Technick knihovnasvazek 87

Pevodov motory

Princip, konstrukce a nasazen

Franz Josef MackMichael Wagner-Ambs

verlag moderne industrie

Tato kniha byla vypracovna s odbornou podporou firmy SEW-EURODRIVE.

Tituln zobrazen v poped ukazuje pevodov motory firmy SEW-EURODRIVE, v pozad jejich nasa-zen na dvojit sdruenm okruhu.

Pepracovn tohoto nkladu: Eiko Filler, Udo Laubenstein

Die Deutsche Bibliothek - CIP-jednotn zznam

Mack, Franz Josef:Pevodov motory: Princip, konstrukce a nasazen / Franz Josef Mack a Michael Wagner-Ambs.[SEW-EURODRIVE]. 3., aktualizovan vydn - Landsberg/Lech: nakladatelstv Moderne Industrie,2001(Technick knihovna; svazek 87)ISBN 3-478-93247-5

Tet, aktualizovan vydn, 2001

1994 Vechna prvaverlag moderne industrie, 86895 Landsberg/Lechhttp://www.mi-verlag.deZobrazen: . 6: Knig Transportanlagen, Heddesheim; . 7: Eisenmann, Bblingen; vechno ostatnSEW-EURODRIVE, BruchsalSazba: abc Media-Services GmbH, BuchloeTisk: Himmer, AugsburgVazba: Thomas, AugsburgPrinted in Germany 930247ISBN 3-478-93247-5

ObsahOd pevodovho emene k inteligentnmu pevodovmu motoru 4

Pevodov motor v kadodenn praxi 7

Pevodov motory ze stavebnicovho systmu 10

Pevodovky 14

Koaxiln a paraleln hdelov pevodovky ........................................................................................ 14

hlov pevodovky .............................................................................................................................. 16

Mechanick regulan pevodovky....................................................................................................... 18

Pevodov skn .................................................................................................................................. 18

Ozuben kola........................................................................................................................................ 19

Hdele.................................................................................................................................................. 22

Uloen ................................................................................................................................................. 22

Mazn.................................................................................................................................................. 23

Elektromotor 24

Trojfzov motor.................................................................................................................................. 25

Brzda .................................................................................................................................................... 32

Projektovn pevodovho motoru 33

Odborn termny 37

Partner tto knihy 38

4Od pevodovho emenek inteligentnmu pevodovmumotoruPohled do minulosti:

1764: James Watt vynalz parn stroj1850: Pittler konstruuje revolverov soustruh1867: Wernher von Siemens stav prvn dynamo1872: F. v. Hefner-Alteneck konstruuje prvn stejnosmrn stroj1880: Wernher von Siemens stav prvn vtah s elektrickm poho-

nem1887: N. Tesla vynalz trojfzov motor1889: J.H. Northop objevuje automatick tkalcovsk stav modern prmyslov ra zaala.

Na jejm potku dolo k rozmachu mechanizace a automatizaceopakujcch se proces. Prce, kter dosud vykonvali lid - astofyzicky velmi namhav - pevzaly nyn stroje.K mechanizaci zpotku dochzelo pomoc takzvanch pevodo-vch emen: Vkon byl z centrlnho hnacho stroje penenkoenmi emeny pes vodic kladky a vloen hdele do mst,kde byl pohyb pedvn do pslunho pracovnho stroje (zobr. 1).Centrln hnac stroj byl tvoen plynovm motorem nebo vodnmpohonem, pozdji tak elektromotorem. Vazenmi emenovminebo ozubenmi pevodovkami byly otky a kroutic momentpizpsobovny danmu ppadu pouit.Velkou nevhodou bylo, e centrln hnac stroj musel pracovati tehdy, byl-li v provozu jen jeden stroj. K tomu jet pistupova-lo velk zaten hlukem a nebezpe porann otevenmi, obhaj-cmi hdelemi a emeny.Tyto nevhody dopomohly k tomu, e se stle vce prosazovalvynalezen decentrln elektromotor. K pizpsoben otek moto-ru a krouticho momentu aplikace byla ped motor nejdve zaaze-na pevodovka: Motor i pevodovka byly namontovny na spole-n zkladov desce a spojeny spojkou. Kombinac motoru, spojkya pevodovky se mohly jednotliv pohony osamostatnit a pevztpohonn lohy na mst, na kterm byl potebn vkon.Avak i tuto kombinaci bylo mon jet zlepit. Spojky dovolo-valy jen nepatrn hlov a polohov tolerance. Proto musela btspolen instalan plocha motoru a pevodovky pesn opracov-na. Tak kombinace motoru, spojky a pevodovky nebyla promnoho aplikac vhodn. Na pekku byl i velk poetkonstruknch prvk, co pi vpadku ztovalo vyhledvn zva-dy.Tyto mylenky pivedly Alberta Obermosera k tomu, e v roce1928 nechal pod slem N576.436 patentovat pedchdce pevodo-vho motoru - takzvan pedlohov motor (zobr. 2). Citujemez patentovho spisu: Vynlez se tk motorovho pevodovhoagregtu s tlesem motoru pipojenm na

Zatek prmyslov ry

Prosazen decentrlnhoelektromotoru

1928: Vynlez pedlohovhomotoru

Od pevodovho emene k inteligentnmu pevodovmu motoru 5

pevodovou sk, u kterho je hdel motoru uloena na stran,msto v loiskovm ttu, ve stn pevodov skn a pedlohovhdel ve dvou stnch stejn sti tto skn. Motorov pevodo-v agregt tto konstrukce se vyznauje tm, e je usnadnno vy-tvoen pesn a nepohybliv vzjemn polohy ozubench kol ulo-ench ve skni pevodovky, co je jeden z pedpoklad zcelaklidnho bhu.

Zobr. 1 :Stroje v tovrn hale pohnn pevo-dovmi emeny

Zobr. 2:Pedchdce pevodovho motoru -pedlohov motor

6 Od pevodovho emene k inteligentnmu pevodovmu motoru

V nsledujcch letech byl princip pevodovho motoru dle d-sledn rozvjen. Nov vrobn postupy vedly ke zven vkonu azlepen kvality. Po vtznm taen elnho pevodovho motorunsledoval pevodov motor se nekovou pevodovkou, pot pe-vodov motor s kueloeln pevodovkou. Aby mohly btv irokm rozmez mnny otky, byly mezi motor a ozubenpevod vloeny regulan pevodovky.Homogenn a kompaktn jednotka, jednoduch konstrukce a tmneomezen kombinan monosti motoru a pevodovky tvo z-klad spchu vech pevodovch motor (zobr. 3). Na zkladkombinace s planetovmi pevodovkami a nasazenm frekvennchmni se pevodovmu motoru otevely dal monosti aplikace.

Dnes tvo pevodov motor a elektronick regulace otekzharmonizovanou jednotku. I prostorov maj motor a frekvennmni blzko k sob. Integrovan frekvenn mnie jsou namon-tovny pmo na pevodovm motoru. Ji nen nutn kabel mezimniem a motorem. Vznik kompaktn a optimln hnac jednotka(zobr. 4).

Ppady pouit pevodovch motor nelze v naem petechnizova-nm svt ani spotat. Pevodov motory se uplatuj tm vevech oblastech prmyslov produkce, vroby,a pepravy. Pitom pevodov motor pln nejen jednoduch, aletak komplexn pohonn lohy. Ve spojen s mniem pebr di-c a procesn funkce, a tak se stv inteligentnm pevodovm mo-torem.

Zobr. 3:Pevodov motory dnen generace

Dal vvoj

Zobr. 4:Jednotka: Pevodov motors integrovanm frekvennm mniem

Inteligentn pevodov motor

7

Pevodov motor v kadodennpraxiUniverzlnost pevodovho motoru umouje spoustu monostnasazen ve vech oblastech kadodennho ivota, nkdy dokoncei v ppadech, ve kterch lovk ani netu, e se za pohybem strojeskrv pevodov motor. Nsledujc pklady pedstavuj nkterppady pouit, u nich jsou vyuvny nejdleitj vlastnostipevodovho motoruy robustn, kompaktn konstrukce,y spolehlivost,y pzniv cena.

Pohon smrovch antnPoadavky: Extrmn mezn podmnky charakterizuj poadavkyna pohon smrovch antn. Provozovatel vyaduje absolutn spo-lehliv provoz a stlou funkn pohotovost za kadho poas, tedypkladn v horku, za mokra a mrazu - a to tak po nkolikamsnodstvce. Smrov antna (zobr. 5) mus jt pesn napolohovata pot ji nesm bt tato poloha zmnna. K tomu je nutno jetpotat s tm, e se pohybujc se hmotnost me nmrazou zdvoj-nsobit, zatmco siln vtr zpsobuje velk pn sly.

een: Dvojit eln pevodov motor s trojfzovm asynchron-nm motorem s pepnnm pl, s mechanickou brzdou a tkmventiltorem jako dodaten setrvan hmotnost.K dosaen nzkch vstupnch otek je zvolena dvojit pevo-dovka. Motor s pepnnm pl umouje rozdln otky:pro rychl procesy a k pesnmu najet do polohy.

