Предохранительные муфты являются решающим фактором в обеспечении бесперебойной работы двигателя. Они защищают хрупкие машины от повреждений при перегрузке, которые не только приводят к ремонту, но и могут привести к полной остановке. Поэтому, когда дело доходит до предохранительных муфт, необходимы точность и экспертные знания.
Для R + W Antriebselemente GmbH индивидуальное производство промышленных и прецизионных муфт является частью повседневной деятельности. Благодаря опыту внутреннего отдела развития, Нижняя Франкония неоднократно получает запросы от бизнеса и науки с деликатными, часто экстремальными параметрами. Это включает в себя такие проекты, как предохранительная муфта для космической станции МКС или сменная металлическая сильфонная муфта для самой большой в мире машины и самого мощного ускорителя частиц, Большого адронного коллайдера (LHC).
Картинная галерея
Картинная галерея с 7 картинками
Те же принципы в других измерениях
Этим летом был завершен и установлен еще один крупный проект - самое большое в настоящее время предохранительное сцепление в мире, STF 20 000, общим весом 21,5 т для испытательной установки для ветроэнергетики. Поэтому требования были экстремальными во всех отношениях. Заказ разработан на основе тендера от испанского производителя сцепления. Последний, в свою очередь, построил элемент передачи для двух шести-мегаваттных двигателей в новом датском испытательном центре ветровой энергии. Однако дополнительная защита от перегрузки, необходимая для этого в виде предохранительной муфты с ручным включением, должна была быть предоставлена специализированным партнером по сотрудничеству. R + W согласился на вызов и смог начать фазу разработки в июле 2016 года.
Технический менеджер R + W, Райнер Бенц, поясняет: «Наши спецификации определили сочетание огромных циклов нагрузки при использовании энергии ветра, соответственно больших килоньютон-метровых площадей, которые необходимо было освоить, и структурных требований испанцев». В конкретных терминах это означает: момент срабатывания от 15 000 до 20 000 кНм, для которого должна быть разработана предохранительная муфта. Как правило, в диапазоне безопасности достигается до 2800 Нм - это в 7000 раз превышает обычное значение. Наружный диаметр, который должен быть достигнут, составлял четыре метра. Внутренний диаметр гигантской предохранительной муфты по-прежнему должен составлять 70 см при длине 470 мм. «Тем не менее, STF 20 000 также построен по тем же принципам, что и все наши промышленные предохранительные муфты, только в других размерах, чем обычно», - объясняет Бенц.
Сцепление через семь месяцев
Команда разработчиков R + W впервые подошла к специальной задаче в течение семи месяцев, создав 3D-модель. Гигантская связь может быть реализована с использованием этого виртуального прототипа. Инженеры освоили необычные физические параметры, используя метод конечных элементов. Особое внимание было уделено возможным слабым сторонам муфты, которые не возникают при обычном использовании и размере. «Мы тщательно проверили риск деформации или трещин из-за экстремальных нагрузок на испытательном стенде для ветроэнергетики. Долгосрочная функциональная надежность муфты также зависит от этого », - добавляет технический менеджер. Соответственно, конструкторы усилили локализованные критические точки на муфте,предотвратить ошибки, вызванные износом.
После этого все детали муфты были индивидуально изготовлены как специальное производство. Здесь также требовалась прецизионная работа, потому что последующий, тщательно спланированный процесс сборки не должен прощать малейших неточностей при выравнивании точки сверления. Для сборки огромной предохранительной муфты команда проекта специально арендовала зал в Мембрисе около Ашаффенбурга, в 50 километрах от него, который был рассчитан на огромный диаметр предохранительной муфты и необходимую высокую производительность крана. Три механика R + W работали над загадкой больших деталей в общей сложности три недели. Вместо того чтобы собирать детали со всех сторон, они собирали отдельные компоненты только с одной стороны. Технический менеджер Benz объясняет это следующим образом:«Мы просто сделали достоинство из технической необходимости и взяли пиццу в качестве примера. Одна часть за другой прилипла к базовой структуре - идеальная процедура, как оказалось.
Дополнительная информация о преимуществах механических предохранительных муфт
Предохранительные муфты предотвращают перегрузки по крутящему моменту, контролируя плавную работу двигателей. Чтобы избежать серьезного повреждения при перегрузке, необходимо быстрое и точное отключение. Механические предохранительные муфты работают с высокой точностью и предлагают решающее преимущество во времени по сравнению с электронными датчиками безопасности, в которых имеются задержки из-за потока сигнала. Таким образом, электронные блоки отключения отключаются в три раза дольше. Многое может случиться за это время. Вот почему системы машин в диапазоне высоких скоростей должны опираться на механические муфты, чтобы максимально снизить риск износа в случае неисправности. В то же время число возможных источников ошибок и помех увеличивается с помощью датчиков с электронным управлением. Это дополнительный риск, особенно для компонентов безопасности. С механическими соединительными элементами нет необходимости обходиться без последующей регулировки и регулировки в случае изменившихся обстоятельств, таких как высокие моменты инерции.
Заявление в Книгу рекордов Гиннесса
20 000 STF пришлось отправить в Андалусию для окончательной сборки - еще одна материально-техническая проблема. В дополнение к весу предохранительной муфты 21,5 т была добавлена транспортная рама 3,5 т, что потребовало погрузчика с нулевой грузоподъемностью на уровне земли без избыточной ширины на протяжении примерно 1500 км пути. Поскольку использование автомагистрали для тяжелых перевозок такого типа во Франции по-прежнему исключено, команде водителей потребовалось три дня, чтобы добраться до места назначения. После подробных функциональных испытаний партия была отправлена для установки на испытательном стенде ветряных турбин в Дании, чьи двигатели с тех пор были защищены тем, что в настоящее время является самым большим предохранительным соединением.
«Конечно, мы гордимся успешной реализацией этого сложного проекта. Такие экстремальные требования могут быть освоены только теми, кто глубоко разбирается в понимании процессов в компании и кто также может мыслить нестандартно », - резюмирует Бенц. Заявка на внесение записи в Книгу рекордов Гиннеса для крупнейшего в мире предохранительного сцепления в настоящее время находится на рассмотрении - однако команда вокруг Benz рассматривает это как обледенение на торте. Потому что параллельные проекты уже ведутся в диапазоне килоньютон-метров, что является лучшим подтверждением для команды разработчиков. Концепция может быть основана на первой версии. Свободно адаптируемый интерфейс всегда обеспечивает индивидуализацию для соответствующего проекта и его специфических требований. (КДж)