BONFIGLIOLI NOVÁ SÉRIE W ;

TECHNICKÉ INFORMACE

BONFIGLIOLI NOVÁ SÉRIE “W”;

převodovek se šnekovým ústrojím di Ing. Cognigni, Mgr.Jaroslav Čada

Nastolená cesta společnosti Bonfiglioli Riduttori být v popředí tvorby moderních převodovek si vynutila vývoj nové "W" řady menších pohonů se šnekovým ústrojím převodů . Ke spolupráci byla přizvána katedra vývoje strojních součástí s ozubenými koly a stavby převodovek

(Lehrstuhl für Maschinenelemente Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) sídlící v Mnichově a tým specialistů pro aplikaci průmyslových přenosů rotačního pohybu SKF. Nový produkt tím získal inovační rysy aplikované na několika úrovních: Výpočty z nové technologie, výběr ložisek navržených speciálně pro nové provedení, zachování kompatibility původních technických řešení s vyšším stupeň modularity a pružnosti v dostupnosti většího rozsahu. Zkrátka vše, co přispívá k atraktivní nabídce. Výrobní podniky, které produkují průmyslové stroje dostávají tak pro svoji vlastní výrobu širokou škálu pohonů pro téměř všechny aplikace použití. Jejich vizitkou která shromažďuje všechny řady je nový katalog W. Jen zřídka se stane, že k úspěchu podniku na trhu vede tradiční výrobek, který ho zavazuje a zároveň svazuje a mohli bychom jej zařadit do skupiny "sentimentální", neboť je založen na "respektu" podniku a jeho produktu. Ve skutečnosti, svět průmyslové výroby má malé pochopení pro sentiment a veškeré produkty musí být přizpůsobeny, vylepšeny a zmodernizovaný bez ohledu za jasným účelem zajistit jejich konkurenční schopnost. Navzdory tomu, který, produkt nejvíce reprezentuje podnik na mezinárodních trzích, dostane tak svůj znak, který jej identifikuje. Bonfiglioli Riduttori má celou řadu produktů, zahrnující nejrůznější druhy převodovek , pohonů a elektroniky.

. .

virtual journey inside the workings of the Bonfiglioli Riduttori reveal the motivations and conditions that brought about the development of the new “W” series of worm reduction units. Capitalizing on a partnership with Lehrstuhl für Maschinenelemente Forschuungsstelle fur Zahnräder und Getriebebau (FZG) besed in Munich and the Application Specialist Team, Industrial Transmission SKF, this new product contains innovative features applied at several levels, including teh use of new calculation techniques, the choice of bearings designed specially for this application, the introduction of original technical solutions that enhance the high degree of modularity and flexibility of this new range, all which should make it an attractive offer. All companies that produce components for industry have their own line of products that cover a wide range of application; their catalogue summarizes their offer and is thus their “calling card” for the market. It often happens, however, that because of the success a product has won on the market or because the product is a tradition for the company, bonds that could almost be defined as “sentimental” or based on “respect” develop between the company and one of its products. In reality, the world of industrial production has little need for sentiment, so all products must be optimized, improved and modernized without distinction in order to ensure their competitiveness. Despite this, however, the product that most represents the company is given a certain status within the company, and further identifies the company with users on international markets. Bonfiglioli Riduttori has a full product range that includes various gearmotors with extensive power

5


Nedávno byla celá řada převodovek s ozubenými koli konstrukčně přepracována a fyzicky novelizována a na světovém trhu tak oceněna, že musí být navýšena produkce. Hlavní obchodní devizou BONFIGLIOLI nadále zůstává šneková převodovka. Je výráběná ve 12 osových výškách a firmě zajišťuje přední místo v Evropské produkci. Toto vedoucí postavení je vykoupeno dobrým prosazením se na italském trhu, vysokým stupněm automatizace v montáži převodovek a získanou specializací v produkci komponentů.Tyto faktory staví produkty setříděné v katalogu do vysoké konkurenční schopnosti a to nejen pro dobrou kvalitu. I když je situace na trhu pro firmu příznivá a převodovky se těší velké oblibě, vedení Bonfiglioli rozhodlo provést revoluční změny v nejvíce prezentovaném produktu, jeho inovaci, vylepšit technické parametry a demonstrovat výrobní vitalitu, rozhodnost v sílící vedoucí pozici a najít progresivní řešení. Není totiž v zájmu firmy, jak se praví - usnout na vavřínech Nová logistika znamená vytvořit projekt Inovaci výrobků, kterému se má stále dostávat vážnosti uživatele přijmou jedině v tom případě má-li lepší vlastnosti a vyšší kvalitu, než předchozí produkt. Tým odborníků zasvěcených do problému byl obeznámen s tím, že nemohou přijít s něčím co je srovnatélné se součastnou technologií, ale musí najít koncepci, která od základu přinese nový produkt představující pokrok. Úkol pak byl komplexně rozložen do technicky typických problémů (geometrické řešení tvaru, výkon), ale také alternativní aspekty, jež jsou odezvou na požadavky uživatelů: výroba,údržba, vlastní distribuce, jež popisují výrobek v jeho vlastnostech a staví jej do

