כונני הילוכים: עקרונות, סיווגים ויישומים תעשייתיים

1. הקדמה

2. עקרונות הפעלה

יתרונות ליבה

• יחס העברה מדויק ויציב , כמעט ללא החלקה.

• יעילות מכנית גבוהה , בדרך כלל 95%-99.5%.

• טווח הספק ומהירות רחב , ממיליוואט ועד מגה וואט.

• מבנה קומפקטי המתאים למקומות התקנה מוגבלים.

• חיי שירות ארוכים ואמינות גבוהה לפעולה רציפה.

3. סיווגי ציוד נפוצים

1. Spur Gears

• שיניים מקבילות לציר הפיר; קל לייצור וחסכוני.

• משמש להנעי פיר מקבילי.

• מתאים ליישומי מהירות בינונית-נמוכה ועומס קל-בינוני.

2. הילוכים סלילניים

• שיניים נחתכות בזווית סליל, מה שמספק קווי מגע ארוכים יותר ויחס מגע גבוה יותר.

• כולל פעולה חלקה, רעש נמוך ויכולת עומס גבוהה.

• בשימוש נרחב בתיבות הילוכים, מכוניות ומכונות דיוק.

3. גלגלי שיניים משופעים

• עוצב עבור כונני פיר מצטלבים , בדרך כלל ב-90°.

• גלגלי שיניים משופעים ישרים: מבנה פשוט, יישומים במהירות נמוכה.

• גלגלי שיניים ספירליים והיפואידים: הנעה כבדה וחלקה עבור סרני רכב ומכונות בנייה.

4. גלגלי שיניים תולעים

• משמש עבור פירים מאונכים שאינם מצטלבים.

• מספק יחסי הפחתה גבוהים ופעולה שקטה; חלקם ננעלים מעצמם.

• מיושם במעליות, מנופים ומנגנוני אינדקס.

5. גלגלי שיניים פלנטריים

• קומפקטי, צפיפות מומנט גבוהה ופלט קואקסיאלי.

• שיניים מרובות חולקות עומסים, מה שמאפשר ביצועים כבדים.

• משמש ברובוטיקה, רכבי אנרגיה חדשים ומפחיתי סרוו.

4. פרמטרים של עיצוב ציוד מפתח

• מודול (מ') - אינדקס בסיסי של גודל השן ויכולת העומס.

• מספר שיניים (z) - קובע את יחס העברה:

  i=z1z2

• זווית לחץ (α) - הערך הסטנדרטי הוא בדרך כלל 20°.

• זווית סליל (β) - משפיעה על חלקות ועל העמסה צירית.

• יחס העברה (i) - מגדיר המרת מהירות ומומנט.

• מרחק מרכז (א) - משפיע על הרכבה וחוזק.

• רוחב הפנים (ב) - משפיע ישירות על קיבולת העומס.

5. ציוני דיוק ציוד

• 0–2 : דיוק אולטרה, למטרולוגיה ולמכשירים מתקדמים.

• 3-5 : מכונות דיוק מהירות.

• 6–8 : תיבות הילוכים תעשייתיות כלליות, תיבות הילוכים לרכב.

• 9–12 : מכונות חקלאיות וכרייה במהירות נמוכה, כבדות.

• שגיאת גובה מצטברת

• סטיית פרופיל

• סטיית עופרת

• יציאה רדיאלית

6. חומרים וטיפול בחום

חומרים אופייניים

• פלדות פחמן : פלדה #45 עבור גלגלי שיניים לשימוש כללי.

• פלדות סגסוגת : 40Cr, 42CrMo לעומסים בינוניים-כבדים.

• פלדות מתקשות : 20CrMnTi, 20CrMo לגלגלי שיניים בעלי ביצועים גבוהים.

• ברזל יצוק : ברזל אפור, ברזל רקיע עבור יישומים במהירות נמוכה ובעלות נמוכה.

• פלסטיק : ניילון, POM עבור מכשירים בעלי עומס קל ורעש נמוך.

תהליכי טיפול בחום

• מרווה ומזג - משפר את הקשיחות הכללית.

• התקשות פני השטח - משטח קשה, ליבה קשיחה.

• קרבור וריבוי - קשיות משטח גבוהה לעומסים כבדים.

• ניטרידינג - עיוות מינימלי, עמידות בפני שחיקה קיצונית.

7. תהליכי ייצור

• Hobbing - הנפוץ ביותר עבור גלגלי שיניים גליליים.

• עיצוב - מתאים לגלגלי שיניים פנימיים ורב שלבים.

• גילוח - תהליך בגימור רך לשיפור הדיוק.

• השחזה - גימור דיוק גבוה עבור גלגלי שיניים מוקשים.

• פרזול ושחול - ייצור בנפח גבוה, בעל חוזק גבוה.

8. מצבי שימון וכשל

כשלים נפוצים

• בלאי שוחק - נגרם משימון לקוי או זיהום.

• פיטינג - כשל עייפות עקב מתח מגע מחזורי.

• שבירת שיניים - עומס יתר, פגיעה או פגמים בחומר.

• דפורמציה פלסטית - בתנאי מהירות נמוכה, עומס כבד.

• ניקוד - בלאי דבק בטמפרטורה גבוהה בכוננים מהירים.

פונקציות סיכה

• הפחת את החיכוך והבלאי

• מצננים ומפזרים חום

• הגן מפני קורוזיה

• הפחת רעש והארכת חיים

9. יישומים תעשייתיים

• רכב : הילוכים, דיפרנציאלים, מערכות תזמון.

• מכונות בנייה : מחפרים, מנופים, רולים.

• ציוד מתקדם : מכונות, תיבות רוח, רובוטים.

• מכונות כלליות : מפחיתים, משאבות, מאווררים, מסועים.

• תחבורה ברכבת : נסיעות רכבות ומטרו מהירות.

• חקלאות ותעשייה קלה : קוטפים, מכונות טקסטיל ואריזה.

• תעופה וחלל : מנועי מטוסים והעברת מסוקים.

10. מסקנה