A csigahajtóművek kapcsán rengeteg kérdés és félreértés merül fel időről időre, pedig az egyik legnépszerűbb hajtómű típusról beszélünk. Éppen ezért, úgy döntöttünk a Chemplex háza táján, hogyha már van egy olyan elismert, világszínvonalú partnerünk, mint a Motovario, ideje egy kicsit a téma mélyére ásnunk.
Kezdjük az elején: mi az a csigahajtómű?
A csigahajtómű speciális, költséghatékony és népszerű hajtómű típus. A szerkezet lényege, hogy két egymásra merőleges tengely között elhelyezett fogazott hajtás gondoskodik az erőátvitelről. Gyakorlatilag a hajtótengelyen kialakított csavarvonal alakú fogazat (csigatengely) hajt egy fogaskereket. Ennek során jelentős nyomatékot hoz létre, miközben lassítja a fordulatszámot. Ez a fajta hajtómű különösen hasznos ott, ahol korlátozott a méret/hely, mégis nagyobb erőátvitelre van szükség.
A csigahajtóművek fő feladata ugyanis, hogy nagyobb erőt adjanak át kisebb sebesség mellett is. Ezért használják őket előszeretettel olyan gépekben, ahol precíz mozgásra és nagy erőre van szükség, mint például emelőszerkezetekben, szállítószalagokban, és különféle automatizált rendszerekben. Az autóiparban, a csomagolástechnikában és az építőiparban is gyakran találkozunk velük, mivel kiválóan alkalmasak a különböző mozgatási feladatok ellátására, költséghatékony módon.
A csigahajtóművek további előnye, hogy képesek önzáró működésre is (áttételtől függően természetesen), vagyis a rendszer nem fordul vissza magától, még akkor sem, ha a meghajtott gép visszaható erőt gyakorol rá. Ez különösen hasznos lehet például emelőknél, ahol fontos, hogy a teher biztonságosan maradjon a helyén. A csigahajtóművek tehát elengedhetetlen részei az ipari eszközöknek, köszönhetően megbízhatóságuknak és hatékonyságuknak.
A csigahajtóművek legfontosabb tulajdonságai: hatásfok, önzárás, ár
A csigahajtómű hatásfoka
A csigahajtóművek legismertebb sajátossága mérsékelt hatásfokuk, ami azt eredményezi, hogy azonos terhelés hajtásához nagyobb teljesítménnyel kell hajtani. Ez valamennyivel magasabb energiafogyasztással, bizonyos esetekben nagyobb motor szükségességével is jár.
Ugyanakkor a más hajtóművekhez viszonyított, általában 15-20% alacsonyabb hatásfok nem feltétlenül hátrány, hiszen az önzárással együtt olyan műszaki paraméterek lehetnek, amelyekkel optimalizálhatjuk a teljesítményt és a költséghatékonyságot. Ráadásul ezt a tulajdonságát általában ellensúlyozza a hajtómű jóval kedvezőbb ára, és a kis teljesítményű motorok amúgy is alacsony fogyasztása.
Hogyan számolhatjuk ki a csigahajtómű hatásfokát? Mutatunk egy egyszerűbb képletet:
P(kW) = M (Nm) x n (1/perc) / 9550
Ezzel kiszámolható egy forgótengely teljesítményének átvitele, ha megvan a nyomaték és a fordulatszám. Pn1 a behajtó tengely névleges terhelhetősége (kW), Mn2 a kihajtó tengely névleges terhelhetősége (Nm), pl:
A csigahajtómű és az önzárás: igen vagy nem?
Első körben – vagyis inkább az első forgatás előtt – azt vizsgáljuk meg közelebbről, hogy mit is takar az önzárás, amelynek egyébként 2 fajtája is van.
Statikusan önzáró a hajtómű abban az esetben, amennyiben álló helyzetben a vastagabb kihajtó tengelyt erősen megforgatnánk, de a hajtómű nem indulna el. Álló kihajtó tengelyről a hajtómű ugyanis nem forgatható és nem visszahajtható.
Dinamikusan önzáró a hajtómű abban az esetben, amikor forog a hajtómű, jár a motor, majd a motor lekapcsolását követően a még lendületből járó hajtómű kihajtó tengelyét kézzel megforgatnánk, az mégis megállna. Azaz a forgó kihajtó tengelyről sem forgatható a hajtómű.
A csigahajtóművek esetében ez azt jelenti, hogy a kis áttételeken a csigahajtómű jó hatásfokú, nem önzáró, hanem visszaforgatható (i=5-15). Közepes áttételeknél és közepes hatásfok esetén már várhatóan statikusan önzáró, dinamikusan visszahajtható lesz a hajtómű. Nagy áttételek esetében pedig szerény hatásfokú, statikusan is és dinamikusan is önzáró a csigahajtómű (i=80-100).