6

ranges. Recently the entire series of helical gear units has been redesigned and upgraded in power, and they enjoy recognition on the market. Bonfiglioli’s trademark product in many markets remains the worm unit. This series is organized in 12 sizes and ensures the company the top place in the European market. This leadership is backed up by a good market penetration domestically, the high degree of automation in the areas of assembly, and the specialization gained in the production of components. These factors make the current catalogue product highly competitive, of good quality and thus successful. Although the situation a p p e a r s auspicious, and could continue, Bonfiglioli Riduttori has in any event decided to revolutionize its most representative product, introducing additional innovations and improving its performance to demonstrate is vitality and decisiveness in strengthening its position as a leader with original products and proven solutions. In doing so, the company wishes to convey that it has no intention of resting on its laurels. New market needs: project specifications Redesigning a product that continues to enjoy esteem by its users is a challenge because it requires differentiating the characteristics, performance, and quality from the former product, which possessed these exact features in the first place. The team of engineers assigned to the problem know that they cannot settle for something comparable, but instead must demonstrate that the concept at the base of the new product represent significant progress and that the task is dealt with comprehensively to include typical technical issues (geometry, performance, power ranges), and also complementary aspects no less important that regard users,


production, maintenance, dobré technické úrovně, distribution personnel která má přinést úspěch. that acsribe the product Jak známo uživatelé očekáwith those features in vají kvalitativní produkt, addition to the good s vysokým výkonem, který technical performance se dá snadno instalovat, that make it a successful je universálně navržený tak, product. aby mohl být instalován The user expects a quality v různých pozicích v kteproduct with a high rémkoliv čase, během performance that is easy realizace bez úprav,nebo to install, versatile, změn v projekci instalace. designed to be mounted Uživatelé požadují dlouhoin different positions dobou spolehlivost a malou decided at any time případně žádnou údržbu. Obr.1: architektura projektu pohonu during the project without Tyto požadavky pak sdílí compromising the plants or jak koncoví uživatelé tak organizace forcing them to undergo revision. The user requires distributorů, kteří soubor těchto vlastností mohou zúročit ve svých nabídkách a tak získají nadčasový long-term reliability and little, if any, maintenance. These advantages must be exploited by the end users zákaznický servis a rozšíří pozitivní aspekty projektu. and by the distribution organization, which in offering Výrobci převodovek vždy hledali jak ve výrobě snía product with the above characteristics, can provide žit počet použitých komponentů, obzláště těch, které timelier customer service and thereby multiply the se používají jen zřídka. Preferují snadno obrobitélné materiály, nebo takové součásti, které není třeba positive aspects. Manufactures of gearmotors are always seeking to opracovávat, které zkracují výrobní časy a přitom reduce the number of components used in the jejich povrch je dobré kvality a tak mohou zkrátit production process, especially those that have a low jednotlivé výrobně operační cykly. . Architektura projektu Nový sériový projekt "W" , byl vytvořen pro čtyři velikosti osových výšek převodovek (63, 75, 86, 110). Vyniká extrémně vysokou modularitou. Tato kvalita velice usnadňuje sestavení všech katalogových konfigurací. Sestava se prakticky redukuje do dvou hlavních částí: výstupní modul zahrnující šnekové soukolí (základní část jednotky) a koncový adaptér. Zákl.část tvoří bronzové šnekové kolo u všech osových výšek převodovek, k tomu náležející převodová skříň s ložisky a bočním víkem. Viz (obr. 1).

