledice so: slabši izkoristek, večje lokalno segrevanje ter obraba polžnika in polža pri utekanju, posledično pa tudi kasneje. Če pri te gonil niti ne utekao in jih takoj obreenjujeo z iensko obreenitvijo, lahko pride do trajnih poškodb gonila (popuščanje polža trdota pade, velika obraba, hrup, deforacije ali pa celo lo zob). Tako gonilo pote lahko sao še zavržeo. Slika nošenja gonila, se ed noralni obratovanje razširi. Po daljše času obratovanja slike nošenja nia sisla več kontrolirati, saj zavzea vso širino in višino zoba (slika 9.31 ). Kadar se ta proces odvija noralno z delovanje gonila, pravio, da sta se polž in polžnik dobro»ulegla«. Pojavlja se noralna obraba gonila, pri ubiranju pa sodeluje praktično vsa bočna površina zob polžnika. Slika 9.31 Slika nošenja dalj časa delujočega gonila (obraba) Velikosti odstopanj pri nepravilne položaju polžnika lahko znašajo do vrednosti odula, pa se bi gonilo še vedno vrtelo. Natančnost nastavljanja položaja polžnika je pri visokih zahtevah (gonila z ajhno zračnostjo) lahko tudi pod 0,05 vrednosti odula. Za podlaganje ležajev uporabljao nastavne podložne ploščice po DIN 988. Najanjša debelina teh ploščic je 0,1. Takšna natančnost je potrebna do odula okoli, pri večjih odulih nastavljao na prierno anjšo natančnost (več kot 0,1 ). Kadar kupujeo gonila pri proizvajalcih gonil, se orao držati njihovih navodil. Taki gonilo ni potrebno nastavljati položaja polžnika saj je bil pravilno nastavljen pri proizvajalcu. Polževa gonila so običajno konstruirana tako, da lahko kontrolirao sliko nošenja pri začetne obratovanju ali spreljao obrabo polžnika in drugo dogajanje v gonilu. V ta naen se uporabljajo različna okenca in pokrovi. Pri novejših gonilih je zato uporaben pokrov, ki je naenjen sestavljanju gonila. 11

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil 9.3. Bočna zračnost V srednje položaju polžnika je bočna zračnost največja. To dejstvo lahko izkoristio tako, da iščeo srednjo lego s preikanje polžnika in erio bočno zračnost. Računsko določio bočno zračnost, ki naj bi jo ielo gonilo, po podatkih na risbah. Bočno zračnost lahko erio z erilno uro, ki jo postavio na ohišje polžnega gonila in s tipalo tipao bok zoba polžnika. Pri te polža držio v irovanju, izstopno gred pa zavrtio kolikor pač dopušča polž. Med nastavljanje polžnika polža na seo vrteti. Poanjkljivost postopka je, da je spreeba bočne zračnosti, pri preikanju polžnika, najanjša ravno v srednji legi. Kljub teu se s to etodo da zadovoljivo določiti srednji položaj polža. Metoda je hitrejša od kontrole slike nošenja in ustreza za industrijska gonila. Kadar so potrebne večje natančnosti, boo pravilen položaj poiskali po tej etodi, preverili pa še s sliko nošenja. Več o bočni zračnosti v poglavju 9.4.. 9.3.3 Utekanje Utekanje je obratovanje pri ugodnejših pogojih, kot je to predvideno pri običajne delovanju gonila. Pri utekanju navadno zanjšao vrtilni oent, lahko pa utekavao tudi pri anjših vrtilnih hitrostih. To je včasih zelo težko zagotoviti, je pa potrebno na to že isliti takrat, ko so se odločili, da boo na naše stroju uporabili polžno gonilo. Izkušnje testiranj kažejo, da je trenje v začetku obratovanja tudi do 0% večje, kot je trenje po utekanju. Zaradi tega so terične obreenitve pri nove gonilu večje, kot so predvidene z izračuni, kar lahko pri polnih obreenitvah povzroči trajne poškodbe na polžniku in polžu, ki lahko bistveno zanjšajo življenjsko dobo gonila in povečajo porabo energije. Dobro utečeno gonilo ia dober izkoristek, tih tek in dolgo življenjsko dobo. Pri delovanju polžnega gonila je največjega poena, da sta polž in polžnik v prave položaju drug proti drugeu. To zagotavlja najanjše ogoče tlake ed zobi v ubiru. Tako še pred utekanje ali ed nji kontrolirao sliko nošenja in po potrebi tudi nastavio osni položaj polžnika. Med delovanje gonila polž in polžnik v glavne drsita drug po druge. Zaradi tega je zelo poebno v kakšne stanju sta obe površini, ki se dotikata. Obe površini iata določeni hrapavosti, ki iata velik vpliv na drsne razere in dejanski tlak ed dotikalnia površinaa. Na novo obdelane površine so lahko zelo dobro in kvalitetno izdelane, kljub teu so vrhovi hrapavosti ostri. Zato je potrebno nekaj časa, da se te površine zgladijo in se utrdi površina polžnika. Če je obreenitev gonila že od saega začetka enaka ienski, lahko ti ostri robovi poškodujejo površine s katerii ubirajo. To ia za posledico večjo obrabo in slabši izkoristek. Obraba se stopnjuje še posebej, če je bil poškodovan polž. Z utekanje dosežeo dvoje: ostri vrhovi otopijo, polž in polžnik pa se bolje prilagodita drug drugeu. Če je le ogoče utekao pri delnih obreenitvah (0%-60%) in obreenitev postopoa večao do polne obreenitve.. Čas trajanja takega utekanja naj bo vsaj 10 ur sicer o utekanju sploh ne oreo govoriti. Čas utekanja navzgor ni oejen, vendar običajno ni daljši od 100 ur. Če gonila ne oreo utekati pri delni obreenitvi, običajno azivu dodajao dodatke, ki poagajo ustvarjati oljni fil in odnašajo delce, ki se odtrgajo s polža, polžnika in drugih delov gonila.. Pri»utekanju«pod polno obreenitvijo dodajao v olje 1 do % grafita ali olibden disulfida. Včasih utekao s hipoidni olje. Prvo polnitev olja puščao v ohišju sao 00 do 500 ur Po utekanju se olje izpusti, ohišje očisti (opere) in nalije novo olje. Po končane utekanju več ne spreinjao položaja polžnika. Kljub teu pa je dobrodošla kontrola slike nošenja. V prieru, ko se je pojavila zelo velika obraba ali zelo slaba slika nošenja, je ogoče polžnik obrniti za 180. Obračanje polžnika je siselno, kadar se gonilo vrti vedno v isti seri. S te dosežeo, da ubirajo nasprotni boki zob na polžniku. Obračanje 1

Konstrukcijske izvedbe polžnih gonil je ogoče sao pri sietrične polžniku ali sietrični izstopni gredi (sietrična skupaj s polžniko). Prvič obrneo sao polžnik, v druge prieru pa polžnik skupaj z gredjo. Obračanje polžnika je siselno sao pri zelo alo obrabljene polžu, pri bolj obrabljene polžu z obračanje polžnika ne dosežeo nobenega izboljšanja. 13

