Поворотный привод для навесного оборудования экскаватора, защита от ударов

Что такое поворотный привод? Поворотный привод — это компактная роторная трансмиссия, которая объединяет поворотный подшипник, червячную передачу, корпус и входной вал для вращения навесного оборудования под нагрузкой. На навесном оборудовании экскаватора он обычно располагается между гидравлическим двигателем и вращающимся инструментом, таким как грейфер, поворотный механизм, дробилка, резак или сортировочное оборудование.

Поворотный привод для навесного оборудования экскаватора может выйти из строя преждевременно, даже если его статическая грузоподъемность кажется достаточной. Обычно причиной является не равномерное вращение, а гидравлический удар, возникающий при резких остановках, внезапных изменениях направления вращения, скачках давления или настройках клапанов, которые позволяют накопленной энергии навесного оборудования воздействовать на червячную передачу и подшипник.

Поэтому для разработчиков гидравлического навесного оборудования вопрос выбора шире, чем просто «Какой крутящий момент развивает двигатель?». Лучше спросить: «Что происходит с приводом, когда навесное оборудование останавливается, меняет направление движения или сталкивается с препятствием?» Ответ на этот вопрос должен определять выбор привода, проектирование гидравлической схемы и проведение испытаний перед окончательным утверждением компонента.

Начните с анализа фактического пути передачи нагрузки, а не только с крутящего момента двигателя.

Вращающееся приспособление передает усилие через несколько соединенных частей. Крутящий момент гидравлического двигателя поступает на червячный вал, червяк передает усилие на червячное колесо или зубчатое кольцо, а поворотный подшипник воспринимает осевую нагрузку, радиальную нагрузку и опрокидывающий момент от приспособления. Ударное воздействие распространяется по тому же пути, но гораздо быстрее и менее равномерно, чем при нормальном рабочем крутящем моменте.

При выборе привода, учитывающего полный путь передачи нагрузки, если навесное оборудование имеет смещенный центр тяжести, работает с неровными материалами или может контактировать с землей, кузовом грузовика или неподвижной конструкцией, необходимо ориентироваться на его крутящий момент. Крутящий момент двигателя сам по себе может быть полезной отправной точкой, но он не отражает момент, создаваемый тяжелым инструментом, отклоняющимся от центра вращения. Для конструкций навесного оборудования, подверженных ударным нагрузкам, этого недостаточно.

Например, вращающийся грейфер может перемещать бревно, при этом груз расположен вдали от центра привода. Даже если гидравлический двигатель работает при контролируемом давлении во время нормального вращения, внезапная остановка может превратить эту смещенную массу в значительную опрокидывающую силу. Подшипник и крепежные болты должны противостоять этому воздействию, а червячная передача — поглощать изменение направления крутящего момента.

Загрузка или событие	Основной затронутый компонент	Что должны оценивать дизайнеры	Когда это важнее всего
Момент непрерывного вращения	Гидравлический двигатель и червячная передача	Нормальный крутящий момент, рабочий цикл и ожидаемая скорость вращения.	Постоянная сортировка, позиционирование или вращение с минимальным воздействием на окружающую среду.
Вес крепления	Поворотный подшипник и монтажная конструкция	Осевая нагрузка и положение центра тяжести	Тяжелые захваты, режущие инструменты и длинные навесные рамы
Смещенная рабочая нагрузка	Поперечная дорожка подшипника и место крепления	Радиальная нагрузка и опрокидывающий момент при вращении	Инструменты для лесозаготовок, сноса зданий и погрузочно-разгрузочных работ.
Внезапная остановка или столкновение с препятствием	Червячная передача, червячный вал, подшипник и болты	Траектория крутящего момента при ударе, реакция клапанов и механические зазоры	Инструменты с высокой инерцией и режимы работы, подверженные ударам.
Быстрое изменение направления	Поверхности контакта зубьев червяка и гидравлическая цепь	Регулировка люфта, обратного давления и замедления	Сортировка навесного оборудования и многократные циклы позиционирования.