. . .

factor of use. They prefer using material that can be easily machined, or receiving unrefined pieces with low machining allowance to shorten the production times, and unrefined surfaces that are of good quality so that they can eliminate operations in the cycle. General layout of the project The new “W” series project, which presently incorporates four sizes (63, 75, 86, 110), is noted for its extreme modularity, and this quality greatly simplifies the management of all catalogue configurations. The reduction unit is basically divided into two main parts: an output part (output module) containing the worm gear (basic and with end extension) and the bronze worm wheel in all ratios, in addition to gearcase bearings and side cover (Fig.1).

7


Základní sestava modulu má standardní geometrii pro vstup. Komplexně je její konfigurace uspořádáná dle požadované aplikace. Propojení mezi základním modulem a komponenty uživatelské kompletace se realizuje přes drážkovanou spojku v normě DIN, která propujčuje spojení znamenitou pevnost proti nežadoucí deformaci a vyšší spolehlivost než dosavadní řešení pomocí drážky a pera. Danný typ drážkované spojky je volen dle požadavku přímo u distributora nebo u konečného odběratele a to bez speciálního vybavení nářadím či strojovým parkem. Tato přednost - být ready, poskytuje zákazníkovi v době rychlé zakázky jistou výhodu. Vstupní konfigurace umožňuje připojit modul k motorům všech konkurečních společností.Jednak přes normlizovanou IEC přírubu elektrických motorů, nebo přes vstupní hřídel. K dispozici je konfigurace s integrovaným elektromotorem bez nebo s brzdou. V tomto obsazení motor a převodovka tvoří standardní machanické části a prodejce - dodavatel je pak zodpovědný za spolehlivost kompletního pohonu. Řešení však nabízí výhodu v pořizovací ceně a velikosti, která může být potřebná v jistých aplikacích. Výstupní moduly jsou montovány ve výrobním závodě a tím nejkritičtější místa jež ovlivňují kvalitu finálního produktu s fázemi výroby jako je kontrola těsnosti, seřízení ložisek, zatížení pohonu spadají pod kontrolu podniku, zatímco jednoduché operace kompletace se odvíjejí na úrovni distribučních firem. Drážková spojení, přírubová rozhraní nebo hřídelové spojky nabízejí větší flexibilitu a navýšení času na poli odbytového hospodářství, kde se příkladně může vyskytnout požadavek změny geometrie rozhranní (Nema),nebo spojení se speciálními bezkártáčovými motory beze změny tvaru převodovky.

. .

8

These basic modules have a standardized geometry at the input. Kits to complete the u n i t i n t h e d e s i re d configuration are then applied. The connection between base modules and the components for completion are carried out through a DIN splined coupling offering excellent resistance and superior reliability. Given the type of splined coupling, the application of the input kits is carried out by the distributor or directly by the user without the use of special equipment. This enables the reduction unit to be customized at the time of commissioning. The input configurations are the traditional units usually offered by competition. Coupling with IEC style electric motors, parallel input shaft and provision for a helical gear pair at the input which can be configured for IEC couplings or parallel solid shaft. There is also a configuration that features the integration of the electric motor, with or without brake, into the reduction unit. In this version the motor and reduction unit have mechanical parts in common: the motor is an integral part of the unit and the supplier is responsible for the reliability of the complete gearmotor. The solution offers advantages in cost and size that can be considerable for certain applications. The output modules are assembled and controlled at the factory and the most critical operations that can affect quality of the final product are concentrated in this phase (sealing test, bearing adjustment, driving for controlled load interference), whereas the simplest operations are performed at the distribution level. The splined connection interface and the flange kits for coupling offer greater flexibility and timeliness for markets where the use of a specific type of geometry is used (Nema) or for emerging markets (coupling with brushless motors) without increasing


Tato implementace drážkové spojky rapidně snižuje počet komponentů k sestavení převodovky. Jde o "redukci stupně" proměnné (definované šroubovicí šnekového soukolí ve vstupním modulu), která je limitována na jednu součást a vstupní rozhranní sestávající se universální vstupní sady což do značné míry zjednodušuje výrobu.