Mazanje polžnih gonil 10 MAZANJE POLŽNIH GONIL Na začetku poglavja so opisane osnove o režiih azanja, ter vrstah in fizikalnih lastnostih azalnega sredstva. V nadaljevanju so zajeti vplivi, ki v največji eri odločajo o izbiri azalnega sredstva in načinu azanja polžnih dvojic. 10.1 UVOD Seveda nič ne koristi, če so zadevo dobro konstruirali, pravilno kontrolirali in zadovoljno ugotovili, da so naredili dober izdelek, če ne znao izbrati pravilnega načina azanja oziroa pravega olja in količine olja, če se odločio za azanje z olje. Praksa kaže, da so prav oenjene odločitve lahko usodne za pravilno in dobro delovanje, ter posledično tudi za življenjsko dobo gonila. Kot vseu dosedanjeu delu orao tudi azanju posvetiti enako pozornost in izbrati pravilno azanje in paraetre za dan prier. V vseh dokuentih ora biti jasno razloženo s či naažeo, kdaj in kako enjao azalno sredstvo in kako gonilo vzdržujeo. Vedno velja enako načelo. V prieru, da se po določenih kriterijih odločio za azanje z olje, pote iščeo tako rešitev, ki je najkakovostnejša in najcenejša. V te prieru je to azanje v oljni kopeli. Šele pozneje, ko v nobene prieru ne oreo vseh probleov rešiti s te poceni načino, iščeo bolj kopleksne rešitve. Najbolj kopleksen način azanja je zagotovo tlačno azanje s celotni sisteo (črpalka, hladilnik, čistilec olja, ). Zavedati se je potrebno, da ia tudi takšen način svoje hibe. Če karkoli od azalnega sistea odpove, gonilo ne bo delovalo. To je še en vzrok več, da je potrebno o izbiri načina azanja dobro preisliti in sprejeti dobro in učinkovito odločitev. 10. REŽIMI MAZANJA Razere v azane kontaktu dveh teles je prvi teoretično opisal Stribeck. Stribeck je ugotovil vpliv dinaične viskoznosti azalnega sredstva η, noralne obreenitve F N in drsne hitrosti v na koeficient trenja μ v kontaktu (slika 10.1 ). hitrost ν F N Koeficient trenja μ Ι... MEJNO MAZANJE h 0 ΙI... MEŠANO MAZANJE h R a III... HIDRODINAMIČNO MAZANJE h>>r a telo 1 telo reža h I II III azivo površinska hrapavost R a η v/f N Slika 10.1 Stribeckova krivulja in režii azanja 14

Mazanje polžnih gonil Na podlagi svojih ugotovitev je Stribeck ločil tri osnovne režii azanja dveh teles: ejno azanje (področje I) Za ejno azanje je značilno, da je debelina azalnega sredstva h preajhna, da bi preprečila ehanski dotik trdih teles. Obreenitev se v te prieru prenaša iz enega na drugo telo v glavne preko izpostavljenih vršičkov na dotikalnih površinah. ešano azanje (področje II) Mešano azanje je prehodna oblika ed ejni azanje in azanje s polno plastjo aziva. Gre za pojav, ko je azalno sredstvo neenakoerno porazdeljeno ed azania površinaa, tako da je na določenih estih prisoten ehanski dotik obreenjenih površin. Obreenitev se iz enega na drugo telo prenaša deloa preko aziva in deloa preko ehanskega dotika obeh teles. hidrodinaično azanje (področje III) (azanje s polno plastjo aziva) V prieru, ko se telesi v kontaktu popolnoa razdvoji s plastjo aziva, govorio o azanju s polno plastjo aziva. Takšno azanje je poznano pod ieno hidrodinaično azanje. Za ehanske sistee, kjer se uporablja hidrodinaično azanje, so značilne naslednje tribološke lastnosti: - azane površine so ločene z nepretrgano plastjo aziva, ki je take debeline, da ne pride do neposrednega kontakta površin, razen pri zagonu in zaustavljanju; - obreenitev se prenaša iz ene na drugo površino preko plasti aziva; - odpor proti gibanju v sisteu je odvisen od notranjega trenja v azivu. Oenjene karakteristike hidrodinaičnega azanja so posledice tlaka v azivu, ki je odvisen od lastnosti aziva, določene geoetrije (oljni klin) in relativnega gibanja površin obreenjenih z dovolj veliko silo (slika 10.). F N vlečna blazina porazdelitev tlaka F T, v t h ax vstop aziva izstop aziva h in z nagibna blazina y x Slika 10. Princip hidrodinaičnega azanja Teoretično razlago pojava je dal leta 1886 O. Reynolds, ki je za izhodišče vzel Navier- Stokesove enačbe za gibanje tekočin. Klasična Reynoldsova hidrodinaična teorija teelji na predpostavki, da ia azalno sredstvo v področju kontakta konstantno viskoznost in da so površine v kontaktu popolnoa gladke in toge (neelastične). V praksi pa iao nogokrat priere (zobniki, ležaji, kolesa, ), ko se celotna obreenitev prenaša preko relativno ajhnih a končnih površin in ne preko velikih, kot je to značilno za hidrodinaično azanje. Majhna kontaktna površina povzroči velike lokalne obreenitve, ki povzročijo elastično deforacijo površinskih plasti ateriala in spreebo geoetrije površine kontakta. Za te pogoje velja Hertzova teorija kontakta, ki oogoča določitev velikosti in porazdelitve tlaka v kontaktne področju. V klasični hidrodinaični teoriji prav tako niso upoštevane spreebe lastnosti olja 15

Mazanje polžnih gonil (viskoznost), ki nastanejo kot posledica velikih pritiskov in spreebe teperature v kontaktne področju. Relacija viskoznost tlak je popisana z enačbo, poznano tudi kot Barusov zakon: η p η e αp 0 = (10.1) kjer je η p viskoznost azalnega sredstva pri trenutne tlaku in teperaturi, η o viskoznost pri atosferske tlaku in trenutni teperaturi, α tlačni koeficient viskoznosti in p tlak v kontaktu. Način azanja, ki teelji na osnovi hidrodinaične teorije azanja, vendar pri svoje izračunu upošteva še elastično deforacijo teles v kontaktu in spreebo lastnosti aziv viskoznosti, zaradi spreebe tlaka v kontaktu ienujeo elastohidrodinaično (EHD) azanje. V prierjavi s statični Hertzovi kontakto je površinski tlak pri EHD azanju predvse zaradi elastične deforacije teles in spreebe viskoznosti azalnega sredstva s tlako nekoliko spreenjen (slika 10.3 ). Največje spreebe se zgodijo na vstopne in izstopne področju kontakta. V vstopne področju je hidrodinaični tlak celo nižji od vrednosti izračunane za»suh«hertzov kontakt. V srednje delu kontaktu sta nasproti ležeči površini skoraj vzporedni in ravni. Debelino azalnega fila v področju podajao kot centralno debelino fila h o. F N tlačna konica EHD porazdelitev tlaka Hertzov tlak x vstopno področje R * u 1 izhodno področje u h o a a h in x h o. debelina fila v vzporedne področju h in..inialna debelina fila Slika 10.3 Pogoji pri EHD azane linijske kontaktu Hitreu dvigu viskoznosti aziva ob vstopu v kontakt sledi na izstopu iz kontakta str padec (posledica Hertzove porazdelitve tlaka) do vrednosti, ki jo ia viskoznost pri pogojih okolice. Da se kopenzira nenaden padec viskoznosti aziva pri izstopu iz kontakta, pride blizu izstopa do elastične sprostitve površin v kontaktu oziroa do zožitve. Minialna debelina fila h in je zelo poeben paraeter, saj je z njeno velikostjo pogojena verjetnost dotika kovinskih vršičkov dveh površin v kontaktu. Da se zagotovi konstanten pretok skozi zožitev, se poveča hitrost, ki je posledica tlačne konice, ki se oblikuje tik pred zožitvijo (v delu, ko se azalno sredstvo bliža najožjeu delu). Tlačna konica je ponavadi višja kot največji Hertzov tlak v kontaktu. Položaj in aplituda tlačne konice pa je očno odvisna od tlačno-viskoznih karakteristik aziva. Prisotnost tlačne konice v izstopne področju EHD azanega kontakta ia za posledico nastanek velikih strižnih napetosti tik pod oziroa na kontaktni površini. 16

