DUFF-NORTON | 08 mai 2019
O torque de elevação para um único atuador depende da carga, da relação de engrenagem do worm, do tipo de parafuso (corte da máquina ou parafuso da bola) e do tom do parafuso de elevação. Os torques estão listados no gráfico de especificação com base nas cargas de capacidade. Para cargas de 25% a 100% da capacidade do modelo atuador, os requisitos de torque são aproximadamente proporcionais à carga.
Talvez a maior vantagem dos atuadores Duff-Norton seja que eles podem ser amarrados mecanicamente, para levantar e diminuir em uníssono. Veja arranjos típicos envolvendo as unidades de atuadores, caixas de engrenagens mitre, motores, redutores, eixos e acoplamentos.
Isso será limitado pelos requisitos de torque de entrada no primeiro eixo de worm da linha. O torque no eixo do worm da primeira unidade atuante não deve exceder 300% do seu torque de carga total classificado baseado na maioria dos modelos de parafusos da máquina. O torque pode ser reduzido usando um motor de engrenagem de duas extremidades no centro do arranjo ou um modelo atuador de maior capacidade pode ser usado como a primeira unidade da linha, desde que as voltas para elevação de 1" sejam as mesmas das unidades de menor capacidade. Se isso não for possível, os atuadores podem ser motorizados individualmente e sincronizados usando controles eletrônicos.
A potência de entrada para esses atuadores não deve exceder a classificação hp mostrada nas tabelas de especificações. RPM máximo não deve exceder 1800. Não podemos aceitar a responsabilidade pelo superaquecimento e pelo desgaste rápido que podem ocorrer caso esses limites sejam excedidos. A potência aumenta em proporção direta à velocidade, e o tamanho do motor estará fora de proporção à classificação de design do modelo atuador caso a velocidade se torne excessivamente alta. Ao selecionar a velocidade máxima admissível para um arranjo de atuação, verifique sempre se a classificação hp do modelo atuador não é excedida
As caixas de engrenagens podem ser executadas nas mesmas velocidades dos modelos atuadores. Não exceda as classificações de torque.
As eficiências do modelo de atuador estão listadas nos seguintes gráficos de especificação:
Nota: Quando os torques de partida e de funcionamento estiverem listados, use o torque de corrida para cálculos de hp ao usar motores elétricos por indução.
Usamos 98% de eficiência.
Além da eficiência das unidades atuadores e das caixas de engrenagem mitre, deve-se levar em consideração a eficiência do arranjo de múltiplas unidades do atuador. A eficiência do arranjo permite o desalinhamento devido à leve deformação da estrutura sob carga, pelas perdas nos acoplamentos e rolamentos e por uma quantidade normal de desalinhamento no posicionamento dos atuadores e caixas de câmbio. Usamos as seguintes eficiências (todas as unidades padrão):
Uma recomendação deve ser obtida da Duff-Norton Company sobre este tipo de aplicativo entre em contato com um Engenheiro de Aplicação Duff-Norton para esclarecimentos. Em geral, o funcionamento semi-contínuo pode ser permitido quando a carga é leve em comparação com a capacidade nominal do modelo atuador. As unidades tão utilizadas devem ser lubrificadas com frequência e protegidas contra poeira e sujeira. O programador de ciclo duff -Norton 7500, lubrificado a óleo, continuous duty é projetado para ciclos de serviço máximo.
Geralmente, os aumentos padrão são de até 12 polegadas nos modelos 1/4 e 1/2 tonelada e 18 polegadas na 1 Tonelada. Os aumentos máximos disponíveis para os parafusos de diâmetro maior são limitados apenas pelo comprimento disponível de estoque de barras dos fornecedores. O comprimento prático será afetado por se o parafuso deve ser submetido a cargas de compressão ou tensão. Dependendo do diâmetro, o comprimento pode ser limitado devido à deformação do material no processo de usinagem ou força da coluna do parafuso quando submetido a cargas de compressão. Pedidos de aumento longo devem ser verificados com o Duff-Norton para o seguinte:
Sugerimos que os guias sejam usados em todas as aplicações. Quanto mais tempo o aumento, mais importante isso se torna.
As unidades atuadores são projetadas principalmente para aumentar e diminuir cargas e qualquer impulso lateral deve ser evitado. Estas unidades suportarão algum impulso lateral, dependendo do diâmetro do parafuso e do comprimento estendido do parafuso. Onde os impulsos laterais estão presentes, as cargas devem ser guiadas e os guias, em vez das unidades atuadores, devem tomar o impulso lateral - particularmente quando há aumentos longos envolvidos. Mesmo um pequeno impulso lateral pode exercer grande força sobre as carcaças e rolamentos e aumentar o torque operacional.