Vlastnosti pevodovho mo-toru

Zobr. 5:Smrov antna

8 Pevodov motor v kadodenn praxi

Brzda slou jen jako zdrn brzda, protoe na zklad vysokhovnitnho ten smrov antnn soustavy jsou k pesnmu napolo-hovn dostaujc nzk otky. Tk ventiltor motoruse star o plynul rozbh a povlovn pepnn otek. Kombinacepohonu pedstavuje jednoduchou a spolehliv pracujc jednotku.

Pohony pi vrob npojPoadavky: K dodn pepravky erstvch npoj do obchodu jezapoteb mnoha jednotlivch zpracovvatelskch krok.V tovrn na vrobu npoj mus bt pouit lahve vyjmutyz pepravky, vyitny a znovu naplnny. Po zaztkovn jsou lah-ve opateny novmi etiketami, vloeny do pepravek a k expedicinastohovny na palety. Od zatku a do konce vroby je nutnpekonat dlouh pepravn trasy. Lhve jsou oddlovny a podlepoteby shromaovny v obalech. Dnes poadovan vroba vel-kho potu kus a pesnost pi zpracovvn by nebyly pi manul-n manipulaci mysliteln.een: O pohyb v jednotlivch zpracovvatelskch strojch neboo transport mezi tmito stroji se star velk mnostv pevodovchmotor (zobr. 6). Vce ne 100 nekovch, kueloelnch a elnchpevodovch motor zaruuje plynul prbh vroby. Vedle kon-stantn bcch pohon se stle stejnou zadanou pepravn rych-lost jsou nasazeny i pevodov motory s promnlivmi vstupnmiotkami. Frekvenn mnie pi zmn vroby umouj potebnpizpsoben pracovnch postup. Dynamicky taktovan pevodovmotory jsou pohnny zenm orientovanm na magnetick tok -etikety pesn umsuj na uren msto na lahvi.

Pohony jsou sten vystaveny extrmnm vnjm vlivm. Svoufunkci mus plnit jak v suchch, tak i mokrch oblastech. Takpouvan istic prostedky nesm pokodit pevodov motor.Ped agresivnm prostedm chrn zvltn antikorozn ntr.Teplotn idla zabudovan v elektromotoru chrn pohon pedtepelnm petenm. K zajitn potebn bezpenostipi paletizaci jsou pohony zdvihacch zazen vybaveny mecha-nickou brzdou. Trval provozn vkonnost a dlouh ivotnost zdepouitch pevodovch motor jsou pedpokladem bezpen, pro-duktivn funkce zazen.

Plynul rozbh

Dlouh pepravn trasy

Zobr. 6:Nakldn a vykldn z palet 150sud/hodinu

Zvltn antikorozn ochrana

Pevodov motor v kadodenn praxi 9

Pohony v automobilovm prmysluPoadavek: Pi prmyslov vrob automobil jsou pracovn se-ky psn rozdleny. V seku karosrna se montuje karoserie,v seku povrchov prava se surov karoserie lakuje ekologic-km, ve vod rozpustnm lakem. Pi monti pestavuje spojenkaroserie a motoru zvltn moment - svatbu. Bhem celhovrobnho procesu je vozidlo pizpsobovno individulnm p-nm zkaznk. V modern vrob je dnes na zklad dosaenhostupn automatizace mon vroba a 800 vozidel za den. Doprav-n systmy rznch druh - vlekov, zvsn, pozemn doprav-nky a zdvihac zazen - dopravuj jednotky k rznm oblastemzpracovvn. Konstrukn celky a jednotliv dly jsou just in time(prv vas) pipraveny k monti. Svaovn, lakovn rovni mont sedadel, oken a dve probhaj pevn automaticky.

een: Vce ne 2500 pevodovch motor nejrznjho prove-den se star ve vech oblastech zvodu o asov optimln vrobnproces (zobr. 7). Nejvt st pohon v rozsahu vkon 0,25 kWa 11 kW je vybavena 4-plovmi trojfzovmi pevodovmi moto-ry, kter jsou pohnny pmo na sti. Pro lohy s promnnourychlost je nasazeno 300 frekvennch mni. Ale tak jsou pou-ity pevodov motory s pepnnm pl. Tyto pohony u pmhosovho provozu umouj s nzkm potem pl rychla pi pipojen vinut s vym potem pl pomal provoz. Tentodruh provozu se pouv k jednoduchmu polohovn na inicito-rech.

4-plov trojfzov pevodo-v motory

Zobr. 7Nkov zdvin stl pro karoseriivozidla

Komplexn vrobn proces

10

Pevodov motory ze stavebnico-vho systmuPedchoz kapitola pedstavila jen nepatrnou st rozmanitchmonost pouit pevodovho motoru. Tato mnohotvrnost aplika-c tm neumouje, aby byly pevodov motory vyrbnyze speciln zhotovench jednotlivch soust. Bylo by to velmidrah a asto spojeno s dlouhmi dodacmi lhtami. Z tohoto d-vodu je k dispozici stavebnicov systm, ze kterho mohou btvybrny jednotliv komponenty motoru a pevodovky a sestavenydo jednoho pevodovho motoru.

Clem stavebnicovho systmu je, aby byl z minimlnho potukomponent zkombinovn co nejvt poet konench vrobk.Modern technika zn stavebnicov systmy v nejrznjch ob-lastech:y O stavebnicovm systmu lze hovoit pi vrob obrbcch

stroj, protoe konstrukn celky lze namontovat na rzn typynebo velikosti stroj.

y O stavebnicovm systmu motoru lze hovoit pi vrob auto-mobil, protoe motory stejnho typu mohou bt vestavny dorznch model osobnch automobil.

y V elektronice jsou konstrukn celky (zkladn desky) zainte-grovny do rznch pstroj a tak vytv stavebnicov sys-tm.

Pokud jde o pevodov motor, princip stavebnicovho systmuznamen, e lze motory, pevodovky a montovan dly rznchtyp a rznch stavebnch velikost vzjemn kombinovat(zobr. 8).Motor me bt pitom proveden jakoy trojfzov asynchronn motor,y stejnosmrn motor,y asynchronn nebo synchronn servomotor.

Zobr. 8:Stavebnicov systm pevodovchmotor SEW

Kombinace jednotlivchkomponent

Druhy motor

Pevodov motory ze stavebnicovho systmu 11

Nejastji montovan pevodovky jsouy eln pevodovka - i v ploch pracovn poloze,y kueloeln pevodovka,y nekov pevodovka,y planetov pevodovka.Tyto kombinace pedstavuj klasick pevodov motory. Existujvak tak poadavky, u kterch se mezi motor a pevodovku vlopdavn modul:y regulan pevodovka pro promnliv otkyy univerzln adaptr, nap. s namontovanou kluznou tec spoj-

kouy eln pevodovka jako pedazen pevodovka pro zvlt nz-

k vstupn otkyNsledovn je na pkladu elnho pevodovho motoru, skldajc-ho se z eln pevodovky a trojfzovho asynchronnho motoru,ukzno, jak kombinan monosti stavebnicov systm nabz.Plat prv tak pro kombinace ostatnch typ pevodovek a motor.

Stavebn velikosti trojfzovch asynchronnch motor jsou oklasi-fikovny podle standardu IEC podle vky osy hdele (zobr. 9).Konstrukn ada SEW obsahuje 13 vek os od 63 do 280 mm,piem zrove se stavebn velikost stoup i vkon motoru(zobr. 10). Dalho odstupovn vkonu lze doshnout rznmistavebnmi dlkami, take pro nstavbu na pevodovku jek dispozici pes 200 rznch motorovch vkon (tab. 1).

Druhy pevodovek

Pdavn moduly

Zobr. 9:Definice stavebn velikosti u elektro-motor

Zobr. 10:Trojfzov asynchronn motory rz-nch stavebnch velikost

12 Pevodov motory ze stavebnicovho systmu

Pevodovky jsou rovn odstupovny v rznch stavebnch veli-kostech. Oznaen stavebnch velikost nen normovno, ale jeto ponechno na vrobci. Na zobrazen 11 jsou znzornny tyizstupci jedn ady elnch pevodovek, kter dohromady zahrnuj13 stavebnch velikost. Pevodovky stejnho typu, avak rozdlnstavebn velikosti jsou po geometrick strnce postaveny podobn.Pevoditeln kroutic moment stoup zrove se stavebn velikost,rovn tak jako vkon trojfzovho asynchronnho motoru. Zobra-zen 12 znzoruje souvislost mezi stavebn velikost pevodovkya vstupnm momentem.