Mazanje polžnih gonil 10.3 VRSTA MAZALNEGA SREDSTVA Pri projektiranju zobniških gonil igra poebno vlogo tudi pravilna izbira azalnega sredstva. Gonilo bo dosegalo dobre rezultate le v prieru, če bo azalno sredstvo pravilno izbrano glede tipa gonila in obreenitve. V nasprotne prieru se pojavijo nepravilnosti pri obratovanju, ki lahko v najslabši varianti privedejo do hujših poškodb sestavnih delov zobniškega gonila. Pri izbiri aziva za zobniška gonila so poebne naslednje vplivne veličine: vrsta zobnikov, vrtilna hitrost, prestavno razerje, delovna teperatura, prenosna oč, kvaliteta površine zobnih bokov, vrsta in velikost obreenitve, način azanja, vrsta pogona (elektrootor, turbina, otor z notranji izgorevanje, itd), prisotnost vode. Na splošno se v strojegradnji uporablja različne vrste azalnih sredstev, kar je odvisno od obratovalnih pogojev in procesa, ki se ga aže. Pregled različnih vrst azalnega sredstva, ki se največ uporabljajo v praksi, prikazuje preglednica 10.1. Preglednica 10.1 Pregled ožnih azalnih sredstev MAZALNO SREDSTVO MAZALNA OLJA MAZALNE MASTI TRDA MAZIVA ADHEZIVNA MAZIVA EMULZIJE OSTALA MAZIVA Mineralna olja Sintetična olja Biološko razgradljiva olja Masti z ilno plastjo Masti brez ilne plasti Suhi praški Paste Gladki laki Plastika Razpršena adhezivna trda aziva Solnata aziva Olje v vodi Voda v olju Tekoča Plinasta (zrak, ) Olja brez aditivov Olja z aditivi Olja brez aditivov Olja z aditivi Rastlinska olja Poliglikoli Sintetični estri Masti z ineralni olje kot tekoča faza Masti s sintetični olje kot tekoča faza Masti z ineralni olje kot tekoča faza Masti s sintetični olje kot tekoča faza Voda Tekoče kovine Kisline, baze 17

Mazanje polžnih gonil Za azanje zobniških prenosnikov uporabljao v glavne tekoča azalna sredstva - različne vrste olj. Za anjše zahteve glede stabilnosti olja in korozijske obstojnosti ter pri anjših obreenitvah in hitrostih so to ineralna olja, ki pa jih po potrebi tudi legirao in s te izboljšao njihove lastnosti. Ti dodatki (angl. additive) ineralni olje so predvse HD aditivi (preprečujejo oksidacijo olja in raztapljajo trde delce v olju) in EP aditivi (za visoke tlake). Zraven teh dodajao ineralni olje še druga sredstva, npr. aditive za izboljšanje indeksa viskoznosti, za zaščito pred korozijo, aditive proti penjenju olja, itd. Celoten pregled lastnosti, na katera aditivi vplivajo, je prikazan v preglednici 10.. Preglednica 10. Pregled lastnosti aditivov Lastnosti baznih olj, ki se z dodajanje aditivov Lastnosti baznih olj, na katere aditivi IZBOLJŠUJEJO delujejo NEGATIVNO odpornost na ekstreno visoke pritiske (EP), toplotna prevodnost, karakteristika viskoznost teperatura, stisljivost, viskoznost (povečujejo), terična stabilnost, oksidacijska stabilnost, hlapljivost, zaščita pred rjo in korozijo, kristalizacija parafina, zaščita pred obrabo, odvajanje raztopljenega zraka, detergentnost, topljivost plinov, disperzantnost, karakteristika viskoznost - zanjševanje penjenja, tlak, sposobnost tvorjenja eulzije z vodo, barva, dielektrične karakteristike, V prierih ko so prisotne visoke teperature in tlaki, ineralna olja več ne zagotavljajo ustreznega azanja. V takih pogojih obratovanja uporabio sintetična olja, ki se odlikujejo z odličnii azalnii lastnosti, predvse pa so uporabna in obstojna pri teperaturah, ki so višje tudi od 150 o C. V prierjavi z ineralnii olji pa iajo sintetična olja še naslednje prednosti: večjo obstojnost glede staranja in s te podaljšanje intervala zaenjave olja, anjši stroški vzdrževanja, prihranek energije zaradi večjega izkoristka, daljša življenjska doba zobnikov in ostalih eleentov ožnost uporabe pri zelo visokih teperaturah (do 150 C in več) itd. Slaba stran sintetičnih olj je ta, da so zelo draga, zato jih uporabljao le v prierih, kjer ne oreo zadostiti zahteva azanja s klasičnii azivi, to zahteva določena specifikacija, je to opravičeno s stroški proizvodnje, Vpliv azalnega sredstva (olja) na razere v kontaktu dveh zobnih bokov je izražen v glavne z viskoznostjo olja, predvse pa s spreebo te viskoznosti s tlako po enačbi 10.1 in teperaturo. Vpliv teperature na spreebo viskoznosti olja je izražen z indekso viskoznosti IV. Či večji je ta indeks, te anj se viskoznost olja spreinja s teperaturo, tako da lahko olja z večjii indeksi viskoznosti uporabljao v širše teperaturne obočju. 18

