S E L E C T I O N P R O C E D U R E / A U S W A H L V E R F A H R E N
4. TWINSPIN SELECTION PROCEDURE 4. TWINSPIN AUSWAHLVERFAHREN 4.1 T, E, H, M series duty cycle T 1 T 2 T 3 maximum output torque at acceleration [Nm] output torque at constant speed [Nm] maximum output torque at deceleration [Nm] T max max. output torque at emergency stop [Nm] allowable emergency torque t 1 acceleration time [s] t 2 constant motion time [s] t 3 deceleration time [s] t 4 idle time [s] t duty cycle time [s] n c max maximum continuous input speed [rpm] n 1 average input speed at acceleration [rpm] n 2 input speed at constant motion [rpm] n 3 average input speed at deceleration [rpm] n max maximum input speed [rpm] F r radial output flange load [N] F r1, F r2, F r3, radial output flange load during acceleration, during constant speed and during deceleration [N] F a axial output flange load [N] a radial load effective arm F r [m] b axial load effective arm F a [m] i reduction ratio 4.1 Arbeitszyklus T, E, H, M Baureihe T 1 max. Ausgangsdrehmoment bei der Beschleunigung[Nm] T 2 Ausgangsdrehmoment bei Konstantfahrt [Nm] T 3 max. Ausgangsdrehmoment bei Bremsung [Nm] T max max. Ausgangsdrehmoment bei Kollision [Nm] Zulässiges Not-Aus-Drehmoment t 1 Anlaufzeit [s -1 ] t 2 Konstantbewegungszeit [s -1 ] t 3 Bremsungszeit [s -1 ] t 4 Ruhezeit [s -1 ] t gesamte Zykluszeit [s -1 ] n c max maximale Dauereingangsdrehzahl [min-1] n 1 mittlere Drehzahl bei der Beschleunigung [rpm] n 2 Eingangsdrehzahl bei Konstantfahrt[rpm] n 3 mittlere Eingangsdrehzahl bei Bremsung [rpm] n max maximale Eingangsdrehzahl [rpm] F r Radialbelastung des Ausgangsflansches [N] F r 1, F r2, F r3, Radialbelastung des Ausgangsflansches 1 bei Beschleunigung, konstanter Drehzahl und bei Bremsung [N] F a Axialbelastung des Ausgangsflansches [N] a Hebelarmarm der Radialbelastung F r [m] b Hebelarmarm der Axialbelastung F a [m] i Untersetzung Input speed Outut torque n3 Fig. 4.1: Duty cycle / Arbeitszyklus In case the duty cycle is different from the one shown, please supply the drawing and values of your duty cycle. These values are important for us to be able to determine effectively lifetimes of TwinSpin reduction gears. Im Falle, dass Ihr Arbeitszyklus sich von dem dargestellten Zyklus unterscheidet, senden Sie uns bitte die relevanten Werte. Wir können dann für Sie die Lebensdauer des TwinSpin-Getriebes berechnen. 96
4.2 T, E, H series selection flowchart NO NO Fig. 4.2: Flowchart 97
4.2 Flussdiagramm zur Getriebe Auswahl T, E, H Baureihe NEIN NEIN Fig. 4.2: Flussdiagramm 98
4.2.1 M series selection flowcharts 99
4.2.1 Flussdiagramm zur Getriebe Auswahl M Baureihe 100
4.3 T, E, H series selection example 4.3 Auswahlbeispiel T, E, H Baureihe Input data - selection conditions Eingabedaten - Auswahlbedingungen Acceleration torque Constant torque Braking torque Emergency torque Average acceleration input speed Constant input speed Average breaking input speed Radial load Axial load Radial force tilting arm Axial force tilting arm Max. allowable output flange deflection angle Acceleration time Constant speed time Braking time T 1 =420 Nm T 2 =310 Nm T 3 =520 Nm =1500 Nm n 1 =1500 rpm n 2 =3000 rpm n 3 =1500 rpm F r =1500 N F a =1500 N a 2 =0.15m b=0.2m Θ max =3 arcmin. t 1 =0.3sec. t 2 =0.5sec. t 3 =0.2sec. Beschleunigungsmoment Konstantmoment Bremsmoment Not-Aus-Moment Mittlere Beschleunigungsdrehzahl Drehzahl Konstantfahrt Mittlere Bremsdrehzahl Radialkraft Axialkraft Radialkraft-Hebelarm Axialkraft-Hebelarm Max. zulässiger Abtriebsflansch-Ablenkwinkel Beschleunigungszeit Zeit der Konstantgeschwindigkeit Bremszeit Calculation example 1. Calculation