Pomoc stavebnicovho systmu pevodovky lze do stejn sknnamontovat rzn ozuben kola, take pro kadou velikost pevo-dovky je k dispozici 30 a 40 rznch pevod mezi i 4 a i 200.Teoreticky by mohly bt pevodov motory sestaveny ze vechmotor a pevodovek, kter jsou k dispozici (zobr. 13).Protoe by ale v praxi mla bt optimln vyuita vkonnost pe-vodovho motoru, je kombinan mnohotvrnost ponkud omeze-na.

Poet pl motoru Rozsah vkonu v kW Vkonov stupn2 0,18-22 174 0,12-75 236 0,09-45 208 0,15-15 14

s pepnnm pl 0,01-45 139 213

Tab. 1:Vkonov stupn trojfzovch asyn-chronnch motor

Zobr. 11:eln pevodov motory rznch veli-kost a vkon (doln a horn rozsahvkonu)

Zobr. 12:Pevoditeln kroutic moment stoupzrove se stavebn velikost pevo-dovky

Pevodov motory ze stavebnicovho systmu 13

Tak napklady u kombinace pli velkho motoru s malou pevodovkou je

pevodovka petena ay u kombinace pli malho motoru s velkou pevodovkou nen

pevodovka pln zatena.Pevodovky jedn stavebn velikosti je mon smyslupln kombi-novat se tymi a esti rznmi stavebnmi velikostmi motor.Dohromady se 30 rozmanitmi pevodovmi stupni z toho vyplvcca 150 kombinac motor s pevodovkou pro kadou velikostpevodovky. Pipotaj-li se k tomu motory s pepnnm pl, taklze se 13 velikostmi pevodovky doshnout cca 10 000 kombinacmotor s pevodovkami. S pihldnutm ke vem monostem uk-zanch na zobrazen 8 (viz str. 16/17) lze pomoc stavebnicovhosystmu sloit vce ne milion motor s pevodovkami pro kado-denn vyuit.

Zobr. 13:eln pevodovka stavebn velikosti 97kombinovan s motory stavebnchvelikost 80 a 160

Pes milion motor s pevo-dovkami

14

PevodovkyNa zklad sv funkce jako mnie krouticho momentu a otek jepevodovka zkladnm stavebnm kamenem pevodovho motoru.Pitom, v zvislosti na smru penosu sly, jsou rozliovny koaxi-ln pop. paraleln hdelov pevodovky a hlov pevodovky.

U koaxilnch a paralelnch hdelovch pevodovek le vstupna vstupn hdel na stejn rovni - penos sly je linern. U hlo-vch pevodovek jsou vstupn a vstupn hdele k sob postavenykolmo - penos sly je pesmrovn do pravho hlu (zobr. 14).

Koaxiln a paraleln hdelov pevodovkyDvojice ozubench kol, takzvan pevodov stupn, penej sluze vstupn strany na vstupn stranu. Nejdleitj lohu pitomhraj eln ozuben kola jako nejvznamnj elementy penosusly tvarovm stykem ve strojrenstv. Aby mohla bt eln ozube-n kola vyrbna levn a postupn pomoc ne pli komplikova-nch nstroj, maj vtinou evolventn ozuben. Proto jsou elnpevodovky, jejich vnitn ivot se skld jen z elnch stup,

nejastji pouvanmi pevodovkami. Standardn proveden sedvma pop. temi pevodovmi stupni v jedn skni umoujesporn proveden z hlediska msta a tm zkou a nzkou konstruk-ci centrlnho pohonu (zobr. 15). Jednoduchou a robustn kon-strukc spluje eln pevodovka poadavky vtiny aplikac.U elnch plochch pevodovek b vstupn a vstupn hdeleparaleln k sob. Centrln pohon je z toho dvodu krtk a zk,proto jsou tyto pevodovky nasazovny pedevm do zench

Zobr. 14:Smr penosu sly u nejdleitjchdruh pevodovek

Mni krouticho momentu aotek

Nejdleitj element peno-su sly

sporn proveden z hlediskamsta

Zobr. 15:eln pevodov motor

Pevodovky 15

prostor (zobr. 16). Pi paralelnm uspodn hdel je vstupnhdel vtinou provedena jako dut hdel, co je pednost nap.u pohonu pojezdu - probhajc osou me bt sla synchronnpenena na ob hnac kola.

Planetov pevodovky pat ke skupin obhovch pevodovek. Tinebo vce planetovch kol se ot kolem centrlnho kola(zobr. 17).U tchto velmi kompaktnch koaxilnch pevodovek se vstupna vstupn hdel ot ve shodnm smru. Z hlediska pouit seplanetov pevodovky dl na

y prmyslov planetov pevodovky, nap. pro velk mchaczazen a

y pesn planetov pevodovky, nap. pro dynamick a polohovpesn manipulan stroje.

Pesn planetov pevodovky se vyznauj vysokou torzn tuhosta nepatrnou kroutic vl (zobr. 18). Prmyslov planetov pevo-dovky maj vysokou hustotu vkonu a dovoluj vysok krouticmomenty.

Zobr. 16:eln ploch pevodov motor

Zobr. 17:Princip funkce planetovch pevodo-vek

16 Koaxiln a paraleln hdelov pevodovky

hlov pevodovkyU mnoha aplikac lze do zazen nebo stroje optimln zaintegro-vat jen hlovou pevodovku. Aby byl penos sly pesmrovndo pravho hlu, mus bt pro hlov pevodovky pouity kompli-kovan ozuben sti. Nejdleitjmi druhy ozuben jsouy ozuben SPIROPLANy nekov ozubeny kueloeln ozubenU tchto hlovch pevodovek mohou bt jako vstupn hdelenamontovny jak dut tak pln hdele.Pohonn lohy s malmi vstupnmi vkony a pevodovmi pomrya i = 75 lze nepli nkladn realizovat jednostupovou pevo-dovkou SPIROPLAN (zobr. 19). U tchto pevodovek se pozice

pastorku ke kolu pohybuje mezi extrmnmi polohami kueloel-nho pop. nekovho ozuben. Je-li od pevodovky dodaten po-adovno dobr tlumen kmitn, lze vhodn vyut nekovoupevodovku (zobr. 20). Velk pohony, u kterch hraje

Zobr. 18:Pesn planetov pevodov motor

Nejdleitj druhy ozuben

Zobr. 19:Pevodov motor SPIROPLAN

Kueloeln pevodovka provelk pohony

Zobr. 20:nekov pevodov motor

hlov pevodovky 17

roli ztrtov vkon, by mly bt spe provedeny s kueloelnmipevodovkami, protoe nekov pevodovka - podle pevodovhopomru - vykazuje men innost ne kueloeln pevodovka(zobr. 21). Ve stednm rozsahu vkonu jsou maximln rovnocen-n jak nekov, tak i kueloeln pevodovky. Pitom se mus dbtna to, aby vysoce zaten nekov pevodovky podlhaly piroze-nmu opoteben. Pleitostn se pouv statick samosvornostnekovch pevodovek s vtm pevodovm pomrem jako doda-ten bezpenostn brzda.V tabulce 2 jsou porovnny nejdleitj typy pevodovek.

Typ pevodovky eln Ploch Planetov Kueloeln nekov SPIROPLANZkratka firmy SEW R F PSF K S WPenos sly linern pravohlMax. kroutic momentv Nm

18 000 18 000 3200 50 000 4000 90

2. konec hdele - mon - mon mon monVstupn dut hdel - mon - mon mon monPoet stup 2/3 2/3 1/2 3 2 1Max. pevodov pomr nastupe

6,5 6,7 10 4,2 42 75

Min. pevodov pomr nastupe

1,5 1,5 4 1,4 5,5 8,2

Rozmez pevodovhopomru (bez dvojit pe-vodovky)iminimax 3,4 -

289,73,8 -281,7

4 -100

5,4 -197,4

6,8 -288

8,2 -75

innost 97 % 97 % 98 % 96 % 40-93 %(i- a

v zvislosti naotkch)

45-90 %(i- a

v zvislosti naotkch)

jako 4-plov pevodov motorMax. vstupn vkon v kW 160 160 22 200 22 1,1Minimln otky v min-1(jako dvojit pevodovka)

0,05 0,18 14 0,11 0,13 18

Maximln otky v min-1(jako dvoustupov pevo-dovka)