СтандартПоворотный приводЭтот метод может быть подходящим, если известны и контролируются нагрузка на навесное оборудование, способ крепления и гидравлическая схема. Если навесное оборудование новое, необычно тяжелое или подвергается многократным ударам, конструкторы должны предоставить поставщику информацию о массе навесного оборудования, положении центра тяжести, характеристиках двигателя, рабочем давлении и последовательности операций. Без этих данных выбор только по крутящему моменту может не выявить основной режим отказа.

Как скачки давления, резкие изменения направления потока и настройки предохранительных клапанов передают ударные нагрузки.

Гидравлический удар возникает, когда скорость изменения потока масла превышает скорость реакции вращающейся системы. Гидравлический двигатель пытается изменить скорость или направление вращения, в то время как инерция навесного оборудования стремится продолжать движение. Это несоответствие создает крутящий момент, который передается на червячный вал, а затем – на зубья червячной передачи, дорожки качения подшипников, корпус и монтажную конструкцию.

Три описанных ниже условия часто взаимодействуют. Предохранительный клапан может ограничивать давление, но он не может устранить всю механическую инерцию. Аналогично, прочная червячная передача не защитит навесное оборудование, если в гидравлической цепи неоднократно возникают резкие перепады давления.

гидравлическое состояние	Что происходит в цепи?	Механическое воздействие в приводе поворота	Ответ на проект
Скачок давления	Давление быстро возрастает при блокировке потока или слишком резком замедлении.	Крутящий момент двигателя резко возрастает и создает нагрузку на зону контакта зубьев червяка.	Проанализируйте систему защиты от перегрузки, прокладку шлангов, реакцию клапана и стратегию остановки.
Резкий разворот	Направление вращения двигателя меняется, в то время как навесное оборудование продолжает вращаться в прежнем направлении.	Контакт зубьев червяка быстро смещается, создавая ударную нагрузку на люфт и подшипник.	Если позволяет режим движения, перед разворотом следует использовать контролируемое замедление.
Предохранительный клапан установлен слишком высоко	В данной схеме допускается более высокое давление до начала срабатывания предохранительного клапана.	Более высокий крутящий момент двигателя может увеличить силу удара, передаваемую через привод.	Установите уровень защиты в соответствии с допустимыми пределами для используемого навесного оборудования и привода.
Слишком медленная реакция предохранительного клапана	Давление может повыситься до того, как функция сброса давления стабилизирует ситуацию.	Кратковременный удар может сначала достичь компонентов шестерни и подшипников.	Проверьте работоспособность шланга при фактическом объеме воды и условиях эксплуатации.
Влияние внешних инструментов	Крепление останавливается под воздействием материала, контакта с землей или контакта с конструкцией.	Накопленная вращательная энергия приводит в движение обратную нагрузку через подшипник и червячную передачу.	Ограничение воздействия ударов достигается за счет логики работы и конструкции механического ограничителя.

Скачки давления сами по себе не воздействуют на червячную передачу.

При повышении давления гидравлический двигатель развивает больший крутящий момент. Этот крутящий момент прижимает червяк к зубьям червячного колеса, и навесное оборудование сопротивляется вращению из-за своей инерции или внешней нагрузки. Если навесное оборудование смещено относительно центра вращения, это же явление может также увеличить опрокидывающий момент на подшипнике.

Именно поэтому привод, который кажется исправным во время стендовых испытаний на вращение, может показать повреждения во время полевых работ. Стендовые испытания часто характеризуются меньшей инерцией навесного оборудования, меньшим объемом шланга, меньшим количеством случаев засорения и меньшим количеством резких реверсов. Полевая проверка должна воспроизводить реальную массу инструмента, рабочее положение и поведение гидравлической системы управления.

Резкий разворот может превратить негативную реакцию в реальные последствия.

Люфт — это необходимый рабочий зазор в червячной передаче, но он становится причиной ударных нагрузок при резком изменении направления вращения. Во время реверса вращающееся приспособление может продолжать движение, в то время как двигатель начинает вращаться в противоположном направлении. Люфт быстро уменьшается, и контакт зубчатой ​​передачи может подвергаться удару, а не постепенной передаче крутящего момента.