A força da coluna de um parafuso é determinada pela relação entre o comprimento do parafuso e seu diâmetro. Um nomógrafo de força de coluna está incluído neste livro na página 100.
O ciclo de serviço, o comprimento do parafuso, a magnitude da carga e a eficiência da unidade atuante têm influência direta na quantidade de calor gerada dentro do modelo atuador. Uma vez que a maior parte da entrada de energia é usada para superar o atrito, uma grande quantidade de calor é gerada no conjunto de engrenagens de worm nos modelos de atuação de parafuso de esfera e máquina, e no parafuso de elevação das unidades atuadores de parafuso da máquina. Elevadores longos podem causar um grande superaquecimento.
Devido à baixa eficiência dos atuadores de engrenagem de vermes, o ciclo de serviço é baixo na carga nominal. Na carga reduzida, o ciclo de serviço pode ser aumentado. Entre em contato com o Duff-Norton para obter informações mais completas.
A vida útil de um parafuso atuador de parafuso de máquina, conjunto de engrenagens de porca e verme varia consideravelmente devido à extensão da lubrificação, ação abrasiva ou química, sobrecarga, carregamento excêntrico, calor excessivo, manutenção inadequada, etc.
Sim, embora o Duff-Norton SuperCylinder seja recomendado para esses aplicativos devido a limitações de traçado com a configuração convencional de clevis duplo. Atuadores de clevis duplos são fornecidos com um clevis em ambas as extremidades. O grampo inferior é soldada na extremidade inferior de um tubo extra forte que é roscado na base do atuador e soldado. Este tubo inferior ainda executa sua função primária de envolta do parafuso de elevação em sua posição retraída. O projeto da estrutura em que esta unidade de tipo deve ser utilizada deve ser tão construído que a unidade atuante pode girar em ambas as extremidades. Use apenas cargas de compressão direta ou tensão, eliminando assim as condições de impulso lateral.
Recomendamos que o atuador selecionado tenha uma capacidade maior do que a capacidade nominal da prensa ou da capacidade de carga da estrutura. Também recomendamos que um torque que limite a embreagem ou dispositivo similar seja usado para evitar sobrecarga da unidade atuadora. A menos que essas precauções sejam tomadas, é possível sobrecarregar a unidade atuadora sem perceber, pois é difícil determinar exatamente qual carga está sendo imposta à unidade atuadora.
Sim, exceto pelo parafuso da bola (onde usamos uma porca quadrada na extremidade do parafuso e um tubo quadrado para evitar a rotação do parafuso); no entanto, a chave no parafuso causa desgaste maior do que o normal nos fios internos da engrenagem do worm. O parafuso da bola não pode ser chaveado, pois a chave interromperia a faixa da bola, permitindo a perda das bolas de recirculação. Também recomendamos os seguintes métodos para evitar a rotação. Para múltiplas aplicações do modelo atuador, suspenda as placas superiores do parafuso de elevação para o membro que está sendo levantado. Para aplicações de unidade de acionador único, coloque a placa superior do parafuso de elevação à carga. E a carga deve ser guiada para evitar rotação.
Quando uma unidade atuador é operada, a rotação do eixo do verme faz com que o equipamento de verme gire. A engrenagem do worm é roscada para acomodar a rosca do parafuso de elevação; à medida que a engrenagem do verme gira, as forças de atrito na rosca do parafuso atuam para girar o parafuso também. Quanto maior a carga na unidade de atuador, maior a tendência do parafuso de girar. É óbvio que se o parafuso girar com a porca (engrenagem de verme), ele não vai elevar a carga. Nos casos em que uma única unidade é usada, e onde a carga não pode ser impedida de girar, é necessário a tecla do parafuso de elevação. O movimento de giro do parafuso de elevação ou o torque da tecla são mostrados nos gráficos de especificações listados na Questão 6.
Sim, mas a chave está montada na tampa da concha, tornando necessário omitir o protetor de poeira como um item padrão. Se for necessário um protetor de poeira, um adaptador especial deve ser anexado para permitir a montagem.
Sim, mas deve ser feita uma mesada no comprimento do parafuso de elevação tanto para a altura fechada da bota quanto para a espessura da estrutura. Uma vez que não podemos fazer nenhuma provisão para anexar uma bota na parte inferior da sua estrutura, sugerimos que uma placa circular semelhante à placa superior do parafuso de elevação seja soldada ou aparafusada na parte inferior da sua estrutura que suporte a unidade atuadora, possibilitando assim o uso de uma bota padrão de foles. Veja Acessórios - Botas de Foles.