418 246 350 224 221 168

Tab. 2: Porovnn nejdleitjch typ pevodovek

Zobr. 21:Kueloeln pevodov motor

18 Mechanick regulan pevodovky

Mechanick regulan pevodovkyMnoh lohy v pohonn technice vyaduj konstantn poet oteka mohou bt proto eeny pevodovkou s pevnm pevodovmpomrem. Existuj vak i aplikace, u kterch mus bt otky po-honu mnny plynule, aby nap. byla pizpsobena rychlost do-pravnch ps rznm procesm. I pes obrovsk pokrok v oblastielektronicky zench pohon zaujmaj mechanick regulanpevodov motory i nadle sv msto v pohonn technice.Pomoc pevodovky s ozubenm klnovm emenem mohou btrealizovny pevodov pomry do pomala (a i = 3:1) ale takdo rychla (a i = 1:2,7). Ozuben klnov emen mn svj in-n prmr bhu na hnacm regulanm kotoui pomoc axilnhoposunu regulanch kotou.Stejnou mrou se mn prmr bhu na hnanm regulanm kotou-i. Osov vzdlenost obou emenic zstv pitom konstantn.Dal monost mechanickho pestaven otek pedstavuje tecpevodovka. Pruina tla vstupn hdel tecm kroukemz vhodnho nekovovho materilu proti hnacmu kotoui z oceli.Regulanm vetenem je hnac kotou s hnacm motorem vedenpodl techo krouku. Pitom se mn inn polomry a tm takpevodov pomr. Na zklad tohoto principu lze realizovat pe-vodov pomry do pomala (a i = 3:1) a do rychla(a i = 1:1,6).Otky mohou bt nastaveny u obou typ regulanch pevodovekmanuln, hydraulicky nebo elektrickm pomocnm pohonem.Dve ne pevodovka me ve stroji plnit svou funkci, mus mtkonstruktr pevodovky pedstavy o nsledujcch bodech:y pevodov sky ozuben kolay hdeley loiska, mazn

Pevodov sknKonstrukci a tvar pevodovch skn ovlivuj rzn faktory:y pevnost skn vi deformacm a kmitnmy utsnn skny poet vestavnch stup ozubench koly technologick postup vrobyy montn poadavkyy varianty sknPevodov skn se vyrbj pevn z ed litiny GG20. edlitina je torzn tuh a tak pi obrbn nem sklon ke kmitn,take me bt s rozmrovou stlost a eln obrobena na jednoupnut. Dobr kluzn vlastnosti GG20 ulehuj zalisovvn vali-vch loisek do k tomu pipravench otvor. K zabezpeen tuhostimaj skn vnitn ebra nebo litou stedn stnu, kter doplkovtlum hluk vznikajc pi kmitn. U malch stavebnch velikostpevodovek se asto tak jako materil ke konstrukci skn pou-v hlink. Hlinkov odlitek lit pod tlakem lze lehce opracovati pi men hmotnosti. Lehk pevodovky jsou velmi vhodnzejmna u souasn se pohybujcch hnacch jednotek.

Plynul zmna otek

Monosti nastaven

Skn ze ed litiny

a hlinku

Pevodov skn 19

Modern pomocn prostedky jako jsou metody konench prvk(FEM) k vypotn skn a ozubench kol dovoluj optimalizacipracovn polohy (zobr. 22).

Ideln jsou pevodov skn koncipovan tak, aby pro kad typpevodovky mohly pojmat maximln poet pedpokldanchstup ozubench kol. Velikost skn je urovna jen velikostozubench kol a hdel, tzn. maximln pevoditelnm krouticmmomentem. Tvar skn zvis na nabzench variantch (zobr. 23):

y patkov sk (1)y prubov sk (2)y patkov-prubov sk (3)y prubov sk s prodlouenou prubou (4)

Ozuben kolaOzuben kola jsou nejdleitjm konstruknm prvkem pevo-dovky. Sprvn vbr materil, technologie zpracovna projektov kritria maj pro provoz pevodovky velk vznam.

Materileln a kuelov kola rovn i neky pevodovek jsou zpravidlavyrobeny z legovan cementan oceli (16 MnCr 5 nebo 20 MoCr4). Materil ozubench kol m na zklad pedkovn hrubchkus stejnomrnou a vysoce pevnou konstrukci.

Zobr. 22:Vpoet zaten pevodov sknmetodou konench prvk (FEM)

Zobr. 23:Rzn pevodov skn u elnchpevodovek

Nejdleitj konstruknprvky

20 Ozuben kola

Pro nekov kolo se pouv bronz (SnBz 12), kter m dobrkluzn vlastnosti - i pi nedostatku maziva. nekov pevodovkypat k odvalovacm roubovm pevodovkm, u kterch meziboky zub neku a nekovho kola dochz ke stlmu klouzn.

Technologie zpracovnDal vvoj obrbcch stroj na ozuben kola vede k rovnomrnvrobn kvalit, kter umouje i lep vyuvn materil(zobr. 24). Na zklad teoretickch vpoetnch metod jako jenap. FEM mohou bt ozuben kola men a tm, pi stejnm pe-nositelnm krouticm momentu, mohou bt ueteny i suroviny.

Dleit konstrukn kroky pi stavb ozubenho kola1. Stanoven poadovanho maximlnho vstupnho momentupevodovkyTm jsou tak zhruba stanoveny vzjemn osov vzdlenosti h-del, protoe tyto jsou proporcionln ke krouticmu momentu.

2. Zadn poadovanho celkovho rozsahu pevodovho pomru aodstupovn pevodovho pomru V praxi jsou potebn pevodov pomry mezi imin 4 a imax 200.Minimln odstupovn dvou za sebou jdoucch pevodovchpomr je s = 1,2 dostaten jemn, take ada pevodovchpomr pevodovky by mohla vypadat takto:

imin = 5

i2 = i1 = 6 in-1 = 159,74

i3 = i2 = 7,2 imax = 191,69

i4 = i3 = 8,64

Zobr. 24:Stle se zvyujc kvalita technologiezpracovn je pro vysoce zatenozuben kola samozejmost: pracovnprostor elnho brousicho strojezenho CNC

Pevodovky 21

Tyto celkov pevodov pomry jsou zase vsledkem pevodovchpomr jednotlivch pevodovch stup tvoench pomrempot zub:

m poet pevodovch stup

3. Stanoven potu pevodovch stup2- a 3-stupov pevodovky ve stejn skni se zadaj bt v praxijako dobr kompromis (zobr. 25).

4. Omezen pot zubU ozubench kol s velmi nzkmi poty zub dochzk takzvanmu podznut v pat zubu s nebezpem zlomenzubu pi plnm zaten: Ozuben kola s velmi vysokmi potyzub vyaduj del asy potebn k opracovn. Proto dochzk omezen rozsahu na 11 z 118. Dal omezen vyplvz poadavku, aby poty zub pru ozubench kol nemly spole-nho dlitele: Pak jsou toti rzn zuby stle spolu v zbru, com za nsledek nepatrn odchylky ozuben.

5. Vpoet monch pot zubS pihldnutm k okrajovm podmnkm krok 1 a 4 jsou vypo-tny mon poty zub. Vsledek slou jako zkladk nsledovnmu stanoven geometrie ozubenho kola.

6. Stanoven geometrie ozubenho kolaNa zklad empirickch hodnot jsou stanoveny geometrick hod-noty jako je prmr kola, ka ozuben, tlouka nboje atd. Pi-tom jsou tak zohlednny ji existujc nstroje a obrbc stroje.

7. Vypotn bezpenostiPro kad pr ozubench kol se pro zaten, kter bylo zadno podbodem 1, vypot bezpenost paty zubu vi zlomen zubu a bez-penost boku zubu vi pittingu. Podkladem je norma DIN 3990.Jsou-li vsledky vpotu v ppustnm rmci, je akceptovn zjit-n pr ozubench kol a dochz ke kontrole dalho pru. Jsou-lipekroeny ppustn mezn hodnoty, mus bt opravena bu geo-metrie ozubenho kola nebo dokonce i zmnn poet zub.

12

2

5

6

3

4

1

2 ...

=

m

mcelk z

zzz

zz

zzi

Zobr. 25:Uspodn hdel u 2- a 3-stupovch pevodovek

22 Ozuben kola

Vsledkem tchto iteranch krok je matice v tabulce 3. Vnitnivot nov pevodovky je stanoven.2- a 3-stupov eln pevodovka

icel i1 z1/z2 i2 z3/z4 i3 z5/z6235.49 5.94 16/95201.61 5.08 12/61169.98 4.29 21/90143.77 3.63 24/87117.57 2.96 28/8397.91 2.47 32/7980.69 2.03 29/5967.57 1.70 27/4656.85 1.43 30/43

5.47 17/93

47.64 1.70 27/4640.08 1.43 30/43

3.86 28/108

7.25 12/87

37.46 5.17 18/9331.07 4.29 21/9026.10 3.60 30/10821.49 2.96 28/8317.90 2.47 32/7914.98 2.07 30/6212.50 1.72 29/5010.65 1.47 32/47

7.25 12/87

10.20 3.60 30/1088.40 2.96 28/836.99 2.47 32/795.86 2.07 30/624.89 1.72 29/504.16 1.47 32/47

2.83 18/51

HdeleHdele pevodovky zachycuj - pevn spojenm zalcovanmperem - ozuben kola a vzjemn spojuj pevodov stupn.Vstupn a vstupn hdele vytv spojen k motoru pop. pracov-nmu stroji.Hdele podlhaj vnjm silm vychzejcm z pracovnho strojea reaknm silm z ozubench kol. Proto mus bt u hdel kont-rolovno dodrovn bezpenostnch hodnot a dostaten dimen-zovn. Vrobci zakldajc si na kvalit vyrb hdele pevodovkyvhradn jen z nelegovan oceli k zulechovn C45. Tento mate-ril nabz nejlep vlastnosti, co se tk pevnosti hdel, pevnostipi stdavm namhn ohybem a vrubov houevnatosti.