Не следует предполагать, что уменьшение люфта само по себе решает проблему вибрации при реверсировании. Слишком малый рабочий зазор может создать другие проблемы, включая нагрев, трение и плохое смазывание. Лучший подход — согласовать зазор зубчатой ​​передачи, инерцию навесного оборудования, гидравлическое замедление и момент реверсирования в рамках единой системы.

Настройки предохранительного клапана — это выбор в пользу защиты, а не только настройка производительности двигателя.

Настройка предохранительного клапана влияет на максимальное давление, которое может испытывать двигатель при сопротивлении. Поскольку крутящий момент гидравлического двигателя связан с давлением, эта настройка также влияет на крутящий момент, доступный для нагрузки червячной передачи. Повышение настройки для улучшения характеристик отрыва может увеличить усилие, передаваемое при остановке или резком торможении.

Более высокое давление следует применять только после проверки привода, подшипников, рамы навесного оборудования, крепежных элементов, шлангов и двигателя на предмет их одинакового состояния. Это не является универсальным решением для случаев медленного вращения или затрудненной погрузки/разгрузки материалов. Если навесное оборудование не может безопасно выдерживать дополнительный крутящий момент, более высокое давление просто переносит риск на трансмиссию.

Выберите схему привода с учетом ударопрочности и особенностей навесного оборудования.

Конфигурация привода влияет на то, как навесное оборудование реагирует на неравномерные нагрузки и многократные реверсы. Одночервячная передача может подойти для задач контролируемого вращения с предсказуемой нагрузкой, в то время как двухчервячная передача может быть рассмотрена там, где навесному оборудованию требуется большая устойчивость к внешнему крутящему моменту и более стабильное позиционирование. Правильный выбор по-прежнему зависит от фактического режима нагрузки и метода гидравлического управления.

Для применений с высокой ударной нагрузкой первым шагом выбора является не выбор самого большого корпуса. Необходимо определить наиболее рискованное событие: заклинивание захвата, удар режущего инструмента о материал, реверсирование нагруженного навесного оборудования или удар инструмента о механический упор. Затем следует оценить, выдерживают ли подшипник, зубчатая передача, крепежные болты и гидравлическая защита это событие.

• Одночервальный привод:Подходит для применений с управляемыми нагрузками и контролируемым вращением. Может быть нежелательной конфигурацией при частом воздействии внешнего крутящего момента и обратной нагрузки.
• Двойная червячная передача:Рассмотрите этот вариант, если стабильность крепления и устойчивость к внешним вращательным воздействиям являются первостепенными задачами. Для этого по-прежнему необходимы правильная настройка клапана и подходящая монтажная конструкция.
• Индивидуальная конфигурация привода:Подходит в случаях, когда геометрия навесного оборудования, интерфейс гидравлического двигателя, подверженность коррозии или схема монтажа отличаются от стандартных изделий. Не является обязательным для каждого навесного оборудования, но может снизить риск интеграции при разработке новой конструкции.

Компания Luoyang Slewering Bearing Co., Ltd. поставляет стандартные иСпециализированный поворотный приводРешения для производителей оборудования. Стандартные изделия можно заказать одним комплектом, а для изделий, изготовленных по индивидуальному заказу, минимальный объем заказа составляет пять комплектов. Приветствуются заказы образцов для тестирования и оценки, что может помочь разработчикам подтвердить работоспособность нового навесного оборудования перед его более широким внедрением.

Для сравнения, производитель лесозаготовительной техники из Британской Колумбии заказал двухчервячные поворотные приводы WED14-86-25BHR.5 для грейферных машин с заявленной точностью не более 0,13 градуса. Этот случай подтверждает целесообразность использования двухчервячных конфигураций в грейферной технике, но не устанавливает универсальный размер привода или настройку для каждого лесозаготовительного навесного оборудования. Массу навесного оборудования, характеристики гидравлической цепи и воздействие на рабочую среду необходимо рассматривать отдельно.

Перед утверждением механического проекта необходимо проверить гидравлическую схему.

