DUFF-NORTON | 08 may. 2019
El par de elevación para un solo actuador depende de la carga, la relación del engranaje sin fin, el tipo de tornillo (corte a máquina o tornillo de bolas) y el paso del tornillo de elevación. Los pares se enumeran en la tabla de especificaciones en función de las cargas de capacidad. Para cargas del 25% al 100% de la capacidad del modelo del actuador, los requisitos de par son aproximadamente proporcionales a la carga.
Quizás la mayor ventaja de los actuadores Duff-Norton es que se pueden atar mecánicamente, para levantar y bajar al unísono. Véanse los arreglos típicos que involucran las unidades de actuadores, las cajas de engranajes de inglete, los motores, los reductores, los ejes y los acoplamientos.
Esto estará limitado por los requisitos de par de entrada en el primer eje sin fin de la línea. El par en el eje sin fin de la primera unidad de actuador no debe exceder el 300% de su par nominal de carga completa basado en la mayoría de los modelos de tornillos de máquina. El par se puede reducir mediante el uso de un motor de engranajes de doble extremo en el centro de la disposición o se puede usar un modelo de actuador de mayor capacidad como la primera unidad de la línea, siempre que los giros para 1 "de elevación sean los mismos que las unidades de menor capacidad. Si esto no es posible, los actuadores pueden ser motorizados individualmente y sincronizados utilizando controles electrónicos.
La potencia de entrada a estos actuadores no debe exceder la clasificación de hp que se muestra en las tablas de especificaciones. Las RPM máximas no deben exceder los 1800. No podemos aceptar la responsabilidad por el sobrecalentamiento y el desgaste rápido que puede ocurrir si se exceden estos límites. La potencia aumenta en proporción directa a la velocidad, y el tamaño del motor estará fuera de proporción con la clasificación de diseño del modelo del actuador si la velocidad se vuelve excesivamente alta. Al seleccionar la velocidad máxima permitida para una disposición de accionamiento, compruebe siempre que no se supere la potencia de HP del modelo de actuador
Las cajas de cambios se pueden ejecutar a las mismas velocidades que los modelos de actuadores. No exceda las clasificaciones de par.
Las eficiencias del modelo de actuador se enumeran en las siguientes tablas de especificaciones:
Nota: Cuando se enumeran los pares de arranque y de funcionamiento, utilice el par de marcha para los cálculos de HP cuando utilice motores eléctricos de inducción.
Utilizamos un 98% de eficiencia.
Además de las eficiencias de las unidades de actuación y las cajas de engranajes de inglete, se debe tener en cuenta la eficiencia de la disposición de varias unidades del actuador. La eficiencia de disposición permite una desalineación debido a una ligera deformación de la estructura bajo carga, por las pérdidas en acoplamientos y rodamientos, y por una cantidad normal de desalineación en el posicionamiento de los actuadores y cajas de engranajes. Utilizamos las siguientes eficiencias (todas las unidades estándar):
Se debe obtener una recomendación de Duff-Norton Company sobre este tipo de aplicación, comuníquese con un ingeniero de aplicaciones de Duff-Norton para obtener una aclaración. En general, se puede permitir el funcionamiento semicontinuo cuando la carga es ligera en comparación con la capacidad nominal del modelo de actuador. Las unidades así utilizadas deben lubricarse con frecuencia y protegerse contra el polvo y la suciedad. El actuador de ciclo de trabajo continuo Duff -Norton serie 7500, lubricado con aceite, está diseñado para ciclos de trabajo máximos.
En general, las elevaciones estándar son de hasta 12 pulgadas en los modelos de 1/4 y 1/2 tonelada y de 18 pulgadas en los de 1 tonelada. Las elevaciones máximas disponibles para los tornillos de mayor diámetro están limitadas solo por la longitud disponible del stock de barras de los proveedores. La longitud práctica se verá afectada por si el tornillo debe someterse a cargas de compresión o tensión. Dependiendo del diámetro, la longitud puede limitarse debido a la deformación del material en el proceso de mecanizado o a la resistencia de la columna del tornillo cuando se somete a cargas de compresión. Las solicitudes de aumento largo deben verificarse con Duff-Norton para lo siguiente:
Sugerimos que se utilicen guías en todas las aplicaciones. Cuanto más largo sea el aumento, más importante se vuelve.
