52 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Weiterführende Dokumentation Projektierung von Antrieben
4 Projektierung von Antrieben4.1 Weiterführende Dokumentation
Ergänzend zu den Informationen in diesem Katalog bietet Ihnen SEW-EURODRIVEumfassende Dokumentation über das gesamte Themengebiet der elektrischenAntriebstechnik. Dies sind vor allem die Druckschriften der Reihe "Praxis derAntriebstechnik". Die aktuelle Dokumentation kann bei SEW-EURODRIVE bestelltwerden. Sie finden sie auch auf der SEW-EURODRIVE Homepage (http://www.sew-eurodrive.de) im PDF-Format zum Download.
Praxis der Antriebstechnik Die Druckschrift "Praxis der Antriebstechnik – Antriebsauslegung mit SEW-
EURODRIVE-Getriebemotoren" enthält ausführliche Informationen über die Eigen-schaften, Unterscheidungsmerkmale und Anwendungsbereiche von SEW-Antrieben.Eine umfangreiche Sammlung und Zuordnung der wichtigsten Formeln zurAntriebsberechnung sowie detaillierte Beispiele zu den am häufigsten vorkommendenAnwendungen machen diese Broschüre zu einem wichtigen Werkzeug desProjektierenden und zur unverzichtbaren Ergänzung zu den Produktkatalogen vonSEW-EURODRIVE.
4.2 ProjektierungsablaufDas folgende Ablaufdiagramm zeigt schematisch die Vorgehensweise bei der Projek-tierung eines Industriegetriebes der Baureihe X.
Ausfüllen des Antriebsauslegungsblatts
Berechnen der Grunddaten
Auswahl der Anwendungsfaktoren
Berechnen des erforderlichenGetriebenenndrehmoments
Auswahl der Getriebegröße
Überprüfung der Wärmegrenzleistung
Prüfen der Spitzenlastbedingungen
M , , n i,
F F , F
M
M M
K2 2
S min F start
N2
K2 max K2 zul
η
Anfrage
Schritt 1
Schritt 2
Schritt 3
Schritt 4
Schritt 5
Auswahl der Motornennleistung PM
Schritt 6
Schritt 7
Schritt 8
P K1
<P T
Prüfen der äußeren ZusatzkräfteF , F , F , FR2 R1 A1 A2
Schritt 9
Auswahl der optionalen Ausstattungen (wenn gewünscht), z. B.- Ölablasshahn- Alternatives Dichtungssystem- Motorverbindung (z.B. Motoradapter)- Anschluss für Hilfsantrieb- Zustandsüberwachung- Antriebspaket für Förderbandantriebe (inkl. Motorschwinge, Antriebskupplung,...)- Oberflächenschutz sowie Endfarbton
Schritt 10
Zusammenfassung der technischen Information
Schritt 11
,
<
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 53
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Schritt 1: Daten für die Antriebsauslegung
60603ADE
1.0 Maschine an LSS (normalerweise Arbeitsmaschine)
1.3 Umgebungstemperatur [°C] [...]normal min.
1.5 Aufstellung Getriebe [X]
kleiner Raum (va � 0,5 m/s)
große Räume und Hallen (va � 1,4 m/s)
im Freien mit Sonnenschutz (va � 3 m/s)
1.6 Umgebungsbedingungen [X]normal
staubig
feucht
korrodierend wirkend
trocken
1.4 Aufstellhöhe [m] [...]
max.
2.0 Lasteigenschaften2.1 Erforderliche Drehzahl n [1/min] [...]
2.2 Betriebsleistung an HSS P [kW] [...]
2.3 Betriebsdrehmoment an LSS M [kNm] [...]
2.4 Häufigkeit von Lastspitzen (M oder P )
normal min. max.
pro Stunde
2.5 Anzahl Anläufe pro Stunde [...]Anläufe
2.6 Drehrichtung unter Last (LSS) [X]Rechtslauf (CW)Linkslauf (CCW)
Beide Drehrichtungenreversibel
2.7 Betriebsdauer/Tag [X]< 3 Stunden3 ... 10 Stunden> 10 Stunden
2.8 Rücklaufsperre erforderlich [X]NeinJa
2.9 Genauer Lastzyklus beiliegend [X]NeinJa
3.0 Maschine an HSS (normalerweise Antriebsmaschine)3.1 Typ: [X]
Drehstrommotor Drehstrommotor/Umrichter Gleichstrommotor
Hydraulikmotor Servomotor
3.2 Motorleistung P [kW] [...]
3.4 Motornenndrehmoment M [kNm] [...] 3.5 Antriebsdrehzahl n [1/min] [...]
3.6 Wenn Elektromotor: [X] [...] IEC
NEMAMotorgröße (IEC- oder NEMA-Code):
3.7 Motorbauform [X] [...] B3B5V1andere:
4.0 Getriebeanforderungen
4.1 Getriebetyp [X]Stirnradgetriebe X.F.. Kegelstirnradgetriebe X.K..
4.4 Wellenlage [X]
normal min. max.