Гидравлическую схему следует рассматривать как часть трансмиссии, а не как отдельный элемент. Даже подшипники и червячная передача правильного размера могут подвергаться разрушительным нагрузкам, если двигатель останавливается слишком резко, клапан переключается слишком резко или система защиты от перегрузки не соответствует реальным условиям эксплуатации навесного оборудования.

При проверке прототипа используйте следующую процедуру. Она особенно полезна для разработчиков навесного оборудования, которые переходят от расчетов в САПР к машинным испытаниям и которым необходимо определить риск поражения электрическим током до начала эксплуатации в полевых условиях.

1. Задокументируйте вращающуюся массу:Запишите вес прикрепленного оборудования, диапазон полезной нагрузки, положение центра тяжести и максимальный рабочий радиус от центра вращения.
2. Информация о событиях, связанных с работой карты:Укажите нормальное вращение, вращение под нагрузкой, замедление, реверс, остановку, контакт с материалом, транспортное положение и любые условия механической остановки.
3. Подтвердите данные двигателя:Определите рабочий объём, ожидаемый расход, рабочее давление и последовательность команд изменения направления, используемых регулирующим клапаном.
4. Ознакомьтесь с информацией о защите от избыточного давления:Проверьте настройки предохранительного клапана, наличие защиты от перекрытия потока, а также ожидаемую реакцию клапана при блокировке потока или резком замедлении.
5. Осмотрите место крепления:Оцените расположение болтов, плоскостность, жесткость рамы крепления, а также то, может ли прогиб деформировать опору подшипника.
6. Выполните контролируемые тесты:Начните с движений с низким риском, затем протестируйте вращение под нагрузкой и реверсирование, отслеживая при этом наличие аномального шума, нагрева, ослабления крепления или изменения давления.
7. Повторная проверка после тестирования:Проверьте состояние крепежных элементов, признаки зацепления шестерен, состояние смазки, монтажные поверхности и любые изменения в ощущениях при вращении.

Не следует проводить проверку только на скорости холостого хода. Тестирование на холостом ходу может подтвердить, что двигатель вращает навесное оборудование, но оно не имитирует остановку под нагрузкой или реверс. Тест должен учитывать инерцию, положение нагрузки и последовательность гидравлических операций, ожидаемые в полевых условиях.

Наше предприятие может предоставить техническое предложение в течение 24 часов после получения подробной информации о применении. Компания Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. использует систему управления качеством, сертифицированную по стандарту ISO 9001:2015, а ее производственный процесс включает в себя обработку на станках с ЧПУ и трехкоординатный контроль с помощью координатно-измерительной машины (КИМ). Эти методы контроля помогают проверить качество поставляемых компонентов, но не заменяют тестирование на уровне конкретного применения, проводимое разработчиком комплектующих.

Предотвратите распространенные ошибки при выборе, которые приводят к преждевременному повреждению трансмиссии.

Наиболее дорогостоящие ошибки часто возникают еще до создания первого прототипа. Они появляются из-за того, что вращающееся крепление рассматривается как простая крутящая нагрузка, а не как движущаяся масса с гидравлическими и структурными взаимодействиями. В приведенном ниже списке указано, что необходимо исправить перед оформлением заказа на покупку или выпуском окончательного чертежа.

• Ошибка: Выбор только по крутящему моменту двигателя.В этом случае не учитываются момент инерции подшипника, инерция крепления и ударные нагрузки от внешнего контакта. Используйте крутящий момент в качестве одного из входных параметров, затем учтите осевые, радиальные и опрокидывающие нагрузки.
• Ошибка: считать, что настройка предохранительного клапана не связана со сроком службы шестерни.Эта настройка влияет на доступный крутящий момент двигателя при наличии сопротивления или заклинивании. Обсудите её с поставщиком приводных систем и проектировщиком гидравлических систем, особенно после замены двигателя или клапанного блока.
• Ошибка: Использование команд немедленного реверса для инструмента с высокой инерцией.Резкое включение реверса может привести к ударам шестерен за пределы рабочего зазора. Добавьте замедление или скорректируйте синхронизацию управления там, где это позволяют требования цикла.
• Ошибка: Игнорирование жесткости монтажной рамы.Привод можно правильно подобрать, но установить на деформируемую конструкцию. Проверьте плоскостность монтажной поверхности и поведение рамы при реальных рабочих нагрузках.
• Ошибка: предположение, что более мощный привод автоматически решает проблемы с ударами.Увеличение размеров компонента может решить некоторые проблемы с механической прочностью, но это не исправит неконтролируемый скачок давления или неудачную стратегию остановки.
• Ошибка: Пропуск проверки после испытаний прототипа.Ранние признаки, такие как ослабление болтов, посторонний шум или изменение ощущения вращения, могут выявить проблему с передачей нагрузки до того, как произойдет отказ в полевых условиях.

