Skal du have løftet eller flyttet noget med høj hastighed og højt moment, og har brug for en præcis og stationær placering, hvor emnet holdes helt fast? F.eks. til en fræsemaskine eller en palleløfter på en lagerreol? Så skal du bruge en løsning med tandstænger og tandhjul.
Tandstænger og tandhjul er en meget gammel mekanisk løsning, som har været brugt i mange hundrede år. Men selv om ideen er gammel, er den absolut lige så brugbar og anvendelig i dag. Ja, faktisk spiller den en stor og vigtig rolle mange steder i hverdagen, når noget skal flyttes eller løftes med stor præcision.
Grundlæggende set er det en ret enkelt konstruktion. Et tandhjul bliver kørt rundt af en motor, og tænderne rundt langs tandhjulets periferi griber ind i nogle tænder i en tilsvarende størrelse på tandstangen. Derved kan tandhjulet blive trukket hen langs tandstangen. Eller tandstangen flyttes frem og tilbage eller op og ned af tandhjulet.
Tændernes størrelse afgør præcision og pris
Tændernes størrelse på tandhjulet bestemmer hvor hurtigt og præcist bevægelsen foregår. Skal du flytte noget hurtigt, kan du vælge store tænder på tandhjul og tandstang. Til gengæld giver du så køb på præcisionen. For jo mindre tænderne er, jo mere præcist kan du positionere det, som bliver flyttet i processen.
Antallet af tænder på tandhjulet og tandstangen er også med til at sætte prisen. For jo mindre tænderne er, jo flere gange skal der fræses tænder ud i det metal, der udgør henholdsvis tandhjul og tandstang. Mens der ikke skal bruges nær så mange fræsninger på tandhjul og -stænger med store tænder.
Antallet af tænder på tandhjulet kan dog til en vis grad reduceres ved at bruge tandhjul med en mindre diameter til løsninger, hvor der er brug for en stor præcision. Det giver samtidig behov for en lavere udveksling i gearet. Til gengæld skal motoren så køre hurtigere for at opnå samme hastighed under bevægelsen som med et større tandhjul med samme størrelse tænder.
For at forbedre grebet mellem tandhjul og tandstang, er tænderne oftest skråtstillede på både tandhjul og tandstang. Her kan der vælges mellem forskellige størrelser, betegnet som modul 1 til 12, hvor 1 er de mindste og 12 de største størrelser.
Størrelses-, kvalitets- og styrkeangivelser
Samtidig kan du vælge mellem en præcision på tænderne – såkaldt rackkvalitet – på mellem kvalitet 4 og 10, hvor præcisionen bliver større, jo højere tallet er.
Præcisionen har også noget at sige, hvis du skal flytte noget over lange afstande med et tandstangs- og tandhjulsystem. Skal du f.eks. flytte et emne 90 meter med tandstænger der leveres i 2 meters længde, skal du bruge 45 stænger. Skal flytningen være lige præcis over hele længden, skal tandstængernes rackkvalitet derfor være høj.
Her angiver tal mellem 4 og 10 hvilken tolerance og præcision samt applikation, tandhjuls- og tandstangssættet kan bruges til. Det er især vigtigt, hvis du skal flytte tunge ting. F.eks. løfte en palle med gods meget højt op på en lagerreol. Eller hvis du skal holde noget fast på en præcis position, som bliver udsat for en stor kraftpåvirkning. F.eks. når du fræser i metal på en fræsemaskine.
Hvilke værdier du har brug for på de tre forskellige parametre kan beregnes ved hjælp af en online beregner – http://www.apexdyna.com/websites/Rack_Design_Tool.aspx
Planetgear
Er der brug for en præcis og solid gearing med højt drejningsmoment til din tandhjuls- og tandstangsløsning, anvendes et såkaldt planetgear til konstruktionen.
Det er et tandhjulsbaseret gear, som består af 3 forskellige grupper af tandhjul, der kører omkring en base:
- Basen bærer den centrale del af gearet (sol- og planethjulene)
- Solhjulet er det centrale tandhjul i gearet, som resten drejer om
- Planethjulene skaber udvekslingen mellem solhjul og ringhjul
- Ringhjulet er det udvendige hjul med tænder på indersiden
Antallet af planethjul – kan variere fra 3 til 9 – bestemmer gearets udveksling. Antallet af tænder på de tre forskellige tandhjulskomponenter er forskellige, men antallet af tænder på alle planethjulene er ens.