Amire a csigahajtómű választás során érdemes figyelni, hogy a komolyabb gyártók katalógusában az önzárás fel van tüntetve, és általában az is, hogy ezért a gyártó nem vállal garanciát. Az önzárás ugyanis nemcsak a hajtóműtől, hanem a hajtott gépegységtől is függ. Például a hajtásláncban vibráció lép fel, így akár még az önzáró hajtómű is elindulhat.
Mindent egybevetve a dinamikus önzárás a dinamikus hatásfoktól függ, mely, ha kisebb 0,5-nél (50%-nál), jó eséllyel fellép az önzárás. A statikus önzárás esetében mindez a dinamikus hatásfoktól függ, mely, ha kisebb 0,5-nél, nagy esély van az önzárásra.
Példának okáért egy korábbi vevőnk a szekcionált ipari kapujának felső megtartását költséghatékonyságból egy jó nevű gyártó önzáró hajtóművére bízta, mivel a fékes motor drágább volt. Egészen addig minden jól működött, amíg egy éjszakára nyitva nem hagyta a kaput, és az reggelre lecsurgott, majd bezáródott. Másnap éjjel pedig szintén megismétlődött a helyzet. Ebből kiindulva látható, hogy bőven akad olyan feladat, amit nem szabad csigahajtóműre bízni, mivel részleges önzárási esetben is felléphet lassú kúszás és rezonancia.
Érdemes belegondolni abba is, hogy a nagy inerciákat megmozgató, merev rendszereknél mi történik áramszünet esetén az önzáró hajtóművekkel? A motor lekapcsol, lelassul, viszont a hajtómű kihajtó tengelyén a nagy tehetetlenségű gépezetet még vinné a lendület. Mit érez ekkor a hajtómű? Azt, hogy a kihajtó tengelyét visszahajtja a gép, viszont mivel maga a hajtómű önzáró, önmagát megállásra igyekszik kényszeríteni, áramtalanítás után tönkremegy a szerkezet.
Költséghatékonyság rulez: a csigahajtómű ára
Fogalmazhatunk úgy, hogy a csigahajtóművek ára szinte verhetetlen. Ennek oka többek között az, hogy nem egy bonyolult szerkezetről van szó, viszonylag kevés alkatrészből állnak és az ideális (M2 <1000 Nm és Pmax <4kW) tartományban a kúpkerekes hajtóművekhez képest akár 40-50%-os árelőnyt is biztosítanak.
Amit természetesen érdemes szem előtt tartani, hogy nagyobb terheléshez nagyobb hajtóműre van szükség, viszont a nagyobb hajtóműveknél a csigahajtómű árelőnye csökken (igaz, a hatásfok hátránya is csökken).
Legnépszerűbb alternatívája, a kúp-homlokkerekes hajtómű ára ekkor a csigahajtóműhöz képest relatíve csökken, a fogyasztás különbség pedig jelentősége nő. Fogalmazhatunk úgy is, hogy egy bizonyos szintű terhelés felett a kúp-homlokkerekes hajtómű lesz a kedvezőbb vétel. Tapasztalataink szerint ez a határ, illetve terhelés nagyságrend 1000 Nm felett jön be, alkalmazástól függően. E méretek felett már előnyösebb a kúpkerekes, és 3000 Nm-től már egyértelműen kedvezőbb alternatívát nyújt, ár tekintetében is.
Elérhetőségben szerencsére nincs jelentős különbség, a Chemplexnél például mindkettőt raktárról adjuk. Ugyanakkor manapság, az energiaárak emelkedésének időszakában a fogyasztás jelentősége is nő, ez viszont a kúp-homlokkerekes hajtóművek malmára hajtja a vizet.
Rémhírek a csigahajtóművek háza tájáról
Költséghatékonyságuk ellenére a csigahajtóművek alkalmazása kapcsán is felmerül néhány tévhit és rémhír. Az egyik természetesen a túlmelegedéstől való félelem, a másik pedig az elkopás. Nézzük sorban őket!
Túlmelegedés: azaz tényleg „tűz van idekint”?
Az eddig is közismert tény volt, hogy nem rendeltetésszerű használat vagy túlhasználat esetén minden egyes ipari hajtómű melegszik. Kivétel természetesen a perpetum mobile, de az elég drága lehet és hosszú a szállítási határideje.
Nos: időnként a csigahajtómű is melegszik.
Néhány gyártó ugyanis elég bátor (vagy botor) ahhoz, hogy a terhelhetőség-táblázatba nagyobb számot írjanak be a kelleténél, azaz a kisebb méretű hajtóművekre nagyobb terhelést engednek meg.