Mazanje polžnih gonil 10.4 FIZIKALNE LASTNOSTI MAZALNIH SREDSTEV 10.4.1 Viskoznost Viskoznost je najvažnejša lastnost azalnega sredstva (olja ali asti) za azanje zobniškega gonila, ki je odvisna od vrste azalnega sredstva, teperature in tlaka. Fizikalno je viskoznost označena kot notranji odpor proti tečenju fluida (azalnega olja), ki ga ustvarijo strižne sile posaeznih slojev v fluidu (azalne sredstvu). Razlikujeo: dinaično viskoznost kineatično viskoznost Dinaična viskoznost η je definirana kot potrebna strižna napetost τ v tekočini (azalne sredstvu), da se sloj enotske debeline te tekočine giblje z neko strižno hitrostjo v (slika 10.4 ). Izračunao jo po enačbi τ η = [ Pa/s] (10.) dv /d y v h dv τ dy Slika 10.4 Medsebojni poik posaeznih slojev aziva Kineatično viskoznost ν je definirana kot razerje dinaične viskoznosti azalnega sredstva z njeno gostoto ρ: η ν = [ /s]. (10.3) ρ Tako dinaična kot tudi kineatična viskoznost sta odvisni od teperature fluida in tlaka, katereu je le-ta izpostavljen. V praksi se pri opisu karakteristike posaeznega azalnega sredstva v glavne uporablja kineatična viskoznost, izerjena pri teperaturi 40, 50 ali 100 C. Teu ustrezno so pote označene pripadajoče kineatične viskoznosti aziva z ν 40, ν 50 ali ν 100. Viskoznost aziva se spreinja s teperaturo in sicer pada z višanje teperature (slika 10.5 a). Viskoznost aziva pa je odvisna tudi od tlaka in je te večja, či večji je tlak v azivu (slika 10.5 b). 19

Mazanje polžnih gonil a) b) Viskoznost ineralno olje sintetično olje Viskoznost [ /s] 10 6 10 4 10 10 0 0 C 38 C 100 C 10 C 0 00 400 600 800 1000 Tlak [N/ ] Teperatura Opoba: Diagra velja za ineralna olja Slika 10.5 Odvisnost viskoznosti od teperature (a) in tlaka (b) Merilo za odvisnost viskoznosti od tlaka je tlačni koeficient viskoznosti α, ki je odvisen od vrste azalnega sredstva (ineralno, sintetično) in se določi eksperientalno ali pa s poočjo orientacijskih enačb podanih v strokovni literaturi. Orientacijske vrednosti tega koeficienta za nekatera olja kaže diagra na sliki 10.6. Tlačni koeficient viskoznosti α [1/bar] 0,004 0,00 0,000 0,0018 0,0016 SINTETIČNO OLJE: ν 40=40 [ /s] MINERALNA OLJA: ν 40=500 [ /s] ν 40=100 [ /s] ν 40=30 [ /s] 0,0014 0,001 0 30 40 50 60 70 80 Teperatura ϑ [ C] 10.4. Indeks viskoznosti Slika 10.6 Tlačni koeficient viskoznosti Indeks viskoznosti (IV) je erilo za spreinjanje viskoznosti aziva v odvisnosti od teperature. Či večji je ta indeks, te anj se viskoznost aziva spreinja s teperaturo, tako da lahko aziva z večjii indeksi viskoznosti uporabljao v širše teperaturne obočju. 130

Mazanje polžnih gonil Pri določevanju indeksa viskoznosti velja dogovor, da se lestvica indeksa viskoznosti razdeli na 100 enot. Vrednost IV=0 pripada azivo, katerih viskoznost je zelo občutljiva ne spreebo teperature. Vrednost IV=100 pa pripada azivo, pri katerih se viskoznost s spreebo teperature zelo alo spreinja. a) Maziva z indekso viskoznosti do 100 L U IV = 100 (10.4) L H U [ /s] kineatična viskoznost testnega aziva pri 40 o C, ki u je potrebno določiti indeks viskoznosti, L [ /s] kineatična viskoznost nekega drugega aziva pri 40 o C, ki ia IV=0, njegova kineatična viskoznost pri 100 o C pa je enaka, kot jo ia azivo, ki u je potrebno določiti indeks viskoznosti, H [ /s] kineatična viskoznost nekega drugega aziva pri 40 o C, ki ia IV=100, njegova kineatična viskoznost pri 100 o C pa je enaka, kot jo ia azivo, ki u je potrebno določiti indeks viskoznosti. b) Maziva z indekso viskoznosti 100 in več ( ant log N ) 1 IV = + 100 (10.5) 0,00715 log H logu N = (10.6) logy Y [ /s] kineatična viskoznost testnega aziva pri 100 o C, ki u je potrebno določiti indeks viskoznosti. 10.4.3 Gostota Gostota aziva ρ poeni razerje ed aso aziva in prostornino V, ki jo aziva zavzea. ρ = [kg/ 3 ]. (10.7) V Gostota aziva je odvisna od tlaka in teperature in je te večja, či večji je tlak oziroa či nižja je teperatura. 10.4.4 Stabilnost aziva Od azalnih sredstev se zahteva, da so odporna proti keični in toplotni vplivo. Zelo pogosto postanejo aziva neuporabna zaradi oksidacije. Oksidacijo pospešujejo različni paraetri, ized katerih so najpoebnejši naslednji: Teperatura je najbolj znan pospeševalec procesa oksidacije. Njen vpliv na oksidacijo lahko določio kvantitativno. Ugotovljeno je bilo, da se hitrost oksidacije približno podvoji, če se teperatura poveča za 10 o C. 131

Mazanje polžnih gonil Prisotnost kisika nastopa v dveh oblikah- kisik kot sestavni del ozračja ali raztopljen v azivu. V obeh prierih kisik negativno vpliva na proces oksidacije. V praksi je razeroa težko ateatično opisati odvisnost oksidacije glede na količino kisika, kot je to dokaj natančno definirano v prieru teperature. Prisotnost vode se izraža preko vode v azalne sredstvu, pri čeer je voda lahko v tekoče stanju ali v obliki vodne pare. Prisotnost vode lahko ia zelo negativne posledice in sicer: v prieru dovolj visoke teperature lahko prisotnost vode povzroči raztapljanje ali izločanje nekaterih aditivov iz ineralnega olja, voda v obliki vodne pare lahko reagira na različne načine, ki so precej podobni hidrolizi, raztaplja produkte oksidacije, pospešuje katalitično aktivnost nekaterih kovin in kovinskih soli. Posledica oksidacije, obrabe, teperaturnih in keičnih vplivov je staranje aziva. Zaradi staranja se bistveno spreeni viskoznost aziva, njegova posledica pa je tudi nastanek usedlin zaradi procesa obrabe. Odpornost proti staranju pride do izraza še posebej pri težjih obratovalnih pogojih. Ta se poveča, če se doda azivu inhibitorje. To so posebne keične substance, dodane v ajhnih količinah, ki preprečujejo oksidacijo in podobne procese. Mazalna sredstva praviloa zaenjujeo v gonilih vsakih 6 do 1 esecev (ineralna olja) pri sintetičnih oljih pa se enjava olja izvrši tudi na daljše obdobje. Pri večjih sisteih, kjer bi zaenjava vsakih 6 esecev bila predraga, se po preteku tega časa kontrolira vzorec aziva. Zaenjava se izvrši, če kontrola pokaže, da azivo ne zagotavlja več takšnih azalnih lastnosti, kot bi jih oralo. 10.4.5 Ostale lastnosti azalnih sredstev Med ostale poebnejše lastnosti azalnih sredstev štejeo še: plaenišče gorišče točka strjevanja specifična toplota topljivost plinov korozijska obstojnost penjenje olja 10.5 IZBIRA MAZALNEGA SREDSTVA Pri izbiri azalnega sredstva iata odločilno vlogo hitrost in potrebna viskoznost azalnega sredstva. Paziti orao, da azalno sredstvo keično ne vpliva na ateriale tesnil, zato je potrebno poznati njegovo keično sestavo oziroa se je o te zelo priporočljivo posvetovati s proizvajalce azalnega sredstva. V preglednici 10.3 10.3 je prikazanih nekaj načinov izbire azalnega sredstva in načina azanja polžnih gonil glede na hitrost. 13