Skal planetgearet skabe en nedgearing leveres kraften via solhjulet. Tilsvarende leveres kraften via ringhjulet, hvis planetgearet skal levere en op gearing.
Udvekslingen bestemmes af antallet af tænder på de forskellige hjul. Skal der f.eks. leveres en nedgearing med krafttilførsel fra solhjulet (S), beregnes denne ved at dividere antallet af tænder på solhjulet med antallet af tænder på planethjulene (P). Har du f.eks. et solhjul med 24 tænder og 16 tænder på hvert planethjul, bliver udvekslingen -1,5. Altså vil planethjulene snurre 1,5 gang for hver gang solhjulet har kørt en omgang.
Tilsvarende vil forholdet mellem tandantallet på planethjul og ringhjul (R) skabe en udveksling, der beregnes af P divideret med R. Så har ringhjulet i ovenstående eksempel f.eks. 64 tænder, vil det snurre ¼ omgang for hver omdrejning, planethjulene foretager. Altså vil en omdrejning af solhjulet resulterer i -S/R omdrejning af ringhjulet (16/64=0,25).
Tilsvarende beregning kan foretages for en opgearing ved at bytte om på sol- og ringhjulet i beregningerne.
De små detaljer som gør forskellen
Vil du have et tandhjuls- og tandstangssystem, hvor driftssikkerheden er i top, er det de små detaljer du skal fokusere på.
Demagnetisering reducerer urenheder
For eksempel er det vigtigt, at du kan holde både tandhjul og tandstænger fri for urenheder. Her er det forholdsvis nemt at beskytte systemet med støv og snavs udefra. Men da begge dele er lavet af jern, kan små jernspåner over tid tiltrækkes og hobe sig op, hvis tandhjul eller tandstænger er svagt magnetiske.
Det undgår du ved at vælge en leverandør som f.eks. APEX Dynamics Denmark. De sørger for at demagnetisere tandhjul og tandstænger, så de ikke kan tiltrække og holde på jernspåner og andet metalstøv. Det gør det samtidig muligt for firmaet at tjekke alle tandhjul og tandstænger for revner netop ved hjælp af et særligt magnetisk værktøj.
Den som smører godt…
Samtidig handler det om at holde tandhjul og tandstænger velsmurte. For kører du jern mod jern hele tiden vil driftstemperaturen stige, lige tænderne på henholdsvis tandstang og tandhjul slides unødigt meget.
Omvendt må du heller ikke smøre tænderne mere, end det er nødvendigt. For driver tandhjul og tandstænger i olie, bliver det meget nemmere for urenheder og snavs at sætte sig i tænderne.
Det kan undgås, hvis der bruges et særligt smøreanlæg i systemet, som løbende påfører et mikrometertyndt smøremiddel på tandhjulet. Det foregår ved hjælp af et særligt smøresæt. Det består af et ekstra tandhjul med samme tandstørrelse og vinkel som anvendes i systemet. Det påføres smøremidlet fra en trykbeholder ved hjælp af en lille dysse, og afsætter det så i tænderne på tandhjulet på motoren, som trækker systemet.
Herved holdes systemet velsmurt hele tiden, uden at det kommer til at sejle i olie.
Mød os på Automatik 22 – stand 1096
Hos Eegholm kan vi hjælpe dig med at sammensætte den helt rigtige løsning til dit behov med tandstænger, tandhjul og planetgear fra APEX Dynamics Denmark. Vi leverer hele løsninger frem for blot at levere delkomponenterne hver for sig.
Ved nøje at afpasse tand-antal, tandstørrelse, gearing og vælge korrekt kvalitet og styrke på din tandhjuls- og tandstangsløsning kan du skabe en meget præcis og stabil fremføring af det emne, du skal have flyttet. Samt sørge for at det bliver holdt fuldstændigt fastlåst og på plads, der hvor det er meningen, at det skal være.
Kom forbi vores stand og hør mere eller kontakt Jan på telefon 2710 3748, send en mail på jha@eegholm.dk eller få mere at vide på http://www.apexdyna.dk eller http://www.eegholm.dk.