Értelemszerűen, mivel ebben az esetben kisebb a hajtómű felülete, nehezebben adja le a hőmennyiséget, ha a vevő nem figyel, az tényleg vezethet túlmelegedéshez. Itt a hajtómű termikus terhelhetőségét kiváltképp ellenőrizni illik. Ami nagyon fontos, hogy a termikus terhelhetőségi adatok időnként ugyan jól elrejtve, de a katalógusokban is szerepelnek, szóval semmiképpen ne spóroljuk meg a termikus terhelhetőség ellenőrzését, mert annak álló munkagép lesz a vége. Jobb esetben.
Szerencsére a Chemplexnél a MOTOVARIO, a világ egyik vezető csigahajtómű gyártójának termékeit forgalmazzuk és a márka a biztonságos méretezés híve: mindez nagyobb hajtómű felületet, csökkentett melegedést és nagyobb tartalékokat eredményez. Bátran terhelhető mechanikusan is, termikusan is, hogy a termelésre tudjunk koncentrálni.
Tényleg elkopik, ha használod?
20-25 éves hajtómű tapasztalattal a hátunk mögött kb. 2 elkopott csigahajtóműhöz volt szerencsénk. A csigahajtómű kizárólag abban az esetben kopik gyorsan, ha nincs benne megfelelő mennyiségű olaj.
Általános tapasztalatunk, hogy minőségi csigahajtómű esetében, kézben tartott terheléssel és elegendő olajjal semmi problémája a szerkezetnek. Természetesen abban az esetben, ha komolyabb kiterhelés mellett folyamatosan üzemel, akkor valóban előfordulhat némi kopás a fogazott alkatrészeken, de ez minimális mértékű és az élettartam kézben tartható, számítható.
A pillanatnyi túlterhelhetőség miatti törés nem jellemző, a csigahajtómű bronz csigakereke nagyon rugalmas, a nagy túlterheléseket megfelelően lekezeli. Erős túlterhelés esetén ritkán törik, inkább elkopik, de ez legalább hosszú folyamat, ne feledjük a hosszú távra kalkulált élettartamukat. A homlok-kúpkerekes hajtóművek túlterhelésből eredő törése jóval kockázatosabb.
A csigahajtómű és a biztonság
Találós kérdés következik: itt egy kúpkerekes- és egy csigahajtómű. Melyikben látsz kevesebb alkatrészt?
Eláruljuk a megfejtést: a csigahajtóműben sokkal kevesebb az alkatrész, hiszen ez a legegyszerűbb felépítésű a hajtóművek között. Ergo, mivel kevés alkatrészből áll a hajtómű, szinte nincs is benne semmi olyan, ami meghibásodhat.
Ebből kifolyólag a csigahajtómű rendkívül biztonságos üzemű. Mindent egybevetve, a csigahajtómű, és a többi hajtómű leginkább akkor hibásodik meg, ha nincsen benne olaj. Azaz, ha számít a megbízható és biztonságos üzemelés, motiváld karbantartó kollégádat az olajszintek heti szintű ellenőrzésére és törekedjetek arra, hogy lehetőség szerint szintetikus olajat használjatok.
Apropó, szintetikus olaj!
Sokszor halljuk kifogásként, hogy a szintetikus olaj drága. Ez igaz is, de abban a megállapításban sincs hiba, hogy sokkal tovább is tart. Persze az sem mindegy, hogy mennyi olajról beszélünk: a csigahajtóműbe ugyanis nagyon kevés olaj szükséges, ami már ténylegesen költséghatékony megoldás.
Ha nem hiszed, nézd meg, hogy mennyi olaj kell a MOTOVARIO csigahajtóműveinkbe:
Egy szó, mint száz: a táblázatból is láthatod, hogy a csigahajtóműveinkbe nagyon kevés olaj kell. Apró kiegészítésként tegyük hozzá azt is, hogy a csigahajtóműveket feltöltve, élettartam kenéssel adjuk át, életük végéig jó eséllyel nem lesz kenőanyag feladatod. A kisebb méretű csigahajtóművek pályafutásuk során nem igényelnek olajcserét. Ezek házain nem is találsz szintjelző vagy betöltő nyílást. Nagyobb méreteknél már megvan az olajszint ellenőrzésének és az olaj cseréjének lehetősége.
Végső soron, ez jellemző a Chemplex és a MOTOVARIO párosára: azért vagyunk, hogy a hajtással ne kelljen foglalkoznod, hanem csak azzal, amihez a legjobban értesz: azzal, hogy termeld az eredményed.
