Sprzęgła przeciążeniowe (bezpieczeństwa) Jedyna szansa aby zabezpieczyć maszynę (obrabiarkę) przed awarią

Przykład awarii

Przykład awarii

Przykład awarii

Przykład awarii

Awaria narzędzie uchwyt narzędziowy przekładnia śrubowa toczna, nakrętka + kulki przemieszczona głowica rewolwerowa

Przyczyny kolizji błąd programowania błąd obsługi niewłaściwy materiał (surowiec) awaria narzędzia inne przyczyny Statystycznie, występuje od 1 do 2 kolizji rocznie na maszynę (obrabiarkę)

Rezultat Wysokie koszty Utrata dokładności maszyny (obrabiarki) Strata produkcyjna: 45 godzin x US$85.- = US$3825.- Materiał: US$ 3000.- Całkowity koszt: US$ 6825.- Utrata dokładności maszyny (obrabiarki) Długi przestój czekanie na personel serwisowy czas naprawy Opóźniona dostawa spowodowana przestojem

Ukryta awaria uszkodzone kulki nakrętki w przekładni śrubowej tocznej

Ukryta awaria uszkodzony zwój gwintu przekładni śrubowej tocznej

Ukryta awaria luz w przekładni śrubowej tocznej utrata dokładności maszyny (obrabiarki) utrata dokładności części i podzespołów maszyny (obrabiarki) problemy jakościowe

Niszcząca energia Niszcząca energia ~ Bezwładność masy obrotowej Które elementy napędowe są decydujące?

Bezwładność masy w napędzie posuwowym Silnik: Fanuc alpha 22: nominalny moment obrotowy: 22 Nm prędkość: 3000 obr/min bezwładność: 0.012 kgm² Sprzęgło podatne lub sprzęgło przeciążeniowe: bezwładność: 0.00055 kgm² Przekładnia śrubowa toczna średnica: 32 mm długość: 1 m skok: 12 mm bezwładność: 0,00081 kgm² Głowica rewolwerowa: waga: 350 kg Bezwładność: 0.0013 kgm² (zredukowana na wale przekładni śrubowej tocznej

Bezwładność masy w napędzie posuwowym

Bezwładność masy w napędzie posuwowym Silnik stanowi ponad 80% całkowitej bezwładności

Sprzęgło przeciążeniowe (bezpieczeństwa) zabudowane pomiędzy silnikiem a przekładnią śrubową toczną reaguje natychmiast gdy tylko wstępnie ustawiony moment obrotowy jest osiągnięty rozłącza natychmiast masę bezwładności silnika od przekładni śrubowej tocznej zapobiega awariom maszyny (obrabiarki)

Rozłączona masa bezwładności Ponad 80% masy bezwładności rozłączone jest poprzez sprzęgło przeciążeniowe

Sprzęgło przeciążeniowe (bezpieczeństwa) rozłącza ponad 80% energii ! Niszcząca energia 723 J (dżul) 114 J (dżul) Sprzęgło przeciążeniowe (bezpieczeństwa) rozłącza ponad 80% energii !

EAS-Compact (bezluzowe) Idealne sprzęgło przeciążeniowe (bezpieczeństwa) zapobiegające awariom spowodowanym przez kolizję

EAS-Compact (bezluzowe) ze sprzęgłem elastycznym typu smartflex - do 50 Nm - do 25 mm wału przekładni śrubowej tocznej EAS-Compact (bezluzowe) ze standardowym sprzęgłem mieszkowym typu Roba Dx - do 400 Nm - do 55 mm wału przekładni śrubowej tocznej

Charakterystyka sprzęgła przeciążeniowego (bezpieczeństwa) EAS-Compact bezluzowe przenoszenie momentu obrotowego wysoka sztywność na skręcanie łatwe ustawienie momentu obrotowego poprzez nakrętkę ze skalą procentową niska bezwładność masy przy wysokiej dynamice maszyny (obrabiarki) przekazuje sygnał do wyłącznika krańcowego Sprzęgło zazębione (włączone) wyłącznik krańcowy wyzębione (rozłączone)

Czasy reakcji EAS-Compact w porównaniu do elektronicznego zabezpieczenia przeciążeniowego 20 40 60 80 100 120 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 Nm sec. Kolizja przy 3000 obr/min EAS-Compact reaguje już po 3 ms EAS-Compact chroni napęd posuwowy przed wyższym momentem obrotowym niż jest ustawiony na sprzęgle bez EAS-Compact z EAS-Compact