Mazanje polžnih gonil Preglednica 10.3 Izbira azalnega sredstva in način azanja HITROST VRSTA IN NAČIN MAZANJA v 0,8 /s ast ali olje v 1 /s oljna kopel v 0,8 /s obtočno (tlačno) azanje Preglednica 10.4 Način azanja v odvisnosti od azalnega sredstva in položaja zobnikov POTOPLJEN MAZALNO SREDSTVO OLJA MASTI POLŽ v < 1 /s - potopno v > 1 /s - obtočno v < 4 /s - potopno POLŽNIK v < 8 /s - potopno v > 8 /s - obtočno v < 1 /s - potopno Ko izbereo vrsto azalnega sredstva je potrebno določiti še njegovo viskoznost. Kadar je polž naeščen nad polžniko, orao uporabljati zelo viskozna azalna sredstva, če želio doseči prierno azanje. Zobnik ora dvigniti azalno sredstvo do ubirnih točk in le-to ne se odteči iz zob polžnika preden pride esto do ubiranja. Potrebno viskoznost olja lahko določio s poočjo koeficienta obreenitve c, izračunanega z enačbo 10.8 ali pa ga odčitao iz diagraa na sliki 10.7 ali 10.8, ki sta izdelana na podlagi preizkusov. c Ft 0.7 (10.8) b b = d a d (10.9) 1 1 14 1 1 c (N/ ) 10 8 1 3 azanje s potapljanje a zan je obtočno 6 4 4 3 4 0 1 3 4 5 6 7 8 hitrost drsenja vg (/s) Slika 10.7 Vrednost c za kaljen brušen polž (ateriali polžnika 1 kositrov bron, -Al legure, 3-Al legure iz pretopljenega aluinija, 4-Zn legure) 133

Mazanje polžnih gonil c (N/ ) 8 6 4 1 3 4 1 3 4 azanje s potapljanje, teperatura olja 60-70 C (izjeoa tudi več) a zanje obtočno, olje hlajeno 0 1 3 4 5 6 7 8 hitrost drsenja vg (/s) Slika 10.8 Vrednost c za poboljšan rezkan polž Diagraa na sliki 10.7 in 10.8 veljata za trajni pogon. Viskoznost olja lahko določio tudi iz preglednice 10.5 s poočjo koeficienta obreenitve c, ali v odvisnosti od obodne hitrosti (slika 10.9 ). Preglednica 10.5 Priporočena viskoznost olja v odvisnosti od drsne hitrosti in koeficienta obreenitve c c [N/ ] viskoznost olja ν 50 [ /s] pri drsni hitrosti v g [/s] <...6 6...10 10 < 3 90...150 60...90 40...60 30...45 3...10 150...30 90...150 60...90 40...60 >10 30...300 150...30 100...150 60...90 134

Mazanje polžnih gonil Slika 10.9 Določevanje viskoznosti v odvisnosti od obodne hitrosti 10.6 NAČINI MAZANJA POLŽNIH DVOJIC Kriterij za izbiro načina azanja je obodna hitrost. Ponavadi polžna gonila ažeo s potopni azanje ali s tlačni (obtočni) azanje. Prednost dajeo potopne načinu azanja, saj najbolj preprost in hkrati najcenejši način azanja. Za tlačni način azanja polžnih dvojic, ki je dosti dražji, pa se odločio v prieru, ko ne oreo več zagotoviti kvalitetnega azanja s potopni azanje. 10.6.1 Potopno azanje Pri potopne azanju ora biti vsaj eden od zobnikov potopljen v azalno sredstvo, ki je v spodnje delu okrova. Potopljeni zobnik prinaša azalno sredstvo na azalno esto. Pri dovolj velikih obodnih hitrostih se azalno sredstvo tudi delno razprši po ohišju in tako aže tudi ostale naeščene zobnike in ležaje v prostoru. Pri te pa orao biti pazljivi, saj z večanje obodne hitrosti zelo hitro narašča količina razpršenega azalnega sredstva, kar ia lahko za posledico, da se azalno sredstvo zaradi centrifugalne sile odlepi od bokov zob preden pride na ubirno esto in ostanejo zobni boki na estu ubira neazani. 135

Mazanje polžnih gonil a) b) c) č) Slika 10.10 Globina potapljanja pri potopne azanju polžnih gonil Potopno azanje ia naslednje prednosti: enostavnost, gospodarnost, zanesljivost. Slabosti potopnega azanja pa so: oejena ožnost hlajenja, težave s čiščenje olja, oejen voluen olja. Pri potopne azanju se azalno sredstvo obdrži na zobnih bokih kljub centrifugalni sili, če je izpolnjen pogoj: d s ω 500...600 (10. 10) ω - kotna hitrost zobnika d - preer razdelnega kroga v sredini zobne širine Kadar ta pogoj ni izpolnjen (pri večjih kotnih hitrostih ali večjih preerih) se uporablja predvse obtočno azanje. Pri potopne azanju je zelo poebno, da zagotovio takšen nivo olja, da se zobnik v azalno sredstvo ne potaplja preveč ali prealo. Prenizek nivo azalnega sredstva povzroča: 136

Mazanje polžnih gonil poanjkljivo azanje, nezadosten odvod toplote, povečano obrabo itd. Previsok nivo azalnega sredstva pa povzroča: večje izgube zaradi ešanja olja (dovoljene 0.75% /1kW pogonske oči), segrevanje oljne kopeli (zanjševanje viskoznosti), hitrejše staranje olja (potrebna večkratna enjava olja), penjenje na površini, povečanje hrupa gonila itd. Pri obratovanju zobniškega gonila se azalno sredstvo sčasoa onesnaži, zato ga je potrebno po določene času zaenjati. Za izpustitev olja ora ieti pokrov na najnižji točki čep za izpust olja. V zgornji legi pa ora ieti okrov čep za nalivanje olja in oddušnik, s kateri se prepreči nadtlak v okrovu. Okrov pa je ponavadi opreljen še z napravo, ki kaže nivo olja v okrovu. Količina skupnega polnjenja olja naj znaša: V p 0,35+ 0,7 P [d 3 ] (10.11) 1 P 1 - pogonska oč v [kw] Pri določanju potrebne količine olja, orao paziti na potrebno globino potapljanja oziroa nivo olja v ohišju. Od globine potapljanja so odvisne izgube in tudi količina olja in tudi učinek hlajenja, zato je zelo poebno, da določio pravilno globino potapljanja polža ali polžnika. Globine potapljanja, ki se v praksi najpogosteje uporabljajo pri različnih naestitvah polža glede na polžev zobnik so podane v preglednici 10.6. Preglednica 10.6 Globina potapljanja v odvisnosti od naestitve polža POLOŽAJ POLŽA GLOBINA POTAPLJANJA polž zgoraj polžnik potopljen do d /4 polž spodaj polž potopljen do d l / (alo preko spodnjega roba gredi polža) polž s strani polž potopljen do d l / 10.6. Obtočno (tlačno) azanje Tlačni način azanja se uporablja v prieru velikih obodnih hitrosti (v 1 /s) in velikih pogonskih oči. V teh prierih se proizvede večja količina toplote in je potrebno dodatno hlajenje. Pri tlačne azanju poganja olje oljna črpalka (zobniška, krilna ali batna). Olje se preko posebnih šob dovaja direktno na ubirna esta. Značilnosti obtočnega azanja so: višji izdelovalni stroški, dražje vzdrževanje, oogočeno je prierno doziranje na ubirno esto, anj izgubljenega olja in boljše hlajenje, anjša obreenitev olja, daljša življenjska doba gonila, daljši interval zaenjave olja, uporabnost pri obodnih hitrostih v = 10 50 /s. 137