the variations in the gearing. Clearly, implementing this product segmentation drastically reduces the number of components to be handled since the “ re d u c t i o n r a t i o ” variable (defined by screw-ring the worm gearing present in the Obr. 2: Drážková spojka mezi motorem IEC a převodovkou output module) is Fig. 2: Splined coupling for IEC electric motor cancelled out by the “input . Převodovková skříň je zvětší části vyráběná z hliníku, interface” variables contained in the input kits, simplifying to a great extent the work of those in ve tvaru kvádru s možností postavení na jednu z pěti production. stran . Uvnitř uložená ložiska jsou mazána z olejové The reduction unit box, for the most part built in doživotní lázně "for life" která mohou pracovat ve všech aluminum, is cube-shaped with possibility of fixing pracovních polohách. Převodovky jsou obecně on five sides; the internal bearings are lubricated dodávány s polyglykol synthetickým olejem a umož“for life” and can thus operate in every assembly ňují bezúdržbový provoz. position. The reduction units are delivered complete with a polyglycol-based synthetic lubricant that does Technická inovace a řešení away with all maintenance problems. Díky námitek rozsáhlé distribuční sítě Bonfiglioli na nepravidélnost dodávek šnekových převodovek a vyskutujících se problémů s mazáním, dala firma Bonfiglioli podmět pro inovaci a zlepšení technických vlastností těchto pohonů. Rozsáhlý tým specialistů krok za krokem monitoroval chování pohonů v mnoha aplikacích, aby mohl stanovit východiska pro zlepšení produktu. Integrace elektromotoru do šnekové převodovky Běžně vyráběné převodovky jsou vybavené motorovou přírubou IEC standartních rozměrů pro přímé napojení motoru na šnekovou hřídel převodovky v roztečné toleranci. Zde vzniká prvotní problém, "koroze zůsobená třením" mezi motorovou hřídelí a drážkou v otvoru šneku převodovky. Po určitém pracovním cyklu je prakticky nemožné demontovat motor z převodovky bez poškození příruby, nebo hřídele. Vyřešit tento problém se podařilo použitím drážkováho kloubu pro spojení, který představuje usnadnou demontáž, ale následkem tohoto zlepšení to znamená vyšší výrobní náklady a větší rozměry

Technical improvements and solutions Because of the widespread distribution of Bonfiglioli worm reduction units, there are users that do note irregularities in operation. For Bonfiglioli this is a valid point of departure for identifying improvements and avoiding errors made in the past. There is also a team specially assigned to monitoring the applications who are constantly soliciting the engineer for convincing arguments to present to the market. Integration of electric motor Usually, the most commonly used reduction units adopt a motor with an IEC standardized geometry coupled directly to the worm screw by means of tolerance diameters. A recurring problem is the onset of “fretting corrosion” between the motor shaft and the slot in the reduction unit screw. After a certain period of time, it is practically impossible to disengage the motor from the reduction unit without damaging the flange or the shaft. To get around this problem

9


V našem případě je nastíněný outer toothed joints are problém řešený drážkovanou generally used to allow easier spojkou schématicky zobrazen disassembly of the motor from na (obr. 2.), která je přímo the rduction unit, but this vkomponovaná do pohonu implies a higher cost and larger Tato popsaná úprava však dimensions. In our case, the ještě vyžaduje nutné doplnění splined coupling (Fig. 2) is speciálního proti záděrového integrated. It allows for mazacího tuku. Tím je umožněna modularity as described jak snadná montáž tak i demonpreviously, but with the addition táž motoru na převodovku. of special anti-seizing grease. Kromě toho dochází i k lepšímu It also enable easier assembly sladění nesouososti hřídelí mezi and disassembly of the motor Obr. 3: Nové umístění těsnění motorem a převodovkou a vyvážení from the reduction unit. Even zatížení protilehlých ložisek na motoru a převodovce. the influence of the reduction unit-motor shaft screw

. . .

is reduced and any misalignments under load conditions are better tolerated.

Těsnění, mazání Jedna z nejvíce citovaných závad zákazníkem je únik oleje přes těsnění na vstupní hřídeli. I když se to nezdá jako důležité, přesto tato závada může nenegativně ovlivnit vlastnosti převodovky, jako snížení její životnosti, nebo úplné zadření díky nedostatku maziva. V tomto ohledu bylo změněno umístění těsnění do místa, kde se nám to může jevit jako špatpřístupné viz.(obr. 3). Aby docházelo k lepšímu mazání kluzných ploch s těsněním bylo navrženo použití lepšího maziva s dlouhodobou životností.

Rotating seals, lubrication One of the anomalies most often cited is the leakage of oil through the input shaft seal. This may not seem important, but if often negatively affects other good features of the reduction unit, as it can mean down time or the destruction of the reduction unit due to a lack of lubricant. We have sought to improve this situation by positioning the seal in a point that on first examination may seem to difficult to access (Fig. 3), however it ensures a better lubrication of the sliding lip and thus a longer life.