2
K1
K2
K1 max.K2 max.
M
M 1
normal min. max.
normal min. max.
normal min. max. normal min. max.
0 1 2
3 4
1.1 Anwendungsbereich/Branche [...]
1.2 Anwendung [...]
4.2 Raumlage [X]M1M2M3
M4M5M6
4.3 Montagefläche [X]F1F2F3
F4F5F6
3.3 Motordrehzahl n [kW] [...]normal min. max.
M
Legende: [...] = auszufüllende Werte [X] = Treffen Sie Auswahl mit
41
2
Verbrennungsmaschine 1...3 Zylinder
Verbrennungsmaschine 4 Zylinder
4
6
0
5
33
>
5 6
54 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
60606ADE
4.5 Anwendungssp. Betriebsfaktor F [X] [...]
4.6 Erforderliche Lagerlebensdauer L [...]
Fuß
Flansch
Drehmomentstütze
4.8 LSS-Anschluss an Kunden- maschinenwelle [X] [...]
Elastische Kupplung (Klauen- od. Bolzenkuppl.)
Flexible Kupplung
Starre Flanschkupplung
TrommelkupplungKettenrad
4.7 Montage Getriebebefestigung / Drehmomentabstützung [X]
4.9 LSS-Getriebeausführung [X] [...]LSS-Ausführung (falls Vollwelle)
4.14 Elektrische Versorgung [X] [...]
4.10 HSS-Anschluss an Motor [X]
Kundeninstallation (Fundamentrahmen)
Motornennleistung P /Motornenndrehmoment M
Betriebsleistung an LSS P Betriebsdrehmoment an LSS M
bezogen auf
Stunden
Vollwelle mit Passfedernut
andere
LSS-Ausführung (falls Hohlwelle)Hohlwelle mit Passfedernut
andere
Hohlwelle für Schrumpfscheibenverbindung, Schrumpfscheibe inklusive
Ritzel
Hohlwelle - Drehmomentstütze
Hohlwelle - Fußmontage
Hohlwelle - Flanschmontage
andere
Netzversorgung U3-phasig 1-phasig
AC DC
V
Hilfsspannung U3-phasig 1-phasig
ACDC
V
Schutzart IP
Explosions- schutz erforderl.
JaNein
S min.
K2K2
h min
M M
main
aux
Vollwelle ohne PassfedernutVollwelle mit Vielkeilverzahnung DIN 5480
Hohlwelle mit Vielkeilverzahnung DIN 5480
Motoradapter mit elastischer Kupplung
Motorschwinge/FundamentrahmenMotorstuhl mit Keilriemenantrieb
4.11 Lagerung Maschinenwelle2 Lager, Getriebe überträgt nur Drehmoment 1 Lager gegenüber Getriebe, das Getriebe wirkt als eine Lagerstelle1 Lager unmittelbar am Getriebe, das Getriebe wirkt als eine Lagerstelle
4.13 Kräfte an der Antriebswelle HSS [X] [...]
Axialkraft F [kN]
Radialkraft F [kN]
Abstand vom Wellenbund X [mm]
Angriffswinkel der Radialkraft [°]