Mazanje polžnih gonil Pri tlačne azanju je poebna količina olja, ki jo brizgao na ubirno esto. Ponavadi je potrebna večja količina olja zaradi hlajenja in ne zaradi azanja. Preajhna količina olja povzroči segrevanje olja zaradi poanjkljivega azanja. Če pa je količina olja prevelika pride do gnetenja olja in tako ponovno do segrevanja olja. Potrebno količino olja določio po naslednji izkustveni enačbi: V b ( do 10 ) 5 b 3 [d /in], (10.1) b je širina zobnika v []. To količino olja pa lahko zanjšao z uporabo olja z EP - aditivi, sintetičnega olja, s korekcijo evolvente na vrhu zoba ali s spreebo položaja brizgalne šobe. Za tlak v tlačne cevovodu velja, da naj bo v splošne od 0.8 do 1 bara večji od tlaka okolice. Pri večjih obodnih hitrostih pa naj bo nadtlak približno 1.8 bara, pri zelo velikih obodnih hitrostih (nad 150 /s) pa 3.5 bara. a) b) A 1 B 1 A B c) C C Slika 10.11 Različni položaji brizganja olja pri tlačne azanju; a) tangencialno, b) radialno in c) preko azalnih utorov Pri ajhnih obodnih hitrostih služi olje pretežno le za oblikovanje azalnega fila (ia nalogo, da aže zobne boke). Pri večjih obodnih hitrostih (60 /s in več), pa se 80% olja porabi za hlajenje in le 0% za azanje zobnih bokov. Od tega je tudi odvisno ali vbrizgavao olje pred ali za ubirni esto (slika 10.11 a). Uporabnost variante je odvisna od obodne hitrosti zobnika. Področje uporabe posaeznih variant: v < 5 /s varianta A 1 (azanje) 5 /s v 50 /s varianti A 1 in A (azanje in hlajenje) v > 50 /s varianta A 1 in A (azanje in pretežno hlajenje) Eleenti tlačnega sistea so ponavadi naeščeni zunaj gonila. 138

10.6.3 Eleenti tlačnega azanja 10.6.3.1 Oljni rezervoar Mazanje polžnih gonil Pri oljne rezervoarju je najbolj poebna količina olja, ki ora biti na voljo za obtočno azanje. Potrebno količino olja lahko ocenio tudi iz naslednje preglednice. Preglednica 10.7 Potrebna količina olja VRSTA GONILA KOLIČINA OLJA Vol [d 3 ] Industrijska gonila s posebni oljni rezervoarje (4 do 5) Qax Turbo gonila s posebni oljni rezervoarje (5 do 10) Qax Industrijska gonila z oljno kopeljo (0.5 do ) Qax Q ax [d 3 /in] - aksialni voluski pretok črpalke Pri konstruiranju oljnih rezervoarjev orao upoštevati naslednje napotke: voluen rezervoarja naj bo približno 0% večji od potrebne količine olja, sesalna in povratna cev naj bosta čibolj razaknjeni, olje naj se s poočjo pregradnih pločevin vodi ob stenah (hlajenje), rezervoar naj bo opreljen z oddušniko, filtersko režico na polnilne grlu, erilno palico, teroetro, pipico za jeanje vzorca olja, čepi za nalivanje in izpust olja, dno rezervoarja naj bo nagnjeno in gladko (izpust ulja, usedlin), na rezervoarju naj bo označena vrsta olja, poskrbeti je potrebno za naravno hlajenje (zračenje). 10.6.3. Črpalka Običajno je v uporabi cenena zobniška črpalka, včasih pa tudi vijačna, krilna ali centrifugalna črpalka. Pogon črpalke je preko gredi gonila, lahko pa jo poganja poseben elektrootor. Voluski pretok zobniške črpalke izračunao po enačbi: Q = d b n [voluen olja / časovno enoto], (10.13) k p - odul zobnikov zobniške črpalke, d - preer razdelnega kroga zobnika črpalke, n - vrtilna hitrost zobnika črpalke, k p - koeficient oblike zoba: k p = 3.5...nekorigirano ozobje, k = 4.7...korigirano ozobje. p Slika 10.1 Vrste črpalk a) zobniška b)vijačna c)krilna d) centrifugalna 139

Mazanje polžnih gonil 10.6.3.3 Brizgalne šobe Brizgalne šobe iajo preere od 1.5 do 4. Izjeoa so lahko preeri šob tudi od 1 do 5. Ob konstantni količini olja dobio večjo hitrost curka pri anjše preeru brizgalne šobe. Če ia šoba anjši preer od 1 prihaja pogosto do zaašitev, zato se teh preerov izogibao. Pri velikih obodnih hitrostih (v > 100 /s) je dobro uporabljati nizke tlake brizganja. Količina brizganja [l/in] 50 40 30 0 Nadtlak v šobi [bar] 3 1,5 1 0,5 10 0 0 4 6 8 10 1 Preer šobe [] Slika 10.13 Količina brizganja olja v odvisnosti od preera šobe in tlaka Pri dienzioniranju brizgalnih šob orao upoštevati, da je efektivna širina curka anjša od teoretične. To še posebej velja pri večjih zobniških prenosih, ki jih ažeo z azalnii sredstvi večje viskoznosti. Slika 10.14 Sheatski prikaz curka brizganega olja a) efektivna širina curka b)porazdelitev curka na zobne boku 10.6.3.4 Oljni filter Oljni filter se vgradi v glavni tlačni vod črpalke, da preprečio prihod raznih nečistoč na ubirno esto, saj lahko le-te bistveno zanjšajo kvaliteto azanja zobniškega gonila. Iz praktičnih izkušenj se priporoča naslednja gostota filtrirne režice: industrijska gonila: do 100 μ, turbo gonila: do 50 μ, filtriranje oljne egle: do 0 μ. 140