of average output torque (T a Berechnungsbeispiel 1. Berechnung des mittleren Abtriebsmoments (T a Nm 2. Calculation of average input speed (n a 2. Berechnung der mitteren Autriebsdrehzahl (n a rpm 3. Preliminary selection of a reduction gear from the rating table (Chapter 2: TS170141TC 3. Vorläufige Auswahl des Getriebes aus den techn. Daten (Kapitel 2: TS170141TC Technical specifications of the selected reduction gear: Rated torque Rated input speed Maximum torque Emergency torque Effective input speed Maximum input speed Tilting stiffness Maximum tilting moment (F a =0 Maximum radial force Maximum axial force (M c =0 T R = 495 Nm n R = 2 000 rpm T max = 1 238 Nm = 2 475 Nm n e = 2 500 rpm f n max = 4 000 rpm M t = 705 Nm/arcmin. M cmax = 2 430 Nm F r max = 19 300 N F a max = 27 900 N Spezifikation des ausgewählten Getriebes: Nennmoment Nominale Antriebsdrehzahl Maximales Moment Not-Aus-Moment Effektive Antriebsdrehzahl Max. Antriebsdrehzahl Kippsteifigkeit Max. Kippmoment (F a =0 Max. Radialkraft Max. Axialkraft (M c =0 4. Service life calculation (L h 4. Lebensdauerberechnung (L h hrs 5. Effective speed check (n a, n ef 5. Kontrolle der effektiven Drehzahl (n a, n ef (n a = 2 250 rpm < (2 500 rpm = n ef ok 6. Input speed check (n 2, n max 6. Kontrolle der Antriebsdrehzahl (n 2, n max (n 2 = 3 000 rpm < (n max = 4 000 rpm ok 101
7. Accelerating and braking torque check (T 1, T 3,T max 7. Kontrolle des Beschleunigungs- und Bremsmoments (T 1, T 3,T max (T 1 = 420 Nm < (T max = 1 238 Nm ok (T 3 = 520 Nm < (T max = 1 238 Nm ok 8. Emergency braking torque check ( 8. Kontrolle des Not-Aus-Moments ( ( = 1 500 Nm < (1 238 Nm ok 9. Output flange tilting angle check (Θ 9. Kontrolle des Abtriebsflansch-Kippwinkels (Θ ok 10. External load check (F r, F a, M c Tilting arm (see Fig. 3.6 10. Kontrolle der äusseren Belastungen (F r, F a, M c Hebelarm (Siehe Abb.3.6 a = a 1 +a 2 a1 = L/2 = 77 mm/2 = 38.5 mm = 0.0385 m a = 0.0385+0.15 = 0.1885 m (F r = 1 500 N < (F max = 19 300 N ok Service life calculation (L hr at radial force F r = 1500 N Lebensdauerkalkulation (L hr bei einer Radialkraft von F r = 1500 N Output speed Abtriebsdrehzahl hrs. Tilting moment on the output flange Kippmoment am Abtriebsflansch M c = 1 500 x 0.1885 + 1 500 x 0.2 = 582.75 Nm Maximum allowable tilting moment at axial force F a = 1500 N Maximales zulässiges Kippmoment bei einer Axialkraft von F a = 1500 N Nm (M c = 582.75 < (M c allow = 2300 Nm ok Based on Chapter 3.5, a point with the coordinates of (M c, F a, i.e. (582.75 Nm; 1.5 kn, lies inside the range for the selected TS 170 reduction gear. Since all the requirements have been met, selection of the TS 170-141-TC reduction gear is correct. For easier selection of the TwinSpin high precision reduction gear, you can ask for the TwinSpin Selection Assistant selection software or you can directly download it from our website at www.spinea.com. Entspr. Kapitel 3.5, liegt ein Punkt mit den Koordinaten (M c, F a, d.h. (582.75 Nm; 1.5 kn, im Bereich des ausgewählten Getriebes TS 170. Da alle Anforderungen erfüllt sind, ist die Auswahl des Getriebes TS 170-141-TC richtig. Zu einer bequemen Auswahl eines TwinSpin-Getriebes steht Ihnen die Auswahlsoftware TwinSpin Selection Assistant zur Verfügung, die Sie bestellen oder direkt aus unserer Internetseite www.spinea. com herunterladen können. 102