oder umlaufend
A
R
4.12 Kräfte an der Abtriebswelle LSS [X] [...]
Welle 3 Welle 4
Axialkraft F [kN]
Radialkraft F [kN]
Abstand vom Wellenbund X [mm]
Angriffswinkel der Radialkraft [°]
oder umlaufend
A
R
4.15 Zulässige Kühlung (falls erforderlich) [X]
Lüfter
externer Öl-Luft-Kühler
externer Öl-Wasser-Kühler
Nicht zugelassenZugelassen
Kühlwasserverfügbar
JaNein
Motorkonsoleandere, siehe Skizze
Kühldeckel / Kühlpatrone
Kühlwassertemperatur °C
HZ
HZ
Welle 3
Welle 3
Welle 4
Welle 4
Welle 0 Welle 1
Welle 0
Welle 0
Welle 1
Welle 1
Welle 2
Welle 2
Welle 2
α
α
4
3
α
0°FA
- +
X
FR
6
1
2 0
5
Welle 0 Welle 1 Welle 2
Welle 3 Welle 4
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 55
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Schritt 2: Berechnen der Grunddaten – MK2, n2, i, η
Konstantes DrehmomentMK2 PK1 n2 PM η
= Betriebsdrehmoment an LSS [Nm]= Betriebsleistung an HSS [kW]= Abtriebsdrehzahl (LSS) min-1
= Motornennleistung [kW]= Wirkungsgrad
Equivalentes Drehmoment bei Lastkollektiv und konstanterDrehzahl n2
Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Lastbeispiel:
MK2 = Betriebsdrehmoment an LSS [Nm]
= Zeitanteil der Last
I, II,...n = Lastfälle
Übersetzungn1 = Antriebsdrehzahl (HSS) min-1
n2 = Abtriebsdrehzahl (LSS) min-1
Für Getriebe gelten folgende Wirkungsgrade – η
η = f (i; Getriebetyp)
Der Wirkungsgrad des Getriebes wird hauptsächlich durch die Verzahnungs- und Lagerreibung wie auch durch Planschverluste bestimmt. Für die Berechnung gelten für Tauch- und Druckschmierung folgende Richtwerte:
X2F.. = 0.975 X3F.. = 0.96X4F.. = 0.94X2K.. = 0.97X3K.. / X3T.. = 0.955X4K.. / X4T.. = 0.935
P= K1MK2
ηxn2
9550xBemerkung: Falls nicht bekannt ist -> = PK1
PK1 P M [Nm]
× ×t= IMK2equiv (M )K2I
t II+t n(M )K2II
+ .... (M )K2n×
6.66.66.66.6
Σ tNΣ tN Σ tN
I
II III IV
t I t II t III t IV
Σ tN
MK2 MK2
MK2 MK2 MK2
MK2equi
I
IIIII
IV
Σ tN
t I
Σ tN
t I....
i =n
n
1
2
56 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
Schritt 3: Auswahl der Anwendungsfaktoren
Anwendungsspezifischer Betriebsfaktor - FS minDer anwendungsspezifische Betriebsfaktor FS min berücksichtigt das typische Lastver-halten in Bezug auf die Arbeitsmaschine.Empfohlene Werte in Bezug auf• Anwendungsbereich• Art der Arbeitsmaschine• Betriebszeit / Tagsind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Anwendungsspezifischer Betriebsfaktor FS min
Spitzenlastfaktor FF auf Seite 59Anlauffaktor Fstart auf Seite 59
HINWEISDiese Tabellen gelten nur für von Elektromotoren angetriebene Getriebe. Für andereArten von Antriebsmotoren gelten die folgenden Korrekturwerte:• Verbrennungsmaschinen mit vier oder mehr Zylindern:
• FS min (Auswahltabelle) + 0,25
• Verbrennungsmaschinen mit einem bis drei Zylindern: FS min (Auswahltabelle) + 0,5
HINWEISBei Abweichen vom typischen Lastverhalten, bitten wir um Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 57
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Anwendungsbereich Art der Anwendung(Arbeitsmaschine)
Anwendungsspezifischer Betriebsfaktor FS minBetriebszeit / Tag
< 3 h 3-10 h > 10 h
Abwasserbehandlung
Kreiselbelüfter - 1.80 2.00
Eindicker 1.15 1.25 1.50
Vakuumfilter 1.15 1.30 1.50
Sammler 1.15 1.25 1.50
Schneckenpumpe - 1.30 1.50
Bürstenbelüfter - - 2.00
Bergbau
Brecher 1.55 1.75 2.00