Las unidades de actuación están diseñadas principalmente para subir y bajar cargas y se debe evitar cualquier empuje lateral. Estas unidades soportarán un poco de empuje lateral, dependiendo del diámetro del tornillo y la longitud extendida del tornillo. Cuando hay empujes laterales, las cargas deben ser guiadas y las guías, en lugar de las unidades actuadoras, deben tomar el empuje lateral, especialmente cuando se trata de elevaciones largas. Incluso un pequeño empuje lateral puede ejercer una gran fuerza sobre las carcasas y los rodamientos y aumentar el par de funcionamiento.
La resistencia de la columna de un tornillo está determinada por la relación entre la longitud del tornillo y su diámetro. Un nomógrafo de fuerza de columna se incluye en este libro en la página 100.
El ciclo de trabajo, la longitud del tornillo, la magnitud de la carga y la eficiencia de la unidad del actuador tienen una influencia directa en la cantidad de calor generado dentro del modelo del actuador. Dado que la mayor parte de la entrada de potencia se utiliza para superar la fricción, se genera una gran cantidad de calor en el conjunto de engranajes sin fin en los modelos de actuador de tornillo de bolas y tornillo de máquina, y en el tornillo de elevación de las unidades de actuador de tornillo de máquina. Los levantamientos largos pueden causar un sobrecalentamiento grave.
Debido a la baja eficiencia de los actuadores de engranajes sin fin, el ciclo de trabajo es bajo a carga nominal. Con una carga reducida, el ciclo de trabajo puede aumentarse. Póngase en contacto con Duff-Norton para obtener información más completa.
La vida útil de un tornillo de actuador de tornillo de máquina, tuerca y juego de engranajes sin fin varía considerablemente debido a la extensión de la lubricación, la acción abrasiva o química, la sobrecarga, la carga excéntrica, el calor excesivo, el mantenimiento inadecuado, etc.
Sí, aunque el Duff-Norton SuperCylinder se recomienda para estas aplicaciones debido a las limitaciones de carrera con la configuración convencional de doble clevis. Los actuadores de doble clevis están equipados con un clevis en ambos extremos. El clevis inferior se suelda al extremo inferior de una tubería extra fuerte que se rosca en la base del actuador y se suelda. Esta tubería inferior todavía realiza su función principal de envolver el tornillo de elevación en su posición retraída. El diseño de la estructura en la que se va a utilizar este tipo de unidad debe construirse de tal manera que la unidad actuadora pueda pivotar en ambos extremos. Utilice solo cargas de compresión directa o tensión, eliminando así las condiciones de empuje lateral.
Recomendamos que el actuador seleccionado tenga una capacidad mayor que la capacidad nominal de la prensa o de la capacidad de carga de la estructura. También recomendamos que se utilice un embrague limitador de par o un dispositivo similar para evitar la sobrecarga de la unidad actuadora. A menos que se tomen estas precauciones, es posible sobrecargar la unidad actuadora sin darse cuenta, porque es difícil determinar qué carga se está imponiendo a la unidad actuadora.
Sí, excepto por el tornillo de bolas (donde usamos una tuerca cuadrada en el extremo del tornillo y un tubo cuadrado para evitar la rotación del tornillo); sin embargo, la llave en el tornillo causa un desgaste mayor de lo normal en las roscas internas del engranaje sin fin. El tornillo de bolas no se puede clavar, ya que la llave interrumpiría la pista de bolas, lo que permitiría la pérdida de las bolas recirculantes. También recomendamos los siguientes métodos para prevenir la rotación. Para múltiples aplicaciones de modelos de actuadores, atornille las placas superiores del tornillo de elevación al miembro que se está levantando. Para aplicaciones de una sola unidad de actuador, atornille la placa superior del tornillo de elevación a la carga. Y la carga debe ser guiada para evitar la rotación.