Disco de parada, pinos ou porcas podem ser recomendados na unidade de atuador que é operada à mão. Para unidades motoras, a capacidade total da unidade atuadora ou até mesmo uma força maior (dependendo da potência do motor) pode ser aplicada contra a parada, bloqueando tão fortemente que deve ser desmontada para libertá-la. Sugere-se que as paradas externas sejam usadas sempre que possível. Em condições ideais onde um dispositivo de limitação de deslizamento ou torque é usado, um pino de parada ou porca de parada pode ser usado - mas a Duff-Norton Company deve ser consultada. O disco de parada usado na parte inferior do parafuso de elevação em nossas unidades de parafuso de bola não são paradas de alimentação. Estes são usados para garantir que o parafuso de elevação não fique sem a porca da bola durante o transporte e manuseio, permitindo assim a perda das bolas de recirculação.
As cargas de choque devem ser eliminadas ou reduzidas o máximo possível, mas se não puderem ser evitadas, o modelo atuador selecionado deve ser avaliado em duas vezes a carga estática necessária. Para aplicações severas de carga de choque, utilizando modelos de parafusos de máquina, os rolamentos de carga devem ser substituídos por anéis de empuxo de aço tratados a calor, o que aumentará o torque de elevação aproximadamente 100%. Estes anéis estão disponíveis como um especial de Duff-Norton.
Apenas os modelos de parafuso de máquina e anti-reação com relações 24:1 e 25:1 são auto-travamento na maioria dos casos. Outros parafusos da máquina e modelos anti-backlash com relações 12:1 mais baixas não são auto-travamento. Todos os modelos de parafuso de bola não são auto-travamento. Unidades consideradas não auto-travamento exigirão um freio ou outro dispositivo de controle. Se existem condições de vibração, veja a questão 25.
Sim, mas a vibração pode fazer com que o parafuso de elevação raste ou suba sob carga. Para aplicações que envolvam leve vibração, selecione a maior das relações de engrenagem do worm. Caso haja uma vibração considerável, use um motor de acionamento equipado com um freio magnético que impedirá que o modelo atuador se auto-abaixe.
Sim, a menos que um freio de capacidade suficiente seja usado para evitá-lo. A quantidade de deriva dependerá da carga da unidade atuadora e da inércia do rotor no motor. A maioria dos modelos de parafuso de máquina requer aproximadamente metade do torque para baixar a carga como faz para aumentar a carga. Para a unidade de atuação do parafuso da máquina sem carga, a quantidade de deriva dependerá do tamanho e velocidade do motor. Por exemplo, um motor de 1750 RPM diretamente conectado a uma unidade atuante (sem carga) dará na média 2"- 3" drift; um motor de engrenagem de 500 RPM dará cerca de 1/9 de deriva. Observe que a deriva varia conforme o quadrado da velocidade (RPM). A deriva do parafuso da unidade atuador pode ser controlada usando um freio magnético no motor.
O torque de elevação, bem como a eficiência e as classificações de impulso lateral, são os mesmos para uma unidade de parafuso rotativo. Entende-se, no entanto, que o mesmo tom e diâmetro do parafuso são usados em cada unidade atuante, bem como na mesma relação de marcha de verme. Este comentário também se aplica à unidade atuador invertida e àqueles com extremidades roscadas ou estilo clevis.
O atuador é normalmente adequado para operação a temperaturas ambientais de até 200°F usando graxas e vedações padrão. A operação acima de 200°F exigirá lubrificantes especiais. Para temperaturas acima de 300°F a vida útil de lubrificantes especiais é limitada em proporção direta para aumentar a temperatura e a duração da exposição a tais temperaturas. A 400°F ou acima, o óleo na graxa vaporizará e a graxa se carbonizará e solidificará. Aplicações deste tipo devem ser evitadas. Para temperaturas acima de 250°F, informe Duff-Norton de detalhes completos da duração dessas temperaturas. Em alguns casos, pode ser necessário fornecer unidades não lubrificadas, então o cliente fornecerá o lubrificante por sua própria escolha. Sugerimos que um fabricante de lubrificantes seja consultado para o tipo de graxa e programação de lubrificação. Como regra geral, a unidade atuante deve ser blindada para manter as temperaturas ambientes a 200°F ou menos. As vedações para temperaturas acima de 250°F são muito caras. Em vez disso, substituiríamos as buchas de bronze por focas nestes casos. Se as botas de foles forem usadas, materiais especiais serão necessários para temperaturas acima de 200°F
Com o lubrificante padrão e materiais de construção, o atuador é adequado para uso a temperaturas sustentadas de 0°F. Abaixo de 0°F, deve-se utilizar lubrificante de baixa temperatura. Além disso, a temperaturas abaixo de 0°F, se houver qualquer possibilidade de carregamento de choque, materiais especiais podem ser necessários devido à sensibilidade do entalhe dos materiais padrão em temperaturas mais baixas. Os engenheiros de aplicação de fábrica do Duff Norton devem ser consultados nesses casos para obter uma recomendação. Atuadores com materiais padrão de construção e lubrificação podem ser armazenados com segurança a temperaturas tão baixas quanto -65°F.
