감속기 이론

 

1. 감속기란?      감속기는 감속 장치의 일종으로써, 일련의 기어 장치와 기계요소인 축, BEARING을 조합하여,    CASING 내에 조립된 하나의 감속 장치의 기능을 가지고 있으며, 치차감속 장치의 감속기를 치차 감속기(GEAR REDUCER),    일반적으로 줄여서 감속기(REDUCER)라 부른다.  2. 치차 감속기의 종류의 명칭         치차 감속기는 원동기의 회전력을 정해진 감속비로 감속시켜 피동기에 전달하는 장치로써, 감속기능외에 동력 전달 장치이면서 회전력(TORQUE)을 감속비 만큼증폭 시킨다.         이러한 감속기의 종류와 명칭은 형태상, 축의 상대적인 방향성, 취부 방법, 기어의 종류 및 피동기계의 종류 등에 따라 다양한 명칭을 가지고 있다.       1) HORIZONTAL      - PARALLEL                                      - RIGHT ANGLE       2) VERTICAL           - PARALLEL                                     - RIGHT ALGLE       3) WORM 감속기       4) 유성 감속기       5) GEAR BOX (BOX TYPE 감속기)       6) GEARED MOTOR       7) FOOT MOUNT, FLANGE MOUNT, SHAFT MOUNT       8) HOLLOW SHAFT       9) ELEVATOR용      10) CRANE용      11) COOLING TOWER용                         3. 감속기 선정 방법      * 선정순서        1) 감속비           필요한 출력축 회전수에서 감속비를 선정합니다.            모터 회전수가 60Hz일 때, 1,800rpm 이므로 감속비는 간단히 구할 수 있습니다. i = 모터 회전수 / 필요한 출력축 회전수        2) 출력축 토르크            부하 토르크에서 출력축 토르크를 계산합니다.            만약, 부하 토르크의 변동이 있을 경우 최대 토르크로 계산합니다. Tl = Te * Sf 1 T L : 출력축 토르크 T E :부하 토르크 Sf 1 : Service Factor(표1)      하중상태/운전시간 3시간 이하/일 3~10시간/일 10시간 이상/일 균일하중 1.00 1.00 1.25 출력하중 1.00 1.25 1.50 표1. Service Factor   3) 출력선정      특성표에서 추력측 토르크와 감속비를 만족하는 출력을 선정합니다.   4) 부하 관성(GD 2 )      부하관성이 크고 기동빈도가 빈번한 경우에는 기동시 충격 토르크가 발생하므로 GD2와 시동빈도를 고려하여야 합니다.     ① GD2를 계산합니다.      ② 모터축 환산의 부하관성(GDL2 )을 구합니다. GDL2 = GDL2 / i2( 1 / i = 감속비)    ③ 3항에서 선정된 출력의 모터축 환산 부하관성 GDM2를 표2에서 구합니다.   모터출력 0.5HP 1HP 2HP 3HP 5HP GDM 2 (kgfm2) 0.0079 0.0125 0.019 0.038 0.054 표2. 기어드모터의 GD M2(모터축 환산)    ④ 부하관성비(Z)를 구합니다.    ⑤ 부하 관성비와 시동 빈도에 따른 Service Factor(sf)를 표3에서 구합니다.        시동빈도 / 시간 연결방법:커플링 등 직접 연결 연결방법:체인 및 벨트 등 연결 Z<0.5 0.51.0 1.02.0 2.03.0 z<0.2 0.20.5 0.50.7 0.71.0 1회 1.00 1.01 1.05 1.10 1.00 1.01 1.03 1.06 5회 1.01 1.04 1.17 1.26 1.01 1.05 1.10 1.19 10회 1.02 1.03 1.24 1.36 1.02 1.09 1.17 1.27 20회 1.04 1.14 1.34 1.47 1.04 1.15 1.24 1.37 50회 1.07 1.25 1.48 1.62 1.07 1.26 1.37 1.51 100회 1.10 1.34 1.61 1.76 1.10 1.35 1.47 1.53 150회 1.14 1.40 1.68 1.85 1.14 1.41 1.53 1.71 표3. 