Podsumowanie EAS-Compact reaguje w ciągu 3 ms EAS-Compact chroni przed wyższym momentem obrotowym niż jest ustawiony na sprzęgle EAS-Compact rozłącza ponad 80% niszczącej energii zapobiega awariom maszyny (obrabiarki) zmniejsza ilość napraw i koszty przestoju gwarantuje dokładność maszyny (obrabiarki) gwarantuje jakość podzespołów i części maszyn (obrabiarek) zapewnia wysoką wydajność oraz punktualną dostawę

Sprzęgła przeciążeniowe...... .......chronią Twoją inwestycję przed przedwczesnymi uszkodzeniami i wymianą

Artykuł na temat zastosowania technicznych kryteriów w odniesieniu do sprzęgieł przeciążeniowych (część 1) Sprzęgła przeciążeniowe (bezpieczeństwa) dla celów ograniczenia momentów obrotowych przy przeciążeniach są z reguły na wysokim technicznie poziomie. Jednakże różnią się co do szczegółów, detali, które wpływają m.in. na wielkość luzu, żywotność, zachowanie momentu obrotowego oraz wygodę ustawienia. Przy wyborze tego rodzaju sprzęgieł opłaca się więc zwracać zawsze uwagę na techniczne niuanse, które przy działaniu zaoszczędzić mogą wiele czasu i pieniędzy. W nowoczesnych maszynach z napędem, które często działają na wysokich obrotach lub pracy nawrotnej, można zastosować wolne od luzu sprzęgło przeciążeniowe. Badania udowodniły, że wykonania obarczone luzem w takich warunkach pracy bardzo szybko się zużywają. Już przy niezakłóconej pracy, a zatem bez pojawiania się jakichkolwiek kolizji lub niebezpiecznych szczytów momentów obrotowych, zmiany kierunków obrotu oraz drgania obrotowe (skrętne) obciążają elementy konstrukcyjne obarczone luzem w sposób tak silny, że sprzęgło podlega uszkodzeniom i już nie daje ochrony przed szkodami wynikającymi z przeciążenia. Takie podatne na uszkodzenia sprzęgło z większym lub mniejszym luzem skrętu przeniesie moment obrotowy w normalnym działaniu. O ile nie wystąpią żadne zakłócenia, to prawdopodobnie nawet nie zauważy się, że sprzęgło jako element ochronny już od dawna stało się bezużyteczne. Ale również w sprzęgłach bez luzu mamy do czynienia z jakościowymi różnicami, które są zauważalne dopiero podczas ich pracy. Ile przypadków przeciążeń można przypisać sprzęgłu, zanim z uwagi na zużycie zostanie wymienione? Żywotność sprzęgieł będących na rynku w sprzedaży wykazuje duże zróżnicowanie.

Artykuł na temat stosowania technicznych kryteriów w odniesieniu do sprzęgieł przeciążeniowych (część 2) Wartość sprzęgła przeciążeniowego ujawnia się – tak jak w przypadku ubezpieczenia – dopiero w sytuacji poważnej. Z jedną różnicą co prawda: dobre ubezpieczenie powoduje dość szybkie finansowe wyrównanie poniesionej szkody, a dobre sprzęgło przeciążeniowe nawet przy częstych kolizjach ze szczytami wysokich momentów obrotowych gwarantuje, że szkody w ogóle nie powstają, względnie pozostają na niskim poziomie. A zatem na co należy zwrócić uwagę przy dokonywaniu wyboru sprzęgła przeciążeniowego dla wymagających zadań napędu? Luz stanowi podstawowe kryterium. Ale nie wszystkie tego rodzaju sprzęgła przeciążeniowe są uwarunkowane ich konstrukcją i są takimi przez cały okres swojej żywotności. W zależności od zasady funkcjonalnej jednostka przenosząca moment obrotowy może przy trwającej dłuższy okres czasu pracy uformować luz wywołany wyrobieniem się. W wielu sprzęgłach przeciążeniowych elementy przenoszące są już w „stanie pierwotnym” wstępnie naprężone poprzez określone błędy podziałki pomiędzy stroną napędową a stroną odbioru. Przy wyrabianiu się w określonych okolicznościach oba błędy podziałki wyrównują się. Nie ma wówczas swobody luzu. EAS®-Compact oraz EAS®-NC sprzęgła pracują według zupełnie innej zasady przenoszenia. W tych sprzęgłach kulki jednocześnie wchodzą w zagłębienia piasty po stronie napędu oraz kołnierza naciskowego po stronie odbiorczej. Kulki są już wstępnie naprężone przez sprężyny talerzowe oraz pierścień naciskowy (rys.1).