Cuando se opera una unidad de actuador, la rotación del eje del tornillo sin fin hace que el engranaje de la caja gire. El engranaje de tornillo sin fin está roscado para acomodar la rosca del tornillo de elevación; a medida que el engranaje de tornillo sin fin gira, las fuerzas de fricción en la rosca del tornillo también actúan para girar el tornillo. Cuanto mayor sea la carga en la unidad actuadora, mayor será la tendencia del tornillo a girar. Es obvio que si el tornillo gira con la tuerca (engranaje de tornillo sin fin), no elevará la carga. En aquellos casos en los que se utiliza una sola unidad y no se puede impedir que la carga gire, es necesario clavar el tornillo de elevación. El movimiento de giro del tornillo de elevación o el par de la llave se muestra en las tablas de especificaciones enumeradas en la Pregunta 6.
Sí, pero la llave está montada en la tapa de la carcasa, por lo que es necesario omitir el protector contra el polvo como elemento estándar. Si se requiere un protector contra el polvo, se debe conectar un adaptador especial para permitir el montaje.
Sí, pero se debe tener en cuenta la longitud del tornillo de elevación tanto para la altura cerrada de la bota como para el grosor de la estructura. Dado que no podemos hacer ninguna provisión para colocar una bota en la parte inferior de su estructura, sugerimos que una placa circular similar a la placa superior del tornillo de elevación se suelde o se atornille a la parte inferior de su estructura que soporta la unidad actuadora, lo que permite usar una bota de fuelle estándar. Consulte Accesorios - Botas de fuelle.
Se puede recomendar un disco de parada, pasadores o tuercas en la unidad actuadora que se maneja a mano. Para las unidades accionadas por motor, se puede aplicar la capacidad total de la unidad de actuador o incluso una fuerza mayor (dependiendo de la potencia del motor) contra la parada, atascando así tan firmemente que debe desmontarse para liberarla. Se sugiere que se utilicen topes externos siempre que sea posible. En condiciones ideales en las que se utiliza un embrague deslizante o un dispositivo limitador de par, se puede usar un pasador de parada o una tuerca de parada, pero se debe consultar a Duff-Norton Company. El disco de parada utilizado en la parte inferior del tornillo de elevación en nuestras unidades de tornillo de bolas no son topes de potencia. Estos se utilizan para garantizar que el tornillo de elevación no se quede sin la tuerca de la bola durante el envío y la manipulación, lo que permite la pérdida de las bolas de recirculación.
Las cargas de choque deben eliminarse o reducirse tanto como sea posible, pero si no se pueden evitar, el modelo de actuador seleccionado debe clasificarse al doble de la carga estática requerida. Para aplicaciones de carga de choque severa, utilizando modelos de tornillo de máquina, los cojinetes de carga deben reemplazarse con anillos de empuje de acero tratados térmicamente que aumentarán el par de elevación aproximadamente un 100 por ciento. Estos anillos están disponibles como un especial de Duff-Norton.
Solo los modelos de tornillo de máquina y antirrelacción con relaciones 24: 1 y 25: 1 son autoblocantes en la mayoría de los casos. Otros modelos de tornillo de máquina y anti-contragolpe con relaciones 12: 1 más bajas no son autoblocantes. Todos los modelos de tornillo de bolas no son autoblocantes. Las unidades consideradas no autobloqueantes requerirán un freno u otro dispositivo de control. Si existen condiciones de vibración, véase la pregunta 25.
Sí, pero la vibración puede hacer que el tornillo de elevación se arrastre o baje un centímetro bajo carga. Para aplicaciones que impliquen una ligera vibración, seleccione la más alta de las relaciones de engranajes sin fin. En caso de que haya una vibración considerable, utilice un motor de accionamiento equipado con un freno magnético que evitará que el modelo de actuador se autobalegue.