Rüttler und Siebe 1.55 1.75 2.00
Schwenkwerke - 1.55 1.80
Schaufelradbagger 1) 1) 1)
Energie
Frequenzumformer - 1.80 2.00
Wasserräder (langsam drehend) - - 1)
Wasserturbinen - - 1)
Förderanlagen
Becherwerke - 1.40 1.50
Vertikalförderer - sonstige - 1.50 1.80
Gurtbandförderer ≤ 100 kW 1.15 1.25 1.40
Gurtbandförderer > 100 kW 1.15 1.30 1.50
Plattenbandaufgeber - 1.25 1.50
Beschickungsschnecke 1.15 1.25 1.50
Rüttler, Siebe 1.55 1.75 2.00
Rolltreppe 1.25 1.25 1.50
Personenaufzüge 1) 1) 1)
Gummi- und Kunststoffindustrie
Extruder (Kunststoff) - 1.40 1.60
Extruder (Gummi) - 1.50 1.80
Gummiwalzen (2 hintereinander) 1.55 1.75 2.00
Gummiwalzen (3 hintereinander) - 1.50 1.75
Heizwalzen 1.35 1.50 1.75
Kalander - 1.65 1.65
Mühlen 1.55 1.75 2.00
Mischwalzen 1) 1) 1)
Plattenwalzen 1.55 1.75 2.00
Raffinierwalzen 1.55 1.75 2.00
Reifenmaschinen 1) 1) 1)
Holzindustrie Holzindustrie 1) 1) 1)
Krananlagen Krane und Hebezeuge 2) 2) 2)
Lebensmittelindustrie
Brecher und Mühlen - - 1.75
Rübenschneider - 1.25 1.50
Trockentrommeln - 1.25 1.50
Metallerzeugung und -verarbeitung
Wickler - 1.60 1.75
Schneidewalzen 1.55 1.75 2.00
Tischförderer, Einzelantrieb 1) 1) 1)
Tischförderer, Gruppenantrieb 1) 1) 1)
Tischförderer, hin- und herlaufend 1) 1) 1)
Drahtziehmaschinen 1.35 1.50 1.75
Walzen 1) 1) 1)
58 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
Mühlen und Trommeln
Kühl- und Trockentrommeln - 1.50 1.60
Drehrohröfen - - 2.00
Kugelmühlen - - 2.00
Kohlemühlen - 1.50 1.75
Papier- und Zellstoffindustrie
Entrindungstrommeln und -maschinen 1.55 1.80 -
Walzen (Pick-up, Siebsaug- und Siebzugwalzen) - 1.80 2.00
Trockenzylinder (Wälzlager) - 1.80 2.00
Kalander (Wälzlager) - 1.80 2.00
Filter (Druck- und Saugfilter) - 1.80 2.00
Hackmaschinen und Häcksler 1.55 1.75 2.00
Jordanmühlen - 1.50 1.75
Pressen (Rinden-, Filz-, Leim- und Saugpressen) - - 1.75
Rollapparat - - 1.75
Stoffauflöser 1) 1) 1)
Waschfilter - - 1.50
Yankee-Zylinder (Trockner) 1) 1) 1)
Pumpen
Zentrifugalpumpen 1.15 1.35 1.45
Kolbenpumpen (1 Zylinder) 1.35 1.50 1.80
Kolbenpumpen (mehrere Zylinder) 1.20 1.40 1.50
Schneckenpumpen - 1.25 1.50
Rotationspumpen (Zahnrad-, Flügelpumpen) - - 1.25
Rührwerke und Mischer
Rührwerke für Flüssigkeiten 1.00 1.25 1.50
Rührwerke für Flüssigkeiten (variable Dichte) 1.20 1.50 1.65
Rührwerke für feste Medien(ungleichmäßiges Material) 1.40 1.60 1.70
Rührwerke für feste Medien (gleichmäßiges Material)
- 1.35 1.40
Betonmischer - 1.50 1.50
Seilbahnen
Materialbahnen - 1.40 1.50
Pendelbahnen 1) 1)
Schlepplifte 1) 1) 1)
Umlaufbahnen 1) 1) 1)
Standseilbahnen 1) 1) 1)
Ventilatoren
Wärmetauscher 1.50 1.50 1.50
Trockenkühlturm - - 2.00
Naßkühlturm 2.00 2.00 2.00
Gebläse (axial und radial) 1.50 1.50 1.50
Verdichter
Kolbenverdichter - 1.80 1.90
Radialverdichter - 1.40 1.50
Schraubenverdichter - 1.50 1.75
1) Rücksprache mit SEW-EURODRIVE2) Rücksprache mit SEW-EURODRIVE; Auslegung nach FEM1001
Anwendungsbereich Art der Anwendung(Arbeitsmaschine)
Anwendungsspezifischer Betriebsfaktor FS minBetriebszeit / Tag
< 3 h 3-10 h > 10 h
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 59
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Spitzenlastfaktor - FF
Der Spitzenlastfaktor FF berücksichtigt die Überlastfähigkeit von Verzahnung undDrehmoment übertragenden Teilen.