Usazení těsnění na rotující vstupní hřídeli Průměr těsnícího kroužku je ve vztahu ke vstupní hřídeli menší než je obvyklé. Tím je redukovaná rychlost klouzání po hřídeli a prodloužená jeho životnost. Také teplo přicházející z motoru je eliminováno dostatečnou vzdáleností a současně je těsnění oproštěno od vnějších nečistot prachu a podobně. Tyto činitelé napomáhají zvýšit čas pro údržbu - výměny těsnícíh kroužku. Převodovka je dále vybavena odvzdušňovacím šroubem a přítom je pamatováno na všechny pracovní polohy. Toto značně přispívá ke zlepšení životnosti těsnění, protože vnitřní tlak horkých par v převodovce, byl příčinou

Position of rotating seal on input shaft The seal diameters are the lowest with respect to other possible positions of the seal. The peripheral sliding speeds are reduced and hence life is extended. The heat source of the electric motor is further away, and the protection from external pollution to the seal zone is better. These, too, are factors that increase operating hours before the seal is to be replaced. The reduction units can be equipped with a breather plug in all assembly positions. This offers considerable aid in improving the life of the rotating seals because the internal overpressure stemming from the reduction in lubricant disappears and reduces the operating

10


temperature. úniku maziva přes těsnění. The pressures occurring . inside the reduction unit Působící tlak during operation was given uvnitř převodovky si zasparticular attention. The louží zvláštní pozornost. solution was to apply a Řešení navržené tak, aby rotating side cover, which boční víko převodovky se can be fitted in different dalo volně otáčet a nastaObr. 4: rozměrové parametry pm*, h* a s* kde /1/ je ve vztahu angular positions with vit v libovolné úhlové pozici, k posuvu profilu x 2 pro sérii W63 ( a=63 mm, i=30) je provedeno se zřetelem Fig. 4: adimensional parameters pm*, h* and s* based on /1/ in relation respect to the casing; the to the shifting of the profile x2 for the W63 series (h=63 mm, i=30) rotating cover has a radial na výrobu převodové skříně: boční víko je osazeno kruhovým otvorem pro upev- hole to fix the breather plug; at any position of the multi-fixing casing of the reduction unit, the side nění odvzdušňovacího šroubu a při nasazení se jim cover can be rotated in order to position the breather před upevnění natočí tak, aby odvzdušňovací šroub plug in the highest position so it can carry out its byl vždy v horní části převodovky. Jeho funkci je function of neutralizing the internal overpressures. neutralizovat přetlak, který vzniká v důsletku oteplení Polyglycol-based synthetic lubricants are chemically převodovky v pracovním cyklu. Dalším řešeným aggressive on compounds composing the rotating problémem bylo použití polyglycelového syntetického seals. Working with the Freundenberg Company in maziva, které však působí agresivně na styčnou performing special tests Bonfiglioli came up a solution rotující plochu v místě těsnění. Tento problém byl to effectively combat deterioration over time. vyřešen odborníky ve společnosti Freudenberg, jež provedel řadu testů u firmy Bonfiglioli , aby nalezl efektivní řešení pro časovou výdrž materiálu. Toothing geometries on worm stages. . Considerations made to date on worm toothing Geometrie šnekového ozubení. Zdůvodnění vyrábět stávající šnekové ozubení Návrhu šnekového ozubení není obvykle připisována velká důležitost. Obyčejně výrobce použije ozubení, které navrhne technolog podle své zkušenosti, nebo podle nástrojů (modulu), které jsou v tu či onu dobu v závodě dostupné. Též se bere v úvahu šroubovice pro jeden převodový stupeň a osová výška převodovky. Geometrie ozubení je přizpůsobena šnekové hřídeli s posunem profilu X 2 popsaném v bodě /1/. Postup ozubení může být použít i když je nevhodný pro konkrétní zatížení v aplikaci. V takovém případě je však možné zvýšit výkon. U nových převodovek série typu " W " bylo mnohými postupy docíleno získání vyšší pevnosti a účinnosti ozubení.

design The design of worm toothing is not usually attributed a great deal of importance. Normally, it is besed on the experience of the manufacturer, who interprets the toothing geometries according to the tools (modules) he has available. He also takes into account that aworm screw may be used for more than one ratio and distance between centres.Here, the geometry of the wheels is adapted to these worm screws by shifting the profile x2 as described in point /1/. This procedure results in a toothing that can be used, however one unsuitable for the loads applied. In this case, there is a possibility of optimizing and increasing the power. For the new “W” series a different procedure was used to obtain a potentially higher resistance and efficiency.