UloenUloen umouje oten hdel ve skni pi nepatrnm ten, slypsobc na hdele jsou loisky odvdny do pevodov skn.V konstrukci pevodovky se prosadila valiv loiska pedevmproto, e jsou to levn, normovan dly, a mohou bt namontovnybez velkch nklad. Ji pi nzkch otkch vyvjej maximlnnosnost.Ozuben kolo, hdel a loisko lze uspodat dvma zpsoby(zobr. 26), oboustrann nebo letm uloen. Na zobrazen 26 jsouznzornny i sly psobc na koncov stupe elnho kola pioboustrannm (vlevo) a letmm (vpravo) uloen koncovho kola.Na loiska psob ozuben sly koncovho stupn elnho kola

Tab. 3:Pevodov pomry a pry ozubenchkol fiktivn eln pevodovky

Spojujc prvek

Valiv loisky jsou nejvhod-nj

Uloen 23

(vnitn sly) a vnj sly F. Pi stejnm ozuben a celkovm roze-stupu 1 lze hdel u oboustrannho uloen zatit o 40 % vce. Ktomu se pi letmm uloen na zklad ohybu hdele a s tm spoje-n ikm polohy koncovho kola zhoruj pomry zbr zub.Proto jsou koncov kola pevodovek uloena oboustrann, abyvedle vysok zatitelnosti bylo docleno i vysok ivotnosti loi-sek.

MaznMazivo mus na pevodovce vytvet kluzn film mezi boky zubv zbru a co nejvce zabraovat kovovmu styku. Krom tohomazac prostedek odvd ztrtov teplo na povrch skn a bhemprovozu a tak pi zastaven chrn proti korozi.Pro princip ponornho mazn je olej mazivem, kter optimlnspluje vechny poadavky. Mnostv oleje je zmeno tak, abydole uloen ozuben kola dopravovala mazivo z olejov lzndo zbru zub nahoe uloench ozubench kol. Odvzduovacventil na nejvym mst pevodov skn se star o vyrovnntlaku - zahvnm by jinak v pevodovce vznikl petlak.K bezproblmov drb maj pevodovky kontroln a vypoutcroub oleje.Pi konstrukci je zvlt dleit tsnn, nebo unikajc mazacprostedek zneiuje ivotn prosted, a zrove ohrouje maznozubench kol a loisek. Vechna tsnic msta jsou vybavena vy-soce jakostnmi radilnmi tsnicmi krouky, uzvry a povrcho-vmi tsnnmi podle nejnovjch technickch znalost. Poloharadilnch tsnicch krouk je zobrazena na pkladu explozivnhoproveden (zobr. 27). Znzornn poskytuje pehled o uspodnkonstruknch prvk eln pevodovky.

Zobr. 26:Oboustrann a letm uloen koncov-ho stupn elnho kola

Ponorn mazn olejem

Dleit: tsnn

Zobr. 27:Konstrukn prvky eln pevodovky

24

ElektromotorKe kompletaci pevodovho motoru se v pohonn technice zpravi-dla pouvaj motory, kter pracuj podle elektrickch principy trojfzovho asynchronnho motoru (rotor nakrtko, kroukov

rotor, magnet s toivm polem, motor na stdav proud),y asynchronnho nebo synchronnho servomotoru neboy stejnosmrnho motoru.Stejnosmrn motory a trojfzov motory s kroukovm rotoremstle vce ztrcej na vznamu, protoe trojfzov motoryv bezdrbovm proveden s rotorem nakrtko mohou bt zenyfrekvennmi mnii. Ostatn druhy konstrukce trojfzovho asyn-chronnho motoru maj v pohonn technice jen nepatrnou prioritu.Proto zde nen uveden bli popis.Nezvisle na elektrickm principu motoru m zpsob monte napevodovku zvltn vznam pro mechanickou konstrukci motoru.SEW k tomu pouv speciln pizpsoben motory. Zobrazen28 ukazuje motor normovan podle IEC a speciln motor promont na pevodovku.

Typ motoru Vhody NevhodyMotor podle normy IEC Sriov vroba pzniv vrobn nklady

Normovan montn rozmry bezproblmovvmna tak mezi rznmi tovrnmi znakami

Zven nklady na sestaven motor a pevodo-vek, pevn pomoc adaptru a/nebo spojky dra

patn pizpsoben hdele, pruby a uloens ohledem na zaten a geometrii velk hlu-nost v pevodovce, nepatrn ivotnost loisekv motoru, asto ruiv prubov kontury

Speciln motors epem pastorkuk monti na pevodov-ku

Velk mnostv variac s menm potem rozdl-nch konstruknch prvk pzniv vrobnnklady

Dobr pizpsoben hdele, pruby a uloens ohledem na zaten a geometrii mal hlu-nost a vysok ivotnost loisek

Bez adaptr/spojek kompaktn, krtk staveb-n dlka pevodovho motoru

Bez normovn nelze vymnit za jin tovrnznaky.

Tabulka 4 zobrazuje vhody a nevhody obou konstrukc. Zobra-zen 29 znzoruje, kolik je monch velikost ozubench stu motoru s pastorkovmi epy.

Nasazen elektrick motory

Zobr. 28:Motor normovan podle IEC a speci-ln motor pro mont na pevodovku

Tab. 4:Vhody a nevhody mechanick kon-strukce

Elektrick motor 25

Trojfzov motorElektrick stroje, jejich innost spov na magnetickm poli to-cm se ve vzduchov trbin mezi statorem a rotorem, jsou sdru-eny do skupiny stroj s toivm polem. Nejdleitjm a nejas-tji pouvanm pracovnm strojem tto skupiny je trojfzovasynchronn motor v proveden jako rotor nakrtko (zobr. 30).Vyznauje sey jednoduchou, robustn konstrukc,y velkou provozn bezpenost,y chodem bez obsluhy ay pznivou cenou.

KonstrukceBec nebo rotorVinut (nap. z hlinku) vloen nebo vstknut do drek je naobou koncch spojeno nakrtko krouky ze stejnho materilu. Je-librno v vahu jen vinut s krouky spojovae nakrtko, tak to pi-pomn klec. Proto je k dispozici druh uvanj nzev - asyn-chronn motor s kotvou nakrtko.

Zobr. 29:Varian rozpt ozubench st umotoru s pastorkovmi epy

Trojfzov asynchronn mo-tor

Zobr. 30:Prez trojfzovm asynchronnmmotorem

26 Trojfzov motor

Stojan nebo statorDo poloviny uzavench drek svazku plech statoru je vloenovinut zalit syntetickou pryskyic (zobr. 31). K doclen rznchpot pl se std poet cvek a krok cvky.

Loiskov ttyLoiskov tty z ed litiny nebo hlinkovho odlitku litho podtlakem uzavraj vnitn motorov prostor strany A a B. Provedenuruje druh kryt motoru.

Hdel rotoruRotor je postaven na ocelov hdeli, kter pronik loiskov tty.Na stran A je vstupn konec hdele (ep pastorku), na stran Bjsou namontovny lopatky ventiltoru k vlastn ventilaci a doplu-jc systmy jako mechanick brzdy, idla atd.

Skn motoruSkn motoru jsou u proveden s malmi a stednmi vkonyvyrobeny vtinou z hlinkovho odlitku litho pod tlakem, u pro-veden s vtmi vkony z ed litiny. Na skni je namontovnasvorkovnice, do kter k elektrickmu pipojen vedou konce vinutstatoru. Chladic ebra na povrchu skn zlepuj odvod ztrtovhotepla do prosted.

Ventiltor, kryt ventiltoruNa ventiltoru umstnm na konci hdele na stran B je kryt,kter pes ebra skn d vznikl proud vzduchu nezvisle nasmru oten.

LoiskaLoiska mechanicky spojuj otejc se dly se stojcmi. Vtinouse pouvaj radiln kulikov loiska, mn ji vlekov loiska.Stavebn velikost loisek zvis na silch, kter mus loisko za-chytit.