Mazanje polžnih gonil 10.6.3.5 Siste za hlajenje olja Mazivo ia poleg naloge azanja še nalogo odvajanja toplote iz ubirnega esta. Pri te pa se azivo postopoa segreva tako dolgo, da doseže višjo teperaturo, kot je teperatura okolice, kar privede do izenjave toplote ed rezervoarje in okolico. Segreto azivo pa ni več sposobno privzeti zadostne toplote iz ubirnih est, kar ia za posledico slabše hlajenje, poveča pa se tudi nevarnost oksidacije aziva. Višje teperature povzročijo tudi hitrejše staranje aziva, zanjša se viskoznost, s te pa tudi slabše azanje. Optialna delovna teperatura aziva je področju ed 40 in 60 C. Pri noralne segrevanju aziva se odvečna toplota noralno odvaja v okolico preko površine rezervoarja. Kadar pa iao intenzivno segrevanje aziva (tudi pri povišani teperaturi okolice) je odvajanje toplote v okolico upočasnjeno in orao azivo prisilno hladiti. Prisilno hlajenje izvedeo s zračnii ali vodnii tokovi, ki jih dovajao v siste za hlajenje. Siste hlajenja z zrako se uporablja redko, saj ia oejeno ožnost hlajenja. Pri te hlajenju je spodnja eja teperature, do katere lahko ohladio azivo odvisna od teperature zraka. Prednost teh sisteov je vte, da so poceni in enostavni (zrak je brezplačen in ga je v okolici v izobilju). Princip hlajenja z zrako je prikazan na sliki 10.15 a. Mazivo, ki ga boo ohlajali doteka v hladilnik na esto A in potuje skozi snop cevi, ki so naeščene v ohišju hladilnika (1). Mazivo, ki so ga že ohladili odteka skozi odvod B. Zrak prisilno transportirao skozi ohišje hladilnika z ventilatorje (3). Da bi bil izkoristek hlajenja či boljši je ohišje hladilnika orebreno (). Princip hlajenja, kjer kot hladilno sredstvo uporabljao vodo je prikazan na sliki 10.15 b. Mazivo, ki ga boo ohlajali doteka skozi odprtino A, prehaja skozi cevi z vodo, kjer voda prevzae del toplote aziva. Ohlajeno azivo pa izteka skozi odprtino B v rezervoar. Slika 10.15 Princip delovanja hladilnih sisteov a)zračno hlajenje b) vodno hlajenje 10.6.3.6 Siste za segrevanje olja Kadar je teperatura okolice nizka ali pa je zahtevana točno določena viskoznost orao azivo pred uporabo segreti na delovno teperaturo. Za segrevanje pa uporabljao parne ali pa električne grelce. Parni grelci so v bistvu izenjevalci toplote, po konstrukciji podobni hladilniko, le da azivu toploto dodajajo. Cevi za segrevanje so speljane skozi oljni rezervoar, pri čeer 141

Mazanje polžnih gonil azivo ne se priti v kontakt s površino, katere teperatura je večja od 80 o C, ker lahko pride v te prieru do oksidacije aziva. Druga ožnost je uporaba električnih grelcev, ki je povezana z večjii stroški zaradi drage električne energije. 10.6.3.7 Prikaz celotnega sistea obtočnega azanja Poleg opisanih eleentov pa so v sisteu obtočnega azanja še nekateri drugi eleenti, ki so prikazani na sliki 10.16. Slika 10.16 Sheatski prikaz celotnega sistea obtočnega azanja (1) oljni rezervoar, () sesalni filter, (3) električni grelec, (4) erilec teperature, (5) kontrolnik nivoja olja, (6) črpalka, (7) nepovratni ventil, (8) regulacijski ventil za del. tlak črpalke, (9) anoeter, (10) ventil, (11) diferencialni anoeter, (1) filter, (13) nepovratni ventil, (14) hladilnik, (15) teroeter, (16) ventil, (17) regulacijski ventil z električno kontrolo pretoka, (18) regulacijski ventil, (19) šoba konstantnega preera, (0) azalno esto, (1) cevovod, (a) stikalo, ki kontrolira najnižji tlak v sisteu, (b) stikalo, ki kontrolira najvišji tlak v sisteu, (3) povratni cevovod Siste obtočnega azanja na sliki 10.16 ia dve črpalki (6) (ena je delovna, druga pa rezervna), ki črpata olje iz rezervoarja (1) preko sesalnega filtra (). V rezervoarju je električni grelec (3), ki pred vstopo olja v siste le-to segreje na ustrezno delovno teperaturo; kontrolnik nivoja olja (5), ki daje inforacije o trenutne nivoju olja v rezervoarju in erilec teperature (4), ki je pokazatelj trenutne teperature olja v rezervoarju. Delovna ali rezervna črpalka potiska olje preko nepovratnega ventila (7) v glavni vod. Najvišji delovni tlak črpalke nastavio s poočjo regulacijskega ventila (8), ki ia obene funkcijo varnostnega ventila, ta tlak pa kontrolirao na anoetru (9). Takoj za črpalko so postavljeni eleenti za čiščenje olja. Tod se odvisno od zahtev nahajata en ali dva filtra (1) z vgrajenia nepovratnia ventiloa (13), preko katerih se v prieru zasičenja filtrov olje dovaja na azalna esta. To registrirao in signalizirao preko diferencialnega anoetra (11), ki zaznava spreebo razlike tlakov pred in za filtro. Useritev toka olja 14

Mazanje polžnih gonil proti eneu ali drugeu filtru se vrši preko ventila (10). Ker vrši olje poleg azanja hkrati tudi funkcijo hlajenja, se njegova teperatura povečuje. Zato ga je potrebno hladiti, to dosežeo s hladilniko (14). Teperaturo olja kontrolirao preko teroetra (15), ki daje signal ventilu (16), preko katerega je v hladilnik dovedena potrebna količina hladilne vode. V nadaljnje se olje dovede do azalnih est (0) preko cevovoda (1), šob konstantnega preera (19), regulacijskega ventila (18) ali regulacijskega ventila z električno kontrolo pretoka (17), kjer opravi svojo osnovno funkcijo azanja in hlajenja in se nato s prosti pado preko povratnega cevovoda (3) vrača v rezervoar. Kontrola tlaka v sisteu se vrši preko dveh tlačnih stikal, ki sta vgrajeni v glavne vodu. Stikalo (a) kontrolira najnižji, stikalo (b) pa najvišji tlak v sisteu. 10.6.4 Penjenje olja Pena v olju lahko povzroči prekinitev azanja, povečano porabo olja, kot tudi večjo hitrost oksidacije. Pri srednje in hitro tekočih gonilih ni ogoče preprečiti določenega penjenja olja, še posebej ne pri potopne azanju. Gonila s tlačni azanje so še posebej občutljiva na penjenje olja. Razlog je v te, da zrak v olju povzroča nogo težav pri regulacijskih ventilih s hidravlični pogono. Težave se pojavijo v obliki kavitacije, povečanih izgub črpalke itd. Da se prepreči vhod velikih količin zraka v olje, je potrebno dovod zraka v sa siste zanjšati na najanjšo ožno ero, hkrati pa oogočiti odvajanje zraka iz olja v rezervoarju. Bistveno je, da je gladina olja v rezervoarju irna in brez turbulenc. Povratne cevi orajo ležati pod gladino olja. Zaradi preprečevanja penjenja se določeni olje dodajajo posebni aditivi. 10.6.5 Nekaj preprostih praktičnih izvedb azanja Za obtočno azanje se odločio sao v izjenih prierih, ko gre za zelo kopleksne zadeve, ki zahtevajo varno in trajno obratovanje, ki prenašajo velike oči ob velikih hitrostih. Včasih pa lahko poagajo enostavne praktične rešitve. Ena je zagotovo z dodatni hlajenje ohišja druga pa z notranjo brizgalko. 10.6.6 Zaenjava azalnega sredstva V začetku obratovanja je obraba ateriala večja. Zaradi tega je potrebno azalno sredstvo po 00 do 600 urah zaenjati. Priporočeno je, da do prve enjave aziva gonila ne obreenjujeo z več kot 50 % največje obreenitve. Prav tako je priporočeno po prvi enjavi aziva reduktor izprati s pralni olje. Naslednjo enjavo aziva je potrebno vršiti pri ineralnih oljih po 1500 do 5000 obratovalnih urah, vendar najanj vsakih 18 esecev. Pri sintetičnih oljih pa so časi enjave do 3 krat daljši. Pred vsako izbiro azalnega sredstva in zaenjavo le-tega se je zelo dobro posvetovati s proizvajalce azalnega sredstva, saj boo le tako izbrali najbolj kvalitetno in hkrati cenovno ugodno azalno sredstvo, ki ga potrebujeo za azanje zobniškega gonila. 143