Sí, a menos que se utilice un freno de capacidad suficiente para evitarlo. La cantidad de deriva dependerá de la carga en la unidad del actuador y de la inercia del rotor en el motor. La mayoría de los modelos de tornillo de máquina requieren aproximadamente la mitad de torque para reducir la carga que para elevar la carga. Para la unidad de actuador de tornillo de la máquina sin carga, la cantidad de deriva dependerá del tamaño y la velocidad del motor. Por ejemplo, un motor de 1750 RPM conectado directamente a una unidad de actuador (sin carga) dará en promedio una deriva de 2 "- 3"; un motor de engranajes de 500 RPM dará aproximadamente 1/9 de la misma deriva. Tenga en cuenta que la deriva varía como el cuadrado de la velocidad (RPM). La deriva del tornillo de la unidad del actuador se puede controlar mediante el uso de un freno magnético en el motor.
El par de elevación, así como las clasificaciones de eficiencia y empuje lateral, son los mismos para una unidad de tornillo giratorio. Se entiende, sin embargo, que se utiliza el mismo diámetro de paso y tornillo en cada unidad de actuador, así como la misma relación de engranajes sin fin. Este comentario también se aplica a la unidad de actuador invertida y a aquellas con extremos roscados o de estilo clevis.
El actuador es normalmente adecuado para funcionar a temperaturas ambiente de hasta 200 ° F utilizando grasas y sellos estándar. La operación por encima de 200 ° F requerirá lubricantes especiales. Para temperaturas superiores a 300 ° F, la vida útil de incluso los lubricantes especiales está limitada en proporción directa al aumento de la temperatura y la duración de la exposición a dichas temperaturas. A 400 ° F y más, el aceite en la grasa se vaporizará y la grasa se carbonizará y solidificará. Deben evitarse las aplicaciones de este tipo. Para temperaturas superiores a 250 ° F, informe a Duff-Norton de los detalles completos de la duración de dichas temperaturas. En algunos casos, puede ser necesario proporcionar unidades sin lubricar, luego el cliente suministrará el lubricante de su propia elección. Sugerimos que se consulte a un fabricante de lubricantes para el tipo de grasa y el programa de lubricación. Como regla general, la unidad del actuador debe estar blindada para mantener la temperatura ambiente a 200 ° F o menos. Los sellos para temperaturas superiores a 250 ° F son muy caros. En su lugar, sustituiríamos los bujes de bronce por sellos en estos casos. Si se utilizan botas de fuelle, se requerirán materiales especiales para temperaturas superiores a 200 ° F
Con el lubricante y los materiales de construcción estándar, el actuador es adecuado para su uso a temperaturas sostenidas de 0 ° F. Por debajo de 0 ° F, se debe usar lubricante de baja temperatura. Además, a temperaturas inferiores a 0 ° F, si existe alguna posibilidad de carga de choque, se pueden requerir materiales especiales debido a la sensibilidad de muesca de los materiales estándar a temperaturas más bajas. Los ingenieros de aplicaciones de fábrica de Duff Norton deben ser consultados en estos casos para obtener una recomendación. Los actuadores con materiales estándar de construcción y lubricación pueden almacenarse de forma segura a temperaturas tan bajas como -65 ° F.
Los modelos de tornillo de máquina, anti-reacción y tornillo de bolas deben considerarse por separado, ya que la reacción normal variará debido a las diferentes construcciones. Para los modelos de tornillo de máquina hay una reacción normal de .005 "a .008" en la rosca del tornillo de elevación, más una reacción violenta de .002 " a .003" en los cojinetes de carga. Por lo tanto, la reacción total es de .007"a .011". Esta reacción se debe no solo a las tolerancias normales de fabricación, sino al hecho de que debemos tener algunas holguras para evitar la unión y el agallamiento cuando la unidad del actuador está bajo carga. Por lo general, la reacción no es un problema a menos que la carga en la unidad del actuador cambie entre la compresión y la tensión. Si existe un problema, entonces se debe considerar un modelo anti-reacción violenta.