Os modelos de parafuso da máquina, anti-backlash e parafuso de esfera devem ser considerados separadamente, pois a reação normal variará devido a diferentes construções. Para os modelos de parafuso da máquina há uma reação normal de 0,005" a 0,008" na rosca do parafuso de elevação, mais 0,002" a .003" de reação nos rolamentos de carga. Portanto, a reação total é de 0,007" para 0,011". Essa reação deve-se não apenas às tolerâncias normais de fabricação, mas ao fato de que devemos ter algumas autorizações para evitar a ligação e a galagem quando a unidade atuadora está sob carga. Normalmente, a reação não é um problema, a menos que a carga na unidade de atuador mude entre a compressão e a tensão. Se existe um problema, então um modelo anti-retrocesso deve ser considerado.
Modelos anti-retrocesso: Esta unidade pode ser ajustada para rosca de parafuso e folgas de rolamento para um mínimo de 0,0005". Algumas folgas devem ser mantidas para manter os requisitos de torque dentro da razão. À medida que o fio interno do equipamento de minhoca e a porca anti-backlash se desgastam, o ajuste pode ser mantido apertando a tampa da casca. Os parafusos localizados na parte superior da tampa da concha devem ser repotados cada vez que um ajuste for feito. A porca adicional usada na unidade atuador anti-backlash é um indicador de desgaste incorporado. A distância entre as duas porcas foi projetada para ser de 50% da espessura do fio. Quando todo esse ajuste é usado, ele indica o ponto onde a engrenagem do worm e o conjunto de porcas anti-retrocesso devem ser substituídos.
Os modelos de parafuso de bola terão uma reação normal de 0,002" a 0,013" entre a porca da bola e a faixa de bola; "0,002" a "0,003" de reação nos rolamentos de carga. A reação total será de 0,004" para 0,016". Como modelos de parafuso de máquina, essa reação não será prejudicial a menos que a carga mude entre compressão e tensão, ou tensão e compressão.
O equipamento de verme e a porca anti-reação são fixados junto com pinos-guia. Os fios na porca anti-retrocesso funcionam em oposição à engrenagem do worm nos fios do parafuso de elevação. O ajuste é feito por rosca na tampa da unidade de atuação, que força os fios anti-backlash em contato mais próximo, reduzindo o desembaraço e, assim, reduzindo a reação. Veja como funciona o anti-backlash.
Parafusos da máquina e parafusos de elevação do modelo anti-backlash podem ter erro de chumbo de até 0,0008 por polegada. É cumulativo e não prejudicial ao funcionamento do modelo atuador. Os modelos de parafuso de bola usam a faixa de bola enrolada tratada a calor com um erro de chumbo de até 0,003 por polegada.
Quando a velocidade do eixo do worm é conhecida, a distância que a carga pode ser aumentada por minuto pode ser determinada com esta fórmula:
Aumento por minuto = RPM de Worm Shaft/
Voltas de verme para 1" aumento
ou Viagem por Worm Turn (mm) x RPM do Worm Shaft (As voltas de worm para aumento de 1 polegada são mostradas nos gráficos de especificações do atuador listados na Questão 6.
Se o aplicativo pedir um certo aumento por minuto, a velocidade do eixo do worm que dará a taxa de aumento pode ser calculada da seguinte forma:
Eixo de verme RPM = Taxa desejada de aumento (in/min) /
Worm Vira para 1" Aumento
Para atuadores métricos:
RPM = Taxa desejada de aumento (mm/min) /
Viagem por worm Turn (mm)
Sugere-se que a unidade atuador seja adquirida com a fábrica de interruptores de limite montada. O interruptor de limite rotativo pode ser montado em campo seguindo as instruções encontradas neste livro em "Rotativo Limite Switch." Na maioria dos casos, o interruptor é montado no worm usando os parafusos de retentor de flange de worm. Este interruptor não pode ser montado diretamente nos modelos de atuador de 1/4 a 1 tonelada.
O aumento máximo é determinado pela razão do interruptor utilizado e pelas voltas para um aumento de uma polegada da unidade atuador. As razões de interruptor limite disponíveis são 10:1, 20:1 e 40:1. Estas podem ser encontradas na tampa interna do interruptor de limite e, em seguida, usar a seguinte fórmula.
Max. Aumento da Unidade de Atuador (polegadas) = Max. Revoluções de entrada de curvas de interruptor de limite do worm da unidade de actuator para aumento de 1 polegada
O interruptor de limite rotativo Duff-Norton é infinitamente ajustável movendo as porcas ajustáveis do parafuso acionado pelo worm.
Sim, de várias maneiras. No entanto, sugere-se que você consulte o Duff-Norton para obter recomendações com base em seu aplicativo específico.
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