Zpsob innostiSymetrick, trojfzov systm vinut statoru je pipojen k 3-fzovsti stdavho proudu konstantnho napt a frekvence. V kad zet vtv vinut protkaj sinusov proudy stejn amplitudy, kterjsou vi sob elektricky posunuty o 120o. Stator, pomoc vtvprostorov pesazench o 120o, upravuje magnetick pole, kter seto frekvenc piloenho napt.

Zobr. 31:Navinut stator trojfzovho asyn-chronnho motoru

Elektrick motor 27

[min-1]

nsyn otky toivho pole (synchronn otky)f1 frekvencep poet plprToto toc se magnetick pole - krtce pojmenovan toiv pole -indukuje v rotorovm vinut elektrick stdav napt. Protoe jevinut pes krouek spojeno nakrtko, protkaj proudy nakrtko.Spolen s toivm polem upravuj sly a pes polomr rotoru vy-tv kroutic moment, kter zrychluje rotor. S pibvajcmi ot-kami rotoru kles frekvence zskanho napt v rotoru, protoerozdl mezi otkami toivho pole a otkami rotoru je men.Takto vznikl ni, indukovan napt zpsobuje men proudya tm men sly a kroutic momenty. Pokud by ml rotor doshnoutstejnch otek jako toiv pole, tzn. toil by se synchronn, ne-bylo by indukovno dn napt - motor by nemohl vyvolvatdn kroutic moment. Zatovac moment a tec ztrtyv loiscch vak zpsobuj rozdl mezi otkami rotoru a toivhopole a tm vsledn kroutic moment. Motor b asynchronn.Podle zaten motoru je tento rozdl vt nebo men, ale nikdynula, protoe pi bhu naprzdno je ve he vdy tak ten.Tento relativn pohyb mezi toivm polem a otkami potebnk fungovn je definovn jako skluz s:

[%]

s skluzn otky rotorunsyn synchronn otkyU motor menho vkonu me prokluz init 10 % a 15 %. Mo-tory vtho vkonu maj prokluz cca 2 % a 5 %.

Chovn v provozuTrojfzov motor s rotorem nakrtko pijm ze st napt elek-trick inn vkon a pemuje ho na mechanick vkon,tzn. otky a kroutic moment.

Pab = 2 n M [W]

n otky rotoru v s-1M kroutic moment v NmPokud by motor pracoval bezeztrtov, odpovdal by odevzdvanmechanick vkon Pab pijatmu elektrickmu vkonu Pauf. Stejnjako u kadho stroje vznikaj tak v trojfzovm motoru s rotoremnakrtko ztrty, kter jsou schematicky znzornny na zobrazen32: Ztrty v mdi PCu a ztrty v prachu Pz vznikaj zahvnm,kter vznik ve vodii, jm protk proud.Ztrty v eleze PFe vznikaj zahvnm pi pemagnetovvn. Te-c ztrty PRb vznikaj tenm v loiscch a obhnm chladichovzduchu.

pfnsyn 1

60 =

100=n

nns syn

Otky toivho pole

Asynchronn bh

Skluz

Vkon

Ztrty

28 Trojfzov motor

Z toho vyplv nsledujc bilance vkonu:

Pauf - PCu - PFe - Pz - PRb = Pab

Pomr odevzdvanho vkonu k pijatmu je definovn jako in-nost stroje:

[%]

innostV poslednch letech se vt mrou pihl k nasazovn motors optimln innost. Pslun mluvy k tomu elu definuj tdyinnosti, kter mnoz vrobci zahrnuli do technickch dat. Prokonstrukci elektromotor to ke zredukovn hlavnch ztrt zvis-lch na stroji znameny vt vyuvn mdi v motorovm vinut ( PCu),y vce plechovho materilu ( PFe) ay optimalizovanou geometrii ventiltoru ( PRb).Jsou-li kroutic momenty a proud zaznamenvny otkami, jezachovna charakteristick kivka krouticho momentu-otektrojfzovho motoru s rotorem nakrtko (zobr. 33). A k dosaenstabilnho pracovnho bodu b motor po kadm zapnut podletchto charakteristickch kivek. Poet pl, konstrukn provedena materil rotorovho vinut ovlivuj prbh charakteristickchkivek.

100=auf

ab

PP

Zobr. 32:Tok vkonu v trojfzovm asynchron-nm motoru v motorickm provozu

Bilance vkonu

innost

Zobr. 33:Prbh proudovho a krouticho mo-mentu u trojfzovho motoru s rotoremnakrtko jako funkce otek

Elektrick motor 29

Znalost tchto charakteristickch kivek je zvlt dleit u poho-n, kter jsou provozovny ztnmi momenty (nap. zdvihaczazen).Je-li ztn moment pracovnho stroje vy ne sedlov moment,zstvaj otky rotoru viset v sedle. Motor nedoshne stabiln-ho, tepeln bezpenho pracovnho bodu. Je-li ztn momentdokonce vy ne rozbhov moment, zstv motor stt. Je-libic pohon peten (nap. nadmrn zaten dopravn ps),s pibvajcm zatenm klesaj otky. Pekro-li ztn mo-ment klopn moment, motor se naklop a otky klesnou nasedlov otky nebo dokonce na nulu.Vechny ppady zpsobuj velmi vysok proudy v rotoru a statoru,take se oba velmi rychle pehej. Nejsou-li k dispozici dnvhodn ochrann zazen, me toto pivodit tepeln znien mo-toru - motor se spl.

SpnnPi rozbhu motoru pijmaj trojfzov motory s rotorem nakrtkona zklad druhu konstrukce ty- a osminsobn jmenovitproud jako spnac proud. Toto prv u vtch motor vedek silnm zatenm napjec st, co je dvodem, e tyto pohonynemohou bt spnny pmo.

Cenov vhodnm a jednoduchm eenm je postup hvzda-trojhelnk (zobr. 34), pi kterm se spnac proud, ale tak dostup-n rozbhov moment, sn na tetinu.

Tepeln tdyTeplo vznikajc v elektrickm vodii, jm protk proud, je z-visl na odporu vodie a hodnot proudu, kter jm protk. astspnn a rozbh se ztnm momentem tepeln velmi zatujtrojfzov motor s rotorem nakrtko. Pitom je ppustn zahvnmotoru zvisl na teplot chladicho mdia (nap. vzduch), jen hoobklopuje, a tepeln odolnosti izolanho materilu vinut.Maximln ppustn nadmrn teploty motor jsou rozdleny dotepelnch td (VDE 0530). Motor mus bt provozovn v tepelntd, ve kter byl konstruovn, s pevn stanovenou trvalou nad-mrnou teplotou bez toho, aby pitom dochzelo k pokozenm.Pi teplot chladiva max. 40 oC plat jako ppustn mezn nadmr-n teplota nap. v tepeln td H = 125 oC (zobr. 35).

Motor chrnit ped peh-tm

Zobr. 34:Charakteristick kivka trojfzovchmotor s rotorem nakrtko u spoutnhvzda-trojhelnk

30 Trojfzov motor

Druhy provozuNejjednodum druhem provozu je zaten stle stejnm zato-vacm momentem. Trvalm zatenm ve jmenovitm bodu dosa-huje motor po urit dob tepelnho rovnovnho stavu. Tentoprovoz se nazv nepetrit provoz S1 (zobr. 36 vlevo).Pi krtkodobm provozu S2 (zobr. 36 uprosted) je motor bhemuritho asovho intervalu (tB) provozovn se stle konstantnmzatenm. V tomto asovm intervalu motor jet nedosahujetepelnho rovnovnho stavu. Pot nsleduje dostaten dlouhdoba prostoje, kter mus bt tak dlouh, aby motor opt doshlteploty chladiva.

V peruovanm chodu S3 (zobr. 36 vpravo) je motor bhem uritdoby (tB) provozovn se stle konstantnm zatenm. Pitom roz-bh nesm psobit na zaht motoru. Pot nsleduje stanovendoba prostoje (tSt). Pi tomto druhu provozu je udn relativn zat-ovatel (ED), kter podle VDE 0530 udv pomr provozn dobyk dob pracovn periody deset minut.

[%]

Pklad: Druh provozu S3/40 % je k dispozici, je-li motor vdypo tyech minutch zapnn a po esti minutch vypnn.

etnost spnnPpustn etnost spnn uvd, jak asto me bt motorbez tepelnho peten bhem jedn hodiny spnn nebo pepnn.