4.3.1 M series selection example 4.3.1 Auswahlbeispiel M Baureihe Input data - selection conditions Eingabedaten - Auswahlbedingungen Acceleration torque Constant torque Braking torque Emergency torque Acceleration time Constant speed time Braking time Avg. accel. input speed / Avg. braking input speed Constant input speed Radial load Axial load Radial force tilting arm Axial force tilting arm Output flange deflection angle T 1 =15 Nm T 2 =10 Nm T 3 =14 Nm =25 Nm t 1 =0.3 sec. t 2 =0.5 sec. t 3 =0.2 sec. N 1 =N 3 =1500/min N 2 =3000/min F r =300 N F a =400 N a 2 =0.012 m b=0.015 m Θ=3 Beschleunigungsmoment Konstantmoment Bremsmoment Not-Aus-Moment Beschleunigungszeit Zeit der Konstantgeschwindigkeit Bremszeit Mittlere Beschleunigungsdrehzahl / Mittlere Bremsdrehzahl Drehzahl Konstantfahrt Radialkraft Axialkraft Radialkraft-Hebelarm Axialkraft-Hebelarm Abtriebsflansch-Ablenkwinkel Calculation example Berechnungsbeispiel 1. Calculation of average output torque (T a 1. Berechnung des mittleren Abtriebsmoments (T a T a = 10 3 3 0,3x1500x15 +0,5x3000x10 +0,2x1500x14 0,3x1500+0,5x3000+0,2x1500 10 10 3 0,3 = 12 Nm 2. Calculation of average input speed (n a 2. Bertechnung der mitteren Antriebsdrehzahl (n a n a = 0,3x1500+0,5x3000+0,2x1500 0,3+0,5+0,2 = 2250 (rpm 3. Preliminary selection of a reduction gear from the table of nominal values TS 50-63-M-P6 3. Die vorläufige Auswahl des Getriebes aus der Tabelle der Nennwerte TS 50-63-M-P6 General specifications of the TwinSpin reduction gear are: Spezifikation des ausgewählten Getriebes: Rated torque Rated input speed Maximum torque Emergency torque Maximum allowable input speed Maximum continuous input speed Tilting stiffness Distance of action Distance of action Max. radial force Max. axial force (M c =0 T R = 18 Nm n R = 2 000 rpm T max = 36 Nm = 90 Nm n max = 5 000 rpm n c max = 3 000 rpm M t = 4 Nm/arcmin. a 1 = 0,02 m;0 a 2 =0,012 m a=0,02 + 0,012=0,032 m F r max = 44/(a+0,0305 N F a max = 1 900 N (Fr=0, Mc=0 Nennmoment Nominale Antriebsdrehzahl Maximales Moment Not-Aus-Moment Max. Antriebsdrehzahl Max. effektive Antriebsdrehzahl Kippsteifigkeit Kräfte Hebelarme Kräfte Hebelarme Max. Radialkraft Max. Axialkraft (M c =0 103
4. Calculation of the life of M series TwinSpin reduction gear (L h 4. Lebensdauerberechnung (L h TwinSpin Baureihe L h =6000 2000 2500 18 12 10 3 = 20 605 (hrs 5. Control of input speed 5. Die Kontrolle der Antriebsdrehzahl n 2 = 3000/min < 5000 rpm and n a =2250/min <n con max = 3000 rpm 6. Control of start-up and braking torque 6. Die Kontrolle des Anlaufs- und Drehmoments T 1 =15 Nm < 36 Nm and T 3 = 14 < 36 Nm 7. Control of torque during emergency braking 7. Die Kontrolle des Moments bei dem Notbremsen = 25 Nm < 90 Nm 8. Control of tilt angle Θ of the output flange 8. Die Kontrolle des Kippwinkels Θ des Eingangsflansches 300 x 0,012 + 400 x 0,015 Θ= =2.4<3' 4 9. Control of external load on the reduction gear s output flange 9. Die Kontrolle der Außenbelastung auf den Ausgangsflansch des Getriebes a F a = 400 N < F a max =1900 N b M c = Fa. b + Fr. (a 2 + a 3 M c = 400. 0,015 + 300. (0,012+0,0095 = 12,45 Nm M c = 12,45 Nm < M c max = 44 Nm c F r max = M c max / (a 2 +0,0305 F r max = 44 / (0,012+0,0305 F r max = 1035,3 N F r = 300 N < F r max d PrA = X. ( Mc / L1 - Fr + Y. Fa Calculation of coefficients X and Y according to Tab. 3.5.2b Die Kalkulation der Koeffiziente auf grund der Tabelle 3.5.2b. RAx / Cor = Fa / Cor e 400 / 3850 = 0,104 e = 0,32 RAx / RAy = Fa / ( Mc/ L1 - Fr X, Y 400 / ( (12,45/ 0,021 300 = 1,366 > e X = 0,56; Y= 1,38 PrA = X. ( Mc / L1 - Fr + Y. Fa PrA = 0,56. ( 12,45/ 0,021-300 + 1,38. 400 PrA = 884 N <Pr max = 2100 N Since all requirements have been met, the selection of the TS 50-63- M reduction gear is correct. Nachdem alle Erfordernisse erfüllt wurden, ist die Auswahl des Getriebes TS 50-63-M richtig. 104
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