Hrupnost polžnih gonil 11 HRUPNOST POLŽNIH GONIL V poglavju so povzete osnove hrupa na polžnih gonilih. Prikazani so izvori hrupa in vplivi izdelave polža in polžnika nanj. Določanje hrupa je zaradi prierljivosti ed gonili in ponovljivosti eritev določen s standardi. 11.1 UVOD Onesnaževanje okolja je v današnje življenju vedno bolj prisotno. Zato je potrebno vse stroje, naprave in tudi gonila obravnavati z ekološke plati. Pri gonilih bi lahko oenili naslednje: recikliranje po zaključku življenjske dobe, onesnaževanje ed obratovanje (iztekanje olja pri enjavi), segrevanje (izkoristek) in hrup. Na vse to je potrebno isliti že pri načrtovanju strojev in naprav. Čeprav predpisi pri določenih veličinah niso dovolj zahtevni, je vseeno potrebno razišljati nekoliko vnaprej, še posebej takrat, ko ne gre za velika finančna sredstva in se ponuja konkurenčna prednost. Že nekaj časa velja, da sao dobra in poceni tehniška rešitev ni več dovolj. Vedno bolj so dolžni s svojii izdelki upoštevati še zaščito človeka pred nenaravnii viri. Eden ized teh je hrup. To poeni, da naše polžno gonilo ora ustrezati sodobni standardo, oderne strojegranje. Vsak izdelek naj bo prieren področju uporabe, človeku prijazen in tak, da ne bo zahteval posebnih varovalnih pripoočkov za ljudi, ki delajo v okolju, kjer naš izdelek opravlja svojo funkcijo. Že na začetku je potrebno povzeti vse ustrezne ukrepe, da bo naš izdelek kakovosten in čianj hrupen. Obvladovanje hrupa ni tako enostavno kot se kaže v začetku. Zavedati se je potrebno, da bo naše gonilo delovalo v neke postrojenju in vso to postrojenje lahko na koncu povzroča nezaželeno eisijo hrupa, ki se prenaša preko strukture, ponavadi ojača ter prenaša v okolico kot nezaželena otnja. Pri gradnji gonil je precej ožnosti za obvladovanje hrupa na želene nivoju.to je potrebno upoštevati že pri sai zasnovi, ko je gonilo že izdelano je alo ožnosti za obvladovanje tega nezaželenega pojava. Slika 11.1 kaže polžno gonilo in vire nastanka hrupa, ki se po strukturi prenašajo preko sten ohišja (stene so kot ebrane zvočnika) v okolico. Največ ožnosti za zanjšanje hrupa dajejo: izbira preverjenih aterialov polžne dvojice, hrapavost polžne dvojice, ležaji (kroglični (prednapeti), drsni), izvedba gonila (prirobnična, nasadna z nogai), ateriali ohišja in debelina, izvedba azanja, naestitev in oblikovanje reber in ventilatorja S pravilnii izbirai in njih odnosi lahko dokaj uspešno obvladujeo eisijo hrupa na neke noralne dovoljene nivoju. Res pa je, da je hrup zadeva, ki nas bo arsikdaj presenetila. 144

Hrupnost polžnih gonil 11. SPLOŠNO Hrup kot onesnaževanje je v naše življenju vedno bolj prisoten. Onesnaževanje zato, ker običajno deluje stresno na človeka, pri daljše izpostavljanju hrupu pa škodljivo vpliva na sluh in živčni siste. Mnogokrat je hrup zelo težko ločiti od zvoka, ki je človeku prijeten. Ljudje različno sprejeajo zvok. Hrup je v splošne nezaželen, neprijeten zvok. Pri gonilih je zvok, ki se pojavlja, vse prej kot prijeten. Zato je potrebno uporabiti tako gonilo, ki s svoji delovanje ne izstopa iz hrupa okolice. Izbira in izvedba gonila je v glavne odvisna od področja uporabe (trgovine, bolnišnice, vozila, industrija) lahko pa tudi od razlogov in konkretnih zahtev naročnika. Za vsako področje veljajo različni predpisi, ki jih je potrebno izpolniti. Več pozornosti boo naenili industrijski gonilo. Za druga področja so osnove enake, le predpisi o načinu erjenja, vrednotenju rezultatov in dopustnih vrednostih so drugačne. prenos hrupa z ohišja gonila na okolico prenos hrupa na ohišje hrup ležajev polža hrup zaradi ubiranja hrup zaradi azanja pljuskanje in brizganje olja hrup ležajev polžnika prenos hrupa na ohišje hrup zaradi delovanja EM hrup zaradi prenosa gibanja na delovni stroj in (delovnega stroja) Slika 11.1 Izvori in prenos hrupa polžnega gonila Hrup se v gonilih ustvarja predvse na ubirnih estih zob, ležajih, krilih ventilatorjev in pri pljuskanju olja (slika 11.1 ). Hrup se od izvora, kot nihanje ateriala ohišja preko zunanjih sten ohišja, prenaša na okoliški zrak. Nihanje zraka pote zaznajo naša ušesa. 11..1 Zvočna oč P L Je oč izvora hrupa in je neodvisna od oddaljenosti izvora. Razen zvočnih tlakov na določenih estih lahko določio tudi zvočno oč celotnega gonila. Zvočna oč gonila zavzea zelo ali del celotne oči gonila. Zvočno oč lahko pote preračunao v povprečni zvočni tlak ali jakost zvoka na točno določenih estih, ki je odvisen od oddaljenosti izvora. 11.. Zvočni tlak p Merilo intenzivnosti zvoka je zvočni tlak p. Zvočni tlak lahko določio za posaezne frekvence ali skupno za določena obočja frekvenc. S kvadrato razdalje od izvora hrupa se zvočni tlak anjša. Obstojajo različne korekcije, ki vrednotijo zvočni tlak po različnih kriterijih npr.: A, B in C, z naeno, da bi zvočni tlak prilagodili občutljivosti človeškega 145