Anlauffaktor - Fstart
Der Anlauffaktor Fstart berücksichtigt die durch den Anlaufvorgang verursachte Überlast.
Schritt 4: Berechnung des erforderlichen Getriebenenndrehmoments - MN2
Konstante Lastrichtung – konstantes Drehmoment:
Reversierende Lastrichtung – konstantes Drehmoment:
Spitzenlastfaktor - FF
Häufigkeit der Spitzenlast pro Stunde
1...5 6...20 21...40 41...80 81...160 > 160
1.0 1.2 1.3 1.5 1.75 2.0
Anlaufmodus Anlauffaktor - Fstart
Direkt 3.0
Sanftanlauf 1.8
Frequenzumrichter 1.5...2.01)
1) einstellungsabhängig
Stern / Dreieck 1.3
Flüssigkeitskupplung ohne Verzögerungskammer 2.0
Flüssigkeitskupplung mit Verzögerungskammer 1.6
MN2MK2FS min
= Getriebenenndrehmoment [kNm]= Betriebsdrehmoment an LSS [kNm]= anwendungsspezifischer Betriebsfaktor
MN2MK2FS min
= Getriebenenndrehmoment [kNm]= Betriebsdrehmoment an LSS [kNm]= anwendungsspezifischer Betriebsfaktor
MN2 FS min [kNm]x MK2>
x 1.43MN2 FS min [kNm]x MK2>
60 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
Schritt 5: Auswahl der Getriebegröße - MN2
Die Auswahl der Getriebegröße basiert auf dem Getriebenenndrehmoment MN2 ent-sprechend den Tabellen der Drehzahl-Leistungsübersichten ab Seite 153.
Zum schnellen Auffinden der Drehzahl-Leistungsübersicht und zur Vorauswahl der Ge-triebegröße kann der Auswahltabellen-Wegweiser auf der Aufklappseite des Katalogsdienen.Ist die Antriebsdrehzahl n1 < 1000 min-1, so kann für MN2 der Wert für 1000 min-1 ver-wendet werden.Für Antriebsdrehzahlen n1 > 1800 min-1 bitten wir um Rücksprache mit SEW-EURODRIVE. Die folgende Tabelle zeigt beispielhaft einen Auszug aus den Auswahltabellen.
X.F200..,n1 = 1000 1/min 79 kNm PTH [kW] 20 °C
i N i ex n2 MN2 PN1[min-1] [kNm] [kW]
6.37.18910
11.212.5141618
6.447.317.989.05
10.0911.4412.6914.3916.2818.47
155137125110998779696154
66.970.171.975.076.879.079.079.079.079.0
11001050970890820740670590520460
340305350315305295310295295280
590530570510490465485460455425
970860890760690630620570530485
950840880760700640640590560510
115010001050920850790800730700650
*)*)*)*)*)*)
210205245235
*)*)
285270350340405385410385
800730880790810760820760760710
1400125014001200115010501050980940860
160014001550135013001200120011001050980
*)*)
255240270260305290305285
445410510465480455495470475450
10509501050930900850880830810760
840760830720690630650590570520
1050960
1050900860790820750730670
2022.42528
31.535.54045505663718090
20.7323.5125.9429.4132.1336.4439.2544.5148.6255.1464.4873.1379.8890.59
4843393431272522211816141311
77.679.079.079.079.079.079.079.079.079.079.079.079.079.0
40536533029026523522019517515513511510595
195190180175175165160160160155140140135135
305290270270265255245240235235210205205200
330305275265255240225215210200175170165160
340320290280270255240230225215190185180175
440415375365355335315305300290255245245235
150145140145145140150145145145135135130130
265255240240240230230230225220205200200195
490465430420415390380370360355315305300295
560520465445430395375360345330285275265255
650600550520510475450430415400350335325315
200190180180180170170170170165150150145145
315300285280280265260255255250225220220215
530500460450445420400390380370325320315305
340320290280275255250240235225200195190185
450425390375370350330320315305270265260250
100112125140160180200224250280315355
99.49112.83123.25139.78152.34172.77199.92226.73247.66280.87306.12347.17
108.98.17.26.65.85.04.44.03.63.32.9
79.079.079.079.079.079.079.079.079.079.079.079.0
877770625750433835312825
1101101101059897888687857977
------------
------------
1351301301251151101009797948784
------------
1101051051059795888686857876
------------
------------
185175170165150145130125125120110105
------------
120115120115105105969494928683
------------
------------
1451351351351201201051051051009390
------------
M1M5M4
2/3/4
M1 M5 M4
H O2 H O2
+H O2
H O2 H O2
+H O2
H O2 H O2
+H O2
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 61
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Schritt 6: Auswahl der Motornennleistung - PM
Schritt 7: Prüfen der Spitzenlastbedingungen - MK2 zul; MK2 max
Zulässiges Spitzen-Abtriebsdrehmoment MK2 zul:Konstante Lastrichtung
Reversierende Lastrichtung:
Berechnung des Spitzen-Abtriebsdrehmomentes MK2 max:
* Ist der Anlauffaktor Fstart nicht vorgegeben, berücksichtigen Sie die Seite 59.