Если основным критерием проектирования является несущая способность, следует рассмотреть различия между автономным приводом и отдельным устройством.Поворотный подшипник экскаваторакомпоновка. Отдельный подшипник может подходить для некоторых конструкций крепления, но это также требует от конструктора независимого управления зацеплением шестерен, герметизацией, интеграцией привода и структурной юстировкой.

Используйте данные поставщика для проверки накопителя перед его развертыванием в полевых условиях.

В коммерческом предложении поставщика должно быть указано больше, чем просто чертеж изделия и номинальное название модели. Запросите соответствующий чертеж с указанием размеров, информацию о монтаже, схему расположения редуктора, входной интерфейс, требования к смазке, уровень герметизации и данные о применении, использованные для выбора. Если ожидается воздействие ударов, четко укажите это условие в запросе.

Компания Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. располагает шестью производственными линиями на территории площадью 8000 квадратных метров и годовой производительностью 100 000 комплектов. Компания заявляет о стандартном производственном цикле в девять дней и предлагает двухлетнюю расширенную гарантию качества с бесплатной заменой в случае подтвержденных производственных дефектов. Эти факторы повышают уверенность в выборе поставщика, в то время как разработчик навесного оборудования остается ответственным за подтверждение варианта нагрузки и гидравлической схемы применения.

Процесс контроля качества компании включает в себя трехкоординатный контроль с помощью координатно-измерительной машины (CMM) и динамические испытания на нагрузку поворотных подшипников. Для покупателей, оценивающих продукцию компании...Червячный привод поворотаВместо того чтобы предполагать, что все продукты имеют одинаковые пределы применения, следует запрашивать информацию о проверке и подтверждении соответствия предлагаемой модели. Соответствующие доказательства должны соответствовать фактическому типу крепления, рабочему циклу и условиям удара.

Составьте контрольный список для утверждения, исходя из наихудшего сценария развития событий в производственной ситуации.

Лучшее время для предотвращения повреждений от ударов — перед окончательным выбором компонентов. Определите событие, которое с наибольшей вероятностью может вызвать скачок давления или механическое воздействие, а затем убедитесь, что двигатель, настройки клапанов, привод, подшипник, монтажная рама и органы управления оцениваются совместно. Этот метод более эффективен, чем проверка каждой детали по отдельности.

• Были ли задокументированы вращающаяся масса и центр тяжести навесного оборудования?
• Учтена ли максимальная рабочая полезная нагрузка при проверке грузоподъемности?
• Были ли выявлены остановки, остановки и реверсы при нагрузке?
• Были ли проверены настройки предохранительного клапана в соответствии с выбранным гидравлическим двигателем и приводом?
• Была ли проведена оценка крепления на предмет внешних ударов и механического контакта с ограничителем?
• Проверялась ли жесткость, плоскостность и надежность крепления монтажной рамы?
• Включало ли тестирование прототипа реалистичные нагрузки и инерцию, а не только вращение без нагрузки?
• Получил ли поставщик информацию о нагрузке и последовательности гидравлических операций до подтверждения выбора модели?

Для производителей навесного оборудования этот процесс снижает вероятность того, что привод пройдет первоначальные испытания на вращение, но получит повреждения шестерни, подшипника или крепления после эксплуатации в полевых условиях. Компания Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. может оказать поддержку в проведении стандартных и нестандартных испытаний приводов, если данные о применении предоставлены достаточно заблаговременно, чтобы можно было проанализировать полный путь ударной нагрузки.