. Optimalizace tvaru ozubení

Nový projekt šnekového ozubení bere v úvahu osovou výšku a převodový stupeň jako základ pro

Optimized design The new project for worm toothing took into consideration that each distance between centres and

11


optimální řešení geometrie, each ratio is besed on an které přináší maximální optimum geometry that oddolnost při zlepšení yields a maximum účinnosti. Tento úkol byl resistance while granting řešen ve spolupráci improved efficiency. This s institutem pro výzkum optimization was carried a konstrukci převodovek out in collaboration with (FZG) -TU v Mnichově. the institute for gear Obr.5: Fyzikální parametry převodovek série W 63 i=30: Srovnání nové Šnekové ozubení bylo research and reduction unit projekce se stávající navrženo pomocí rozměconstruction (FZG) - TU Fig. 5: Physical parameters of the W63 series i=30: Comparison of the new project with the traditional project. rových parametrů pm * Munich. pro střední tlak na straně A worm toothing project such h* tenkostěného pouzdra a hodnoty smyku s* podle as this uses the adimensional parameters pm* for normy DIN 3996 metodou B /2/. the average pressure on the sides, h* for the thickness Tyto parametry jsou nezávislé na velikosti, zatížení of the slot, and s* for the average value of the sliding či druhu použitého maziva,ale jsou neopomenutélné track according to DIN 3996 method B/2/. These k použité geometrii ozubení. Jejich odvození je reference parameters do not depend on size, load or popsáno v bodě /3/ a /4/. lubricant and therefore are related only to the Objektivně nový projekt byl zaměřen na konstrukci geometrie ozubení s menším počtem prametrů a většími parametry pro sílu pouzdra. Za tímto účelem byly provedeny studia s vydělenými parametry geometrických hodnot (modul ozubení, průměr šneku, posunutí profilu a pod.), které jednotlivě byly podrobeny pro každou osovou výšku a převodový poměr. Tento postup je v detailech popsán na příkladu převodovky série W63 s paramertrem x 2 na (obr. 4). V rámci tohoto příkladu s převodovým stupněm i=30 lze vidět , že pouzdro se zvětšuje stejně jako profil posunutí na šnekovém kole, zatímco průměrný pojezd smyku klesá. Parametr tlaku v tomto příkladě zobrazuje minimální profil posunutí x 2 = 0,35. Pro převodovku s malým převodovým stupněm musíme parametr tlaku považovat za rozhodující. Pro převodovky s velkým převodovým stupněm ať vezmeme jakkoliv vyšší parametr pouzdra nabývá vyššího významu. Ve srovnání se standardními projekty se geometrie ozubení založené na obměně parametrů pro své příznivé výsledky stala rozhodující, protože v novém projektu vykazovala 10 - 20 %. zlepšení. Viz (obr. 5). Toto znamená, že v novém projektu můžeme očekávat lepší pevnost a zvýšeníúčinnosti tak, že v mnoha aplikacích můžeme použít menší velikost osové výšky.

12

geometry of the toothing used. How these parameters have been derived is illustrated in points /3/ and /4/. The objective of the new project was to obtain for each toothing geometry the lowest coupling parameters possible and the highest parameters possible on the thickness of the slot. To this end, studies were performed on parameters where the separate geometry values (module, diameter of worm screw, shifting of profile, etc.) were submitted to variations for each distance between centres and each reduction ratio. This procedure is described in detail based on the example of the W63 series of reduction units and the parameter x2 (see Fig.4). This figure shows that in terms of the example, with the ratio i=30, the slot height increases as the profile shift on the wheel increases, while the parameter for the average sliding track decreases. The pressure parameter in this example shows a minimum profile shift x2=0.35. For reduction units with small ratios the pressure parameter must be considered a deciding factor. For reduction units with large ratios, however, the slot height parameter takes on more significance. Determining toothing geometry based on this variation of parameters as compared with standard projects has led to more


Pevnost a účinnost Použití fyzikálních parametrů mám poskytuje vypočíst příslušnou pevnost a účinnost pro jakoukoliv aplikaci. Tyto měřicí techniky byly poprvé definované z normy DIN 3996/1 pro ověření pevnosti z hlediska všech kritérií:

Obr. 10: Zkouška hlučnosti v semianechoické komoře Bonfiglioli Riduttori.