Artykuł na temat zastosowania technicznych kryteriów w odniesieniu do sprzęgieł przeciążeniowych (część 3) Nawet w przypadku wyrabiania się ta zasada przenoszenia nie może utracić swojej swobody co do luzu. Sprzęgła EAS® - Compact oraz EAS® - NC pozostają przez cały swój okres żywotności wolne od luzu. I to odróżnia te wyroby od wszystkich pozostałych sprzęgieł przeciążeniowych. Drugim kryterium, które należy bezwzględnie stosować przy wyborze sprzęgła przeciążeniowego, jest jego okres żywotności. A żywotność oznacza: ilu przypadkom przeciążenia podoła sprzęgło bez jakiejś znaczącej szkody? Przy zastosowaniach, gdzie przypadki przeciążeń są absolutnym wyjątkiem, można bezproblemowo stosować zwykłe sprzęgła przeciążeniowe. Ale jeśli – jak to ma miejsce w większości maszyn – częstotliwość występowania przypadków przeciążeń nie da się z góry określić, należy tym bardziej mieć na uwadze kwestię jakości elementu przenoszenia momentu obrotowego oraz elementu ograniczającego. W przeciwnym razie można szybko dorobić się kłopotów. Aby w tych przypadkach wyrabianie się utrzymać możliwie na jak najmniejszym poziomie, wszystkie elementy konstrukcyjne uczestniczące w czynności przenoszenia muszą być hartowane. W przypadku wielu sprzęgieł nie jest to jednak regułą. Efekt – to przedwczesne zużycie, luz, obniżona sztywność obrotu oraz mała żywotność. Również i pod tym względem EAS® - Compact oraz EAS® - NC zajmują wyjątkową pozycję. Tu wszystkie elementy i części funkcyjne są hartowane – w przeciwieństwie do innych, gdzie hartowane są niektóre elementy lub w ogóle żaden.

Artykuł na temat zastosowania technicznych kryteriów w odniesieniu do sprzęgieł przeciążeniowych (część 4) Problem żywotności szczególnie w przemyśle produkcji żywności jest ściśle powiązany z ochroną antykorozyjną. Firma Mayr® oferuje powszechnie przyjętą technikę napędu z różnymi rodzajami uszczelnień, które można dobrać w zależności od warunków otoczenia. Warianty obejmują od stosunkowo prostych kołpaków z tworzywa sztucznego aż do kompletnych obudów z wymiarami skojarzonymi z IEC względem NEMA w celu prostego i szybkiego zamontowania pomiędzy silnikiem a sprzęgłem. W porównaniu ze sprzęgłami wykonanymi z nierdzewnej stali powyższe wykonania uszczelnione mają tę przewagę, że są nie tylko chronione przed korodowaniem, ale również przed wnikaniem brudu i wilgoci, jak i wypłukiwaniem środków smarowniczych. Trzecie kryterium odnoszące się do nowoczesnego sprzęgła przeciążeniowego stanowi zachowanie się momentu obrotowego przy przeciążeniu. Chodzi o to, aby napęd i odbiornik napędu natychmiast oddzielić przy możliwie najmniejszym obciążeniu elementów konstrukcji. W większości mechanicznych sprzęgieł przeciążeniowych przy przekroczeniu nastawionego momentu obrotowego dociśnięte zostają elementy blokujące siły naprężeń sprężyn. Jeśli zastosowane zostały „normalne, zwyczajne sprężyny”, to podczas wyzębienia wzrasta moment obrotowy. Sprężyny zostają silniej naprężone – ich moc wzrasta. Aby zjawisko to wyeliminować, firma Mayr® oraz niektórzy inni producenci sprzęgieł przeciążeniowych stosują sprężyny talerzowe o opadającej krzywej charakterystycznej. Siła spada przy wzrastającym naprężaniu (rys 2).