Zobr. 35:Tepeln tdy

Nepetrit provoz

Zobr. 36:Druhy provozu trojfzovho motorus rotorem nakrtko

Krtkodob provoz

Peruovan chod

100min10100 =+=B

stB

B ttt

tEDRelativn zatovatel

Elektrick motor 31

Je zvisl nay zrychlovanch momentech setrvanostiy dob trvn rozbhu,y teplot okol ay zatovateli.Ppustn etnost spnn motoru me bt zvena nsledujcmiopatenmi:y zvenm tepeln tdyy zvolenm vtho motoruy mont cizho ventiltoru

Trojfzov motory s rotorem nakrtko s pepnnm plTrojfzov motory s rotorem nakrtko s pepnnm pl mohoubt provozovny s rznmi otkami. Z vloen nkolika vinut dostatoru nebo z obrcen smru prtoku proudu v jednotlivch s-tech vinut vyplvaj rzn poty pl. U rozdlench vinut invkon na poet pl mn ne polovinu vkonu jednootkovhomotoru stejn stavebn velikosti.Pevodov motory s pepnnm pl jsou asto nasazovny jakopohony pojezdu. Jzdn rychlost je pi provozu nzkho potu pldostaten velk, pi polohovn dojde k pepnut na vinuts vym potem pl s nimi otkami (zobr. 37). Pi pepnnsi motor nejdve na zklad setrvanosti zachov sv vysok ot-ky. Motor v tto fzi pracuje jako genertor a brzd. Kinetickenergie je pemnna na elektrickou a pivedena zpt do st. Ne-vhodou je velk momentov nraz pi pepnn, kter ale mebt snen vhodnmi zapojovacmi opatenmi.

Aktuln vvoj cenov vhodnch mni zvhoduje pro mnohoaplikac nahrazovn motor s pepnnm pl za jednootkov,frekvenn zen motory (viz zobr. 4, str. 6).

Zven etnosti spnn

Zobr. 37:Charakteristick kivka trojfzovhomotoru s rotorem nakrtkos pepnnm pl

32 Brzda

BrzdaDnen technika vyaduje od pohon vysok provozn rychlostia krtk doby prostoj. Proto je nutn zkrtit i brzdic dobu poho-n. V mnoha aplikacch je douc tak pesn polohovn a udr-ovn polohy. Pro tyto ppady je motor dodaten vybaven me-chanickou brzdou.Brzdov motory SEW maj kotouovou brzdu buzenou stejno-smrnm proudem, kter pracuje na principu klidovho proudu: Je-li motor vypnut nebo vypadne napjec napt, sepne se samoinnbrzda silou pruiny. Spnac cesty a spnac doby jsou krtk.Brzdy maj jednoduchou a velmi robustn konstrukci.Zobrazen 38 ukazuje konstrukci motoru s kotouovou brzdou.Brzda je konstruovna tak, aby spolen s motorem tvoila kon-strukn jednotku. Loiskov tt motoru B zrove pedstavujejednu z protilehlch ploch brzdovho obloen. Druhou protilehlouplochu brzdovho obloen tvo ptlan kotou. Tento se opro epy, loiskov tt B a tleso cvky jsou vzjemn spojeny. Vnlec roubov pruiny pi brzdn tla ptlan kotou protibrzdovmu obloen. Poet a sla pruin uruj mon brzdn mo-ment.

Brzdov obloen je upevnno na nosii obloen, kter je vnitnmozubenm spojen s brzdovm unaeem. Bezazbestov materilodoln proti odru zaruuje dlouhou trvanlivost. Protoe brzda lepmo v proudu chladicho vzduchu motoru, dosahuje i pi vysokbrzdn prci velmi nzkch teplot.Napjen proudem zajiuje usmrova, kter je obvykle umstnve svorkovnici motoru. Magnetick obvod je projektovn tak, ei pi podpt je zaruena nezvadn odbrzovac funkce. Pkou lzemanuln odbrzdit brzdu, nap. k prci bhem uvdn do provozu.

douc krtk brzdic doby

Funkce brzdy

Zobr. 38:Konstrukce kotouov brzdy

Napjen proudem

33

Projektovn pevodovho motoruZde chceme exemplrn popsat postup pi projektovn pohonuzdvihacho zazen v reglovm obslunm pstroji (zobr. 39).

loha: Ve skladovac hale maj bt palety automaticky uloenynebo vyskladnny z regl. Pepravn obslun pstroj dosahujejednotlivch reglovch mst pomoc kombinovanho pojezdovhoa zdvihovho pohybu. Ukldn m na starosti teleskopick pohon.K projektovn pohonu zdvihacho zazen jsou vypotny dvmonosti een:

een 1: Pevodov motor s pepnnm pl provozovan pmona sti, kter m v rychlm chodu najet do poadovan rovnreglu (nzk poet pl) a v plivm chodu bt co nejpesnjinapolohovn na inician prvky (vysok poet pl). Pohon zdvi-hacho zazen je provozovn se zatovatelem 60 % u doby cykluv trvn jedn minuty.

Pklad: Pohon zdvihachozazen

Dv monosti een

Zobr. 39:Aplikace reglovho obslunho p-stroje

34 Projektovn pevodovho motoru

een 2: Jednootkov 4-plov pevodov motor, kter mebt s orientac na magnetick tok provozovn frekvennm mni-em s promnnmi otkami. V protikladu k een 1 je zde poa-dovno dynamick zatovn: zatovatel 60 % u doby cykluv trvn 20 vtein.

Popis zazen k projektovnK vlastn hmotnosti zte pohonu zdvihacho zazen se pi ma-ximlnm naloen pipot hmotnost pln naloen palety.K vyrovnn tohoto celkovho naloen je pes buben nasazenaprotivha. Nem bt pekroeno poadovan zrychlen, aby bylypotlaeny kmity v mechanick sti.Aby mohlo bt provedeno co nejpesnj polohovn na inicitory,dochz k jemnmu polohovn pi minimlnch otkch motoru.Obslun pstroj m bt vyuvn v jednosmnnm provozu. Me-chanika vyaduje nasazen pevodovky v hlovm proveden.Data k pohonu zdvihacho zazen viz tabulku 5.

Hmotnost nosn sti zte 300 kgHmotnost palety 500 kgProtivha 550 kgPrmr vstupu 120 mmMax. rychlost 1,5 m/sPoadovan zrychlen 0,8 m/s2

innost zazen 90 %Zatovatel 60 %Spnn za hodinu 60 h-1

(een 1)Spnn za hodinu 180 h-1

(een 2)

Vpoet potebnho vkonu motoru, zrychlen, rozbhovcha brzdnch drah rovn i ppustn etnosti spnn je realizovnpomoc potaovho programu (projektov program PRO-DRIVE).Statick vkon potebn pro provozn stavy (tab. 6) se vypotnsledovn.

Bez zaten nahoru 3,1 kW genertorickyBez zaten dol 4,3 kW motorickySe zatenm na-

horu4,3 motoricky

Se zatenm dol 3,1 kW genertoricky

een 1:Projektov program poskytuje vbr z 8/2-plovch pevodovchmotor. Zvolen byl motor DV132M8/2-BM. Nyn mus bt jetprojektovna dostaten dimenzovan pevodovka. Aspekty vb-ru jsou nsledujc:y doba trvn prce/den (zde: 8hod./den)y spnn/hodinay vznikajc nrazy

Tab. 5:Data pohonu zdvihacho zazen

Vpoet zen potaem

Tab. 6:Potebn statick vkon

Vbrov kritria

Projektovn pevodovho motoru 35

Pomoc grafu na zobrazen 40 je stanoven pracovn faktor fB, kterzohleduje vechny uveden veliiny. Nasazenm motorus pepnnm pl je poskytnuto rovnomrn zaten. Z diagramuje zjitn potebn pracovn faktor fBerf 1,25. Ke kadmu pevodo-vmu motoru je piazen ppustn pracovn faktor FBzul, kter zo-hleduje mezn hodnoty pouitch materil rovn i zatenvznikajc u pohnnho dlu a motoru. fBerf mus bt men nefBzul. K pohonu zdvihacho zazen je vybrn kueloeln pevodo-v motor K57DV132M8/2-BM s pevodovm pomrem i = 11,92a fBzul = 2,3. Rozbhov zrychlen se u projektovanho sovhomotoru mn v zvislosti na uitenm zaten mezi 0,8 m/s2(pln zt) a 3,2 m/s2 (bez zte). Pi pepnn z rychl jzdyna plivou vznikaj vy zrychlen, kter mohou bt omezenapouitm pstroje pro mkk pepnn pl. Rovn v zvislostina zaten vznik rozdl v brzdn drze z plivho chodu 15 mm. Ppustnmi 78 spnnmi/hodinu je splnn poadavekdat stanovench pro een 1.

een 2:Se zadnm provozu na frekvennm mnii nsleduje vbr pe-vodovho motoru K47DT100L4-BMG/TF. Je zvolen pevodovpomr i = 8,56. V porovnn k een 1 me bt zvolen podstatnmen pohon, akoliv jsou poadavky na zklad kratch impulzo-vch cykl vy. Tohoto je docleno jedin nasazenm bezidlov-ho zen orientovanho na magnetick tok pes frekvenn mni(MOVIDRIVE, MOVITRAC). Definovanm zrychlenm0,8 m/s2 je etena mechanick st a motor je optimln dynamic-ky namhn (stejnomrn zaten, fBerf = 1,0; fBzul = 1,6). Stavebnvelikost motoru me bt dokonce o ti stupn men, protoerychl otky byly projektovny pro (zlomovou) frekvenci 87 Hz,motor tak je vyuvn s 1,73-nsobnm vkonem. Men stavebnvelikost motoru zase dovoluje - pi zohlednn fB - mont menpevodovky K47. Pjemn vedlej efekt: Hmotnost pevodovhomotoru je v pomru k een 1 snena o 35 %. Rychlost, pi kterje sepnuta zdrn brzda, me bt clen ovlivnna minimlnfrekvenc, kterou je motor provozovn. V een 2 in cca jednudesetinu rychlosti een s pepnnm pl. Tm se tak snbrzdn prce a ivotnost brzd mnohonsobn stoupne.