Fig. 10: Sound power reading in Bonfigloli Riduttori semi-anechoic chamber

advantageous parameters in the new project by 10-20% (see Fig. 5). This means that for the new project we can expect better resistance and improved efficiencies so that in many cases the smallest size can be used for application.

(nosnost, pružnost, zlom ozubení a další.) a též z norem jimiž se v budoucnu bude řídit evropa ISO 14521/5 Porovnáním bezpečnostních faktorů a hodnot vypočtených pro účinnost podle DIN 3996 mezi mezi stávajícím projektem a novým projektem se potvrdil nárust pevnosti a účinnosti.

Resistance and efficiency Using the physical parameters at this point makes it possible to calculate the respective resistance and efficiency for any use. These measurements have been defined here for the first time on the basis of standard DIN 3996/1, given that it verifies the resistance using different criteria . (wear, indentations, breakage of teeth, etc.), and also Záruka úrovně pevnosti a účinnosti vypočtená establishes the basis for the future international z testových zkoušek standard ISO 14521/5. A comparison of the safety . factors and Údaje kroutícího efficiency momentu pro v a l u e s novou řadu vypocalculated in čítané firmou accordance Bonfiglioli Riduttori with DIN 3996 v souladu s normou between pree x i s t i n g DIN 3996 byly projects and prověřeny u celé new projects série testem na confirms the na houževnatost i n c re a s e i n jak převodovek resistance tak i elektropřeand an vodovek. improvement in Testy byly proveefficiency. deny v reálných Dynamická zkouška brzdy. Dynamic test wiht brake

13


Kalená šneková hřídel, zabroušená a vyleštěná

Wormshaft from hardened steel, ground finisched on tooth profile. Široký rozsah volby motorů. K dispozici je i verze s integrovaným motorem na převodovku

Broad range of motor options. Compact style also available.

Otvor pro odtok vody při oplachu převodovky

Through holes facilitate discharge of water after wash-down.

Integrovaná hliníková skříň.

Itegral Aluminium gearcase.

Boční víko s odvzdušňuvacím šroubem umožňující realizovat jakoukoliv montážní polohu.(patentováno). Vented side cover adjusts to any mounting position (patent pending)

podmínkách na zkušební stolici pro šnekové převodovky pod kontrolou výpočetní techniky. Byly založeny na zkušenostech s cyklickým zatížením, opakovaným startem, zpětnou rotací, právě tak jako zkoušky s různými osovými výškami převodovek spojenými propojených do jednoho kinematického řetězce. Kromě časového průběhu byl sledován přenos kroutícího momentu a stabilita otáček za účelem prokázat platnost teoretických výpočtů přírustku výkonu a zlepšení účinnosti. Všechny zkoušky porovnávaly stávající běžně dostupné převodovky s novými typy a prokázaly jejich lepší chod v celé řadě šnekových převodovek. Výstupní kroutící moment a vypočtené hodnoty účinnosti jsou nyní testovány v již ve zmíněném institutu FZG v Mnichově. Doposud známé výsledky potvrdily u převodovek jak vyšší pevnost tak i vyšší účinnost. Prototypová série šnekových převodovek byla testována ve výzkumném středisku firmy Bonfiglioli. Pro definování účinnosti brzdy byly provedeny zkoušky řízené počítači a zařízením na bázi sledování magnetického pole pomocí magnetického prachu jimž se prokázalo jisté zlepšení při různých provozních otáčkách v průměrné pracovní teplotě. Další srovnávací zkoušky byly provedeny při konstantním kr. momentu a otáčkách k určení kvantitativního zisku v rámci delšího časového provozu. Zkušební zařízení

14

Guarantee of the resistance and efficiency levels calculated by means of tests The catalogue torque values calculated on the basis of DIN3996 were verified in a series of strenuous tests with complete reduction units and gearmotors. The catalogue torque values for the new series calculated by Bonfiglioli Riduttori on the basis of Din3996 were verified in a series of strenuous tests with complete reduction units and gearmotors. These tests were performed in very realistic conditions on test benches for worm reduction units controlled by computer. They included experiences with cyclical load, repeated start-up, inversion of rotation direction, as well as a series of tests with several worm reduction units connected in a kinematic chain. In addition, duration tests were carried out with torque and rpm stable in order to approve theoretically calculated power increases, as well as the improved efficiencies. All tests performed to compare the new series of worm reduction units with common reduction units resulted in better operation for the worm reduction units. The output torque and efficiency values calculated are presently undergoing testing at the institute for gear research and reduction unit construction (FZG) Tu Munich. The initial results confirm a higher resistance and efficiency. Prototype reduction units were tested at the