관성비와 시동빈도에 따른 계수 5) 필요한 출력축 토르크      이상에서 보는 바와 같이 기어드모터의 필요한 출력축 토르크(T)를 구합니다. T = TE * Sf 1 * SF 2 TE :부하 토르크     Sf T :부하 상태에 따른 계수     SF2 :부하 관성에 따른 계수      6) Overhung Load(O.H.L)         상대 기계와 연결은 직접 연결이 최적이지만 체인, 벨트 및 기어로 연결 될 경우,         축에 작용하는 O.H.L 가 사용하는 기어드 모터의 허용 O.H.L 이하이어야 합니다. 단열체인 복열체인 기어 V벨트 1.0 1.25 1.25 1.5 표4. 연결방식에 따른 계수 0.3L0 0.5L0 0.7L0 0.9L0 1.10 1.00 0.83 0.70 표5. 하중작용 위치에 따른 계수   ◆ 선정예   ■ 사용조건      구동장치         - 모터 극수 :4극         - 모터 주파수 : 60Hz      피동장치         - 용도 : 주차 설비용 (충격하중)         - 회전수 : 30rpm         - 가동시간 : 1시간 /일         - 기동빈도 : 5회/시간         - 부하 토르크 :10.0 kgfm         - 구동장치와의 연결방식:제친(P.C.D=90)      1. 감속비 =1/60      2. 출력축 토르크          T L= TE   * Sf1 = 10.0 * 1.00 = 10.0kgfm          Sf1= 1.00(표1)      3. 출력선정          출력축 토르크 : T L = 10.0kgfm          감속비 = 1/60          특정표에서 출력 : 0.5HP      4. 부하관성(GD2)           1) GD2= 12.18kgfm2                     5. 필요한 출력축  토르크      T = TE * Sf1 * Sf2 = 10.0 * 1.00 * 1.10 = 11.0kgfm          감속비 : 1/60          이상을 만족하는 기어드모터는 특성표에서 0.5HP-1/60에 해상됩니다.      6. O.H.L 확인          5항 에서 선정된 기종의 허용 O.H.L는 285kgf 이므로 이 기종으로 사용 가능합니다.    4. 추천 윤활유 MAKER 점도분류 호남정유 CALTEX 유공 GULF 극동 SHELL MOBIL KOREA 쌍용 DAPHNE ISO VG 68 MEROPA LUBRICANT 68 EP LUBRICANT HD 68 OMALA 68 MOBIL GEAR 626 GEAR LUBE 68S 100 100 100 100 627 100S 150 150 150 150 629 150S 220 220 220 220 630 220S 320 320 320 320 632 320S 460 460 460 460 634 460S 680 680 680 680 636 680S 그리스 NLGI 00 MULTIFAK EP 00 CROWN EP 00 ALVANIA EP 00 MOBILPLEX EP 00 - 1 1 1 1 1 - 2 2 2 2 2 - 제품종류 주위온도 하중상태 사용윤활유 비고 기어드모터 (유성) 10℃이하 전하중 ISO VG 150 10℃초과 ISO VG 220 유성감속기 10℃이하 전하중 ISO VG 150 터빈용 강제 윤활 경우 ISO VG 68 10℃초과 ISO VG 220 표 준 형 10℃이하 전하중 ISO VG 150 매우 격심한 부하조건 경우는 이보다 높은 점도를 사용하는 것이 좋슴 10℃초과 ISO VG 220 윔 10℃이하 보통하중 ISO VG 220 10℃초과 ISO VG 320 10℃이하 중하중 ISO VG 320 10℃초과 ISO VG 460     * 그리스는 NLGI00를 사용.     * 주위 온도가 40℃ 이상 되는 경우에는 문의하십시오.     * 사용 온도가 높은 경우에는 한 단계 높은 점도류를 선택할 것. 5. 감속기 효율        감속기 효율은 GEAR 물림 손실, 윤활유 교반 손실등을 제외한 것으로 정의되며,    일반적으로 다음과 같다. 감속기 종류 효율(n) 감속기 종류 효율(n) papallrl type 98 ~ 99.5 worm type 50 ~ 50 right angle type 97.5 ~ 98.5 planetary type 98 ~ 99.5                        출력축 동력          효율 〓   ---------------------                        입력축 동력                      HP 2                  KW2              n  〓  ---------         n =  ----------                 HP1                   KW1          6. 감속기의 사용재료 용도 RLGH 인장강도(N/mm2) 열 처 리 CASING SS400 GC200 400 이상 200 이상 ANNEALING CEAR SCMI415 SCMI440 S45C AlBC2 PBC2 850 이상 1,000 이상 700이상 500 이상 200 이상 CARBURIZING QUENCHING & TEMPERING QUENCHING & TEMPERING SHAFT S45C SCMI440 SC480 580 이상 1,000 이상 480 이상 NORMALIZING QUENCHING & TEMPERING 7. 고장원인 및 대책 원 인 대 책 발열 과부하 운전 윤활유의 과소 또는 과다 윤활유의 불량 또는 부적당 베어링 틈새 과소(테이퍼풀러) 오일 시일 불량 전동기의 통풍 방해 3상중 1상이 열려 있거나 접속 불완전 고정자 코일이 중간에서 단락 전압의 불평형 코일 접지 축이 휘었거나 연결부의 장력이 팽팽하다 베어링의 불량(마모, 거칠다) 부품의 마찰 적정부하로 운전 유면계의 지시선에 맞게 한다. 노화, 오염된 것은 새 윤활유로 교체 베어링 틈새조정 오일 시일 교채 방해 요인 제거 접속 여부를 점검, 단단히 한다 수리한다 변압기 및 회로조사 변압기 및 회로조사 축심 점검, 장력을 조절 교체 분해점검후 수정 심한 소음 및이음 규칙적소음-치의 치함 상태불량, 베어링손상 높은 금속음 윤활유 부족 불규칙 소음(이음)-이물질 침입, 베어링손상 회전자와 고정자의 접촉 팬이 후드에 닿는다 3상 전동기가 단상운전하고 있다 고정 부위가 헐겁다(축과기어, 프랜지 접합부) 기어교체, 베어링 교체, 윤활유 보충교체 윤활유 보충, 교체 이물질 제거(세척), 베어링 교체 수리 수리(팬을 이격시켜 재조립) 회로조사 분해후 점검, 원인 제거, 교체 심한 진동 치의 마모 이물질 침입 베어링 마모 및 손상 취부 볼트 및 고정볼트의 이완 조립부위(축,기어)의 이완 축심이 일직선이 아니다(바란스가 나쁘다) 전동기의 엔드프레이가 너무 크다 게이스 및 연결 부위 파손 기어교체 이물질제거 및 윤활유 교체 베어링 교체 볼트 조임 분해 점검후 재조립 부하의 연결상태 조사 및 재연결 베어링 조사, 와셔를 넣어 재조립 교체 오일의 누유 오일 시일 손상 패킹 불량(접합부) 배유구 프러그 이완 유면계 프러그 이완 기타 용접부위 누유 출력측 마모(씰링부위) 출력 카바 그리이스 부족 (그리이스링 부위:수직형) 제품의 잘못된 부착 오일 시일 교체 패킹 교체 및 재씰링 단단히 체결(테프론테이프) 교체 재용접 또는 교체 출력축 교체 카바의 그리이스 보충 당사로 문의 전동기 기동불능 또는 기동곤란 퓨유즈가 끊어진다. 기동 토르크가 모자란다. 회로가 열려 있다. 접촉 불안전 코일의 단선 정진 또는 전원이 이상 과부하 베어링 및 부품의 끼임 현상 퓨우즈의 용량 조사, 교체 기동방식 교체 또는 용량 늘임 과부하 릴레이, 기동기 푸시 버튼 조사 수리 전원 점검 전류 측정 및 부하조사 재조립 또는 교체