Zobr. 40:Pracovn faktory

36 Projektovn pevodovho motoru

Porovnn ukazuje, e projektovn s frekvennm mniem ped-stavuje efektivn een. Krom toho je pohon zdvihacho zazenna zklad mench hnacch element a mench nklad na mon-t leh a cenov vhodnj. V provozu mnohonsobn pekon-v ivotnost brzd frekvenn zench motor ivotnost brzd moto-r s pepnnm pl. Toto se tak vyplat u nslednch nkladza drbu brzd. Je vidt, e klasick pevodov motor obdrelna zklad modernho frekvennho mnie cenn doplnk(zobr. 41).

Zobr. 41:Frekvenn mni s pevodovm moto-rem

Zlepen vkonu

37

Odborn termnyVstupn hdel Ke spojen pevodovho motoru a pracovnho stroje slou zpravidla etzov kola,emenice atd., kter jsou pipevnny na vstupn hdel.Pracovn bod Stabiln provozn bod mezi ztnm momentem pracovnho stroje a vstupnm momen-tem pevodovho motoru.Pracovn poloha Prostorov orientace vstupn hdele, upevnn na pracovnm stroji a relativn polohyhnacho motoru se jednoznan d oznaenm pracovnho polohy (kombinace sel a psmen).Dvojit pevodovka Kombinace pevodovek, pevn z eln pedazen pevodovky a libovoln re-dukn pevodovky, k dosaen velmi nzkch vstupnch otek.Toiv pole Magnetick pole toc se ve vzduchov trbin motoru.Genertorick provoz B-li trojfzov asynchronn motor s otkami vtmi ne synchronn otky(nadsynchronn chod), odvd elektrickou energii.

Svorkovnice Elektrick pvodn veden motorovho vinut a pop. brzdy jsou za elem elektrickhopipojen vyvedeny do prachotsn a vodotsn svorkovnice chrnn proti dotyku.Zpsoby chlazen U elektrickch stroj se rozliuje mezi pirozenm chlazenm (= chlazen konvekca vyzaovnm), vlastnm chlazenm (= ventilace kolem ventiltoru upevnnm na hdeli rotoru) a cizmchlazenm (= ventilace ventiltorem, jen je pohnn nezvisle na motoru).Rotor Otejc se st motoru, nap. s vinutm nakrtko u rotoru nakrtko.Pitting (ozuben kolo) Vznik vytrench mst na boku ozubenho kola nsledkem vysokch tlak.Motory s pepnnm pl Rozliuje se mezi motory s pepnnm pl se dvmi nebo nkolika odd-lenmi vinutmi ve statoru a motory s pepnnm pl s jednm vinutm v Dahlanderov zapojen.U motor s oddlenm vinutm jsou mon libovoln otkov pomry; u Dahlanderova zapojen je ot-kov pomr vdy 2:1.ep pastorku Vstupn konec hdele motoru pro mont pevodovky.Skluz Relativn diference otek mezi toivm polem a rotorem asynchronnho motoru.Stator Pevn stojc soust stroje s vinutm statoru.

Partner tto knihy

SEW-EURODRIVE GmbH & Co.Postfach 3023 76642 Bruchsaltel.: (0 72 51) 75-0 fax: (0 72 51) 75-19 70sew@sew-eurodrive.dehttp://www.sew-eurodrive.de

SEW-EURODRIVE je podnik dominujc na svtovm trhu s elektrickou pohonnou technikou. Celosv-tov prezentace, rozshl vrobn program a irok spektrum slueb dlaj z firmy SEW idelnho partne-ra pi een nronch pohonnch loh pi konstruovn stroj a zazen.Na zklad dlouholetch zkuenost v pohonn technice firma SEW sama vyvj, zhotovuje a prodvvechny komponenty z oblasti mechaniky, elektrotechniky, mechatroniky a elektroniky.Hlavn sdlo firemn skupiny se nachz v Bruchsalu/Nmecko. Ve vrobnch zvodech v Nmecku,Francii, USA, Brazlii a n se vyrbj hnac stavebnicov systmy SEW s maximlnmi nrokyna kvalitu. V montnch zvodech ve vce ne 30 prmyslovch zemch svta se z tchto skladovanchkomponent pi maximlnm ohledu na zkaznky, s krtkou dodac lhtou a s nejvy kvalitou montujindividuln hnac systmy. Prodej, poradenstv, zkaznick servis a servis nhradnch dl SEW se na-chzej na celm svt ve vce ne 50 zemch.

Vrobn spektrumy Pevodov motory, pevodovky a motory- eln a eln ploch pevodovky / motory- kueloeln a nekov pevodovky / motory- hlov pevodov motory SPIROPLAN- planetov pevodovka / motory- mechanick regulan pevodovky / motory

y Elektronicky zen pohony- frekvenn mnie, mnie pro pohony, servomnie- technologick a komunikan voliteln jednotky pro mnie- asynchronn trojfzov motory a trojfzov pevodov motory- synchronn a asynchronn servomotory a pevodov servomotory

y Komponenty k decentrln instalaci- pevodov motory s integrovanm frekvennm mniem- pevodov motory s integrovanou spnac a ochrannou funkc- dlie pole, adjustovan (hybridn) kabely

y Sluby- technick poradenstv- uivatelsk software a rozshl technick dokumentace- semine a kolen- sluba a servis zkaznkm po celm svt

Zkladn vdomosti s know-how vdho podniku

Vbr nejnovjch knih

Technick knihovna Termostatick regulan technika

v automobilu Behr Thermot-tronik labov systmy k povrchovmu odvodo-

vn MEA Modern povrchov vytpc systmy Rehau Vtahy Lifta Radiov konstrukn systmy v budov Insta Inteligentn pohony v servotechnice Lenze Litinov systmy potrubn st Halber-

gerhtte Bl plech na obaly Informations-Zentrum

Weiblech Nrazov tlumie vozidel Sachs Flexibiln kovov veden Witzenmann Stejnosmrn mal motory Bhler Motor Tsnic systmy automobil Victor Reinz Zvitov vloky Kerb-Konus Kola vozidel Hayes Lemmerz Nositel energie - zemn plyn BEB Vroba vnitnch zvit Fraisa Technika uzvr a zvs v prmyslu Dirak Dlkov optika pi observanm men Swa-

rovski Optik Elektromagnetick ovladae Thomas Mag-

nete Ocelov jemn plechy pro automobilovou

vrobu ThyssenKrupp Stahl Stec zazen pro vrobu npoj Krones Markzy Weinor Mechatronick pohonn systmy Lenze

Temperovan litina VS Guss Frekvenn mnie Mitsubishi Electric Svteln zvory Visolux Ekologick mazac a tlakov kapaliny Klee-

noil-Panolin Souadnicov mic technika

v prmyslovm nasazen Carl Zeiss Zhutovn zeminy Wacker Technick plyny Linde Technick keramika CeramTec Hightech-prmyslov pojiva Henkel Teroson Ventilov systmy pro vzduchov odpruen

Rausch & Pausch

Hospodsk knihovna Pronjem aut v Nmecku Europcar Veletrh jako tona a stejn bod Messe Ds-

seldorf Mezinrodn kurrn a expresn sluby TNT Letit a leteck doprava Flughafen Dssel-

dorf Obchodn hotely Log Sped Management bezpenosti HDI Leasing nemovitost DAL Deutsche Anlagen-

Leasing Modern sanitrn zazen CWS S profesionly na burzu Gold-Zack

Vdeck knihovna Organick peroxidy Peroxid Lithium (ang.) Chemetall Dvkovac systmy v laboratoi Eppendorf Vhov technika v laboratoi Sartorius

86895 Landsberg/Lechhttp://www.mi-verlag.de

Vechny knihy obdrtev knihkupectv