monitorovalo v reálném čase shodné zlepšení všech vlastností nového optimalizovaného řešení o proti stávajícímu provedení. Pevnost při záběru kroutícím momentem ve špičkách byla ověřena dynamickou, cyklickou zátěží s častým přerušováním (tzv.cyklus start-stop) a zpětných chodem otáčení. Časově každých 30 sekund s vysokou setrvačností působící na vstup převodovky. Bylo tak činěno zdůvodu kontroly všech technických propojení kroutícím v kinematickém řetězci převodovky.

. Hlučnost : vstupní předloha Šnekové převodovky se vyznačují poměrně tichým provozem. Problém s hlučností se projevuje až u převodovek s předlohou na prvním (vstupním) stupňi. Proto byl tento problém řešen na vstupním páru čelních ozubených kol. Ke snížení hladiny hlučnosti byl instalován pastorek přímo na výstupní hřídel elektromotoru bez jakého-koliv poškození ozubení. Pastorek je obvykle umístěný mezi dvěmi ložisky (ložisko motoru a ložisko převodovky) tak, že se okamžitě projeví i sebemenší nesouosost hřídelí a přitom v daném místě z hlediska ekonomiky postačí jen jedno ložisko. Ozubená kola jsou uzavřena v ocelové tvrzené skříni , která je profilovaná tak,aby hlučnost byla co nejnižší. Všechna odlitá pouzdra pro umístění ložisek jsou verifikována podle propočtu FEM ( viz. obr. 9), aby se zabránilo odchylkám jež by mohly vést k poškožení ozubení převodovky. Síla stěn a rozvržení materiálu skříně bylo optimalizovámo tak, aby se efektivně snížily výrobní náklady a přená šené zdroje hluku. Tato optimalizace se prováděla v semianechoické komoře, kde se srovnávací metotodou porovnávala síla zvuku s optimalizačními stupňi hladin hlučnosti. (Obr. č. 6).

. . . . . . .

Experimental Department of Bonfiglioli Riduttori. With computer-controlled brake test benches using magnetic powder, tests were made to define the improvements in efficiency and average temperatures at different operating speeds. Other comparative tests of a longer duration were conducted at constant torque and rpm to quantify the gains in terms of duration. The test bench, monitored in real time, revealed consistently improved performance of the new optimized solution compared to the traditional solution used in the past. The resistance of the mesh at torque peaks was verified with dynamic load cycles with frequent starts-stops and inversion in the rotation direction (every 30 seconds) with high inertia applied at the reduction unit output. This made it possible to control all teh connections of torque transmission along the kinematic chain of the reduction units. Noise levels: the input helical gears stage Worm reduction units usually feature silent operation. Problems of noise arise in the version that has a helical gear pair at the input. To improve the noise level, the electric motor was connected to the input pinion without any risk of damange to the toothing. The pinion is usually supported by two bearings that guarante alignment in the reduction unit, unlike more economical solutions used in the past that did not guarantee precise mounting. The gears are in casehardened steel and fitted with profile corrections n e c e s s a r y f o r re d u c i n g noise. All casting parts that accommodate the bearings were verified with FEM calculations (Fig. 9) to confirm the deflection and misalignment under load conditions that could affect

15


Rozměry ložisek, jejich selekce: vymezení vůle. Axiální posuv šnekové hřídele je eliminován čtyřmi kontaktními ložisky. Děje se tak s respektem vnitřních pouzder, které vymezují dráhu šnekové hřídele s jistým přesahem a doplňujícími kroužky, které pomáhají zachytit axiální zatížení následkem tření.

. . . . .

. . . . . . .

16

gear toothing. The thickness and distribution of the material were optimized to reduce the effects of loads transmitted on the mesh precision and thus on the noise level. During the optimization stages, comparative sound power readings were made in teh semianechoic chamber at the Experimental Dept. of Bonfiglioli Ridutori. (Fig. 6). Bearing size and selection: controlled angular backlash The axial shift of the screw with respect to the internal ring that could compromise the features of the 4-contact bearing is eliminated by means of an interference fit of the inside track on the screw and with the application (again for interference) of an additional ring that aids in supporting the axial loads as a result of friction.

BONFIGLIOLI NOVÁ SÉRIE W ;

Recommend Documents