Modelos anti-contragolpe: Esta unidad se puede ajustar para roscas de tornillo y holguras de cojinetes a un mínimo de .0005". Se deben mantener algunas holguras para mantener los requisitos de par dentro de lo razonable. A medida que el hilo interior del engranaje de tornillo sin fin y la tuerca anti-reacción se desgastan, el ajuste se puede mantener apretando la tapa de la carcasa. Los tornillos de ajuste ubicados en la parte superior de la tapa de la carcasa deben volver a colocarse cada vez que se realice un ajuste. La tuerca adicional utilizada en la unidad de actuador anti-contragolpe es un indicador de desgaste incorporado. El espacio libre entre las dos tuercas está diseñado para ser el 50 por ciento del grosor de la rosca. Cuando se utiliza todo este ajuste, indica el punto donde se reemplazarán el engranaje de tornillo sin fin y el conjunto de tuercas antichoque.
Los modelos de husillo de bolas tendrán una reacción normal de .002" a .013" entre la tuerca de bola y la pista de bolas; reacción de .002" a .003" en los rodamientos de carga. La reacción total será de .004" a .016". Como modelos de tornillo de máquina, esta reacción no será perjudicial a menos que la carga cambie entre compresión y tensión, o tensión y compresión.
El engranaje de tornillo sin fin y la tuerca anti-contragolpe se fijan junto con los pasadores guía. Las roscas de la tuerca antigolpe funcionan en oposición al engranaje de tornillo sin fin en las roscas del tornillo de elevación. El ajuste se realiza mediante roscado en la tapa de la carcasa de la unidad del actuador, lo que obliga a las roscas de tuerca antirreacción a un contacto más cercano, lo que reduce la holgura y, por lo tanto, reduce la reacción. Consulte Cómo funciona la reacción antirrelacción.
El tornillo de la máquina y los tornillos de elevación del modelo anti-contragolpe pueden tener un error de plomo de hasta .0008 por pulgada. Es acumulativo y no perjudicial para el funcionamiento del modelo de actuador. Los modelos de tornillo de bolas utilizan una pista de bolas enrolladas tratada térmicamente con un error de plomo de hasta .003 por pulgada.
Cuando se conoce la velocidad del eje del gusano, la distancia a la que se puede elevar la carga por minuto se puede determinar con esta fórmula:
Elevación por minuto = RPM del eje del tornillo sin fin/
Vueltas de gusano para 1" de elevación
o Recorrido por giro de gusano (mm) x RPM del eje de gusano (los giros de gusano para una elevación de 1 pulgada se muestran en las tablas de especificaciones del actuador enumeradas en la Pregunta 6.
Si la aplicación requiere un cierto aumento por minuto, la velocidad del eje del gusano que dará la tasa de aumento se puede calcular de la siguiente manera:
RPM del eje de gusano = Tasa de elevación deseada (in/min) /
Giros de gusano para aumento de 1 "
Para actuadores métricos:
RPM = Tasa de elevación deseada (mm/min) /
Recorrido por giro de gusano (mm)
Se sugiere que la unidad del actuador se compre con el interruptor de límite montado de fábrica. El interruptor de límite giratorio se puede montar en campo siguiendo las instrucciones que se encuentran en este libro en "Interruptor de límite giratorio". En la mayoría de los casos, el interruptor se monta en el gusano utilizando los pernos de retención de brida de gusano. Este interruptor no se puede montar directamente en modelos de actuadores de 1/4 a 1 tonelada.
La elevación máxima está determinada por la relación del interruptor utilizado y los giros para una pulgada de elevación de la unidad actuadora. Las relaciones de interruptor de límite disponibles son 10:1, 20:1 y 40:1. Se pueden encontrar en la cubierta interior del interruptor de límite y, a continuación, utilice la siguiente fórmula.
Elevación máx. de la unidad del actuador (pulgadas) = Revoluciones de entrada máx. De los giros del interruptor de límite de la unidad del actuador Gusano para una elevación de 1 pulgada
El interruptor de límite giratorio Duff-Norton es infinitesimalmente ajustable moviendo las tuercas ajustables del tornillo accionado por gusano.
Sí, de varias maneras. Sin embargo, se sugiere consultar Duff-Norton para obtener recomendaciones basadas en su aplicación en particular.
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