Artykuł na temat zastosowania technicznych kryteriów w odniesieniu do sprzęgieł przeciążeniowych (część 5) W ten sposób spada moment obrotowy przy przeciążeniu. To charakterystyka sprężyn nie jest powszechnie znana wśród montażystów i techników serwisowych i niejednokrotnie prowadzi do niepewności przy ustawieniu sprzęgła. Na podstawie zwykłego technicznego zrozumienia jest rzeczą nielogiczną, że należy zluzować nakrętkę nastawną, aby zwiększyć moment obrotowy. Niepewności i pytania o wyjaśnienie zabierają dużo czasu i ten „paradoks” personel montażowy i obsługowy musi sobie przyswoić i zrozumieć. Stąd też przy wyborze sprzęgła przeciążeniowego i ten aspekt należy brać pod uwagę. Niektóre sprzęgła pracujące na opadających charakterystykach sprężyn mają na nakrętce nastawnej skalę. Ma ona pokazać w jakim kierunku należy obracać, aby zwiększyć moment obrotowy, względnie go zmniejszyć. Wszakże i tu są różnice w wykonaniu. Często na skali pokazane są tylko wartości minimalne i maksymalne. Przy ustawionych sprzęgłach znaleźć można też oznakowania dla nastawionego momentu obrotowego. Przeważnie jednak brak jest wartości pośrednich, których personel obsługi potrzebuje, aby dokładnie móc ustawić inne momenty obrotowe. Aby zatem ryzyko nieprawidłowego serwisu wyeliminować możliwie najskuteczniej, firma Mayr zaprojektowała skalę, na której w prosty sposób można ustawić każdą dowolną wartość momentu obrotowego (rys 3). O ile użytkownik nie zażyczy sobie czegoś innego sprzęgła EAS® -Compact oraz EAS®-NC ustawione zostają fabrycznie na 70% osiągalnego maksymalnego momentu obrotowego oraz dobrze i widocznie oznakowane.

Artykuł na temat zastosowania technicznych kryteriów w odniesieniu do sprzęgieł przeciążeniowych (część 6) Z tej pozycji użytkownik może już przez przekręcenie nakrętki nastawczej (regulacyjnej) w sposób prosty i niezawodny wyregulować odpowiedni moment obrotowy. Uczyniwszy ten krok w kierunku komfortu obsługi oraz optymalnego bezpieczeństwa pracy, dodano jeszcze zabezpieczenia blokady obrotu. W ten sposób zabezpieczenie to zapobiega naprężeniu sprężyny talerzowych poza dopuszczalny zakres w trakcie ustawiania żądanego momentu obrotowego. Poza przedstawionymi czterema kryteriami istnieją jeszcze oczywiście i inne aspekty do uwzględnienia w wyborze sprzęgła przeciążeniowego. I tak dla przykładu: czy sprzęgło zmieści się? Czy dla rodzaju zastosowania jest odpowiednia forma konstrukcyjna? Jakie elastyczne sprzęgło mogę w przypadku mojego typu zastosowania łączyć ze sprzęgłem przeciążeniowym? Oferta dotycząca różnych form konstrukcyjnych obok technicznych właściwości współdecyduje o fachowości oferenta. Firma Mayr® od wielu już lat przoduje na rynku światowym z uwagi na dziesięciolecia doświadczeń oraz projektowania i rozwijania technicznie perfekcyjnych sprzęgieł przeciążeniowych, które spełniają wszystkie wymagania oraz prezentują szeroką paletę wykonania i form konstrukcyjnych. WAMEX Co. LTD Sp. z o.o. ul. Pożaryskiego 28; 04-703 Warszawa tel./fax.: (+48 22) 615-90-80; 615-90-81; 812-13-58, 812-23-06 http://www.wamex.com.pl ; e-mail: wamex@wamex.com.pl

Rysunek 1. Sprzęgła EAS®-compact oraz EAS®-NC działają na podstawie opatentowanej zasady przenoszenia momentu obrotowego, który nawet przy zużyciu (wyrobieniu się) pozostaje bez luzu przez cały okres żywotności. Wszystkie części funkcjonalne są hartowane.

Rysunek 2. Sprzęgła EAS®-compact oraz EAS®-NC pracują w obniżającym się zakresie krzywej charakterystycznej dla sprężyn. W ten sposób spada natychmiast moment obrotowy przy przeciążeniach.

Rysunek 3. Przy pomocy skalowania nakrętki nastawczej można nastawić każdy dowolny moment obrotowy oraz odczytać jego wartość.