Überprüfung der Getriebeauswahl:
PMPK1PK2η
= Motornennleistung [kW]= Betriebsleistung an HSS [kW]= Betriebsleistung an LSS [kW]= Wirkungsgrad
P =PK2
M ηPK1≥ [kW]
HINWEISHalten Sie bei Getrieben mit Badschmierung Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
MK2 zulMN2FF
= Zulässiges Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]= Getriebenenndrehmoment [kNm]= Spitzenlast-Faktor
MK2 zulMN2FF
= Zulässiges Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]= Getriebenenndrehmoment [kNm]= Spitzenlast-Faktor
MK2 maxPMFstartn2η
= Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]= Motornennleistung [kW]= Anlauffaktor = Abtriebsdrehzahl [min-1]= Wirkungsgrad
MK2 maxMK2 zul
= Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]= Zulässiges Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]
M =K2 zul
2 x MN2
FF
[kNm]
M =K2 zul
2 x MN2
FF
[kNm]x 0.7
M =K2 maxP x 9.55 M
n2 [kNm]
x ηx
Fstart*
MK2 zul
MK2 max
≤
62 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
Schritt 8: Überprüfen der Wärmegrenzleistung - PTUnter der Wärmegrenzleistung PT eines Getriebes versteht man die Leistung, die mitdem Getriebe übertragen werden kann, ohne dass eine bestimmte Öltemperatur über-schritten wird.
Die Wärmegrenzleistung PT hängt von den folgenden Faktoren ab:• Umgebungstemperatur• Luftzirkulation und Sonneneinstrahlung am Aufstellungsort• Aufstellungshöhe• Wärmeleitung in das Fundament am Aufstellungsort• Getriebeart, -baugröße, -übersetzung • Fremdkühlungsart des Getriebes• Schmierungsart des Getriebes• Schmierstoffart• Einschaltdauer
Für die folgenden Umgebungsbedingungen kann die Wärmegrenzleistung direkt ausden Auswahltabellen ab Seite 153 abgelesen werden:• Umgebungstemperatur 20 °C • Aufstellung in einer großen Halle (Luftgeschwindigkeit ≥ 1.4 m/s)• natürliche Kühlung oder Kühlung mit
– Lüfter– Einbaukühler (Wasserkühldeckel bzw. Wasserkühlpatrone)– Kombination von Lüfter mit Wasserkühlpatrone
• Fundament als Stahlunterkonstruktion• Aufstellhöhe < 1000 m ü. NN
HINWEIS• Bei abweichenden Umgebungstemperaturen und Schmierungsarten kann die
Wärmegrenzleistung PT mit Hilfe des Temperaturfaktors fT und des Schmierungs-faktors fL errechnet werden. Die daraus resultierenden Berechnungsergebnissesind Näherungswerte. Zur Ermittlung der exakten Werte halten Sie Rücksprachemit SEW-EURODRIVE.
• Grundsätzlich ist bei Aufstellung im Freien auf ausreichenden Schutz gegen Son-neneinstrahlung zu achten!
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 63
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Für folgende Schmierungsarten und Raumlagenkombinationen, finden Sie in den Aus-wahltabellen ab Seite 153 die Wärmegrenzleistung PTH des Getriebes [kW]. Für andereKombinationen kann mit Hilfe von Faktoren die Wärmegrenzleistung bestimmt werden.
Schmierungsarten / Raumlagen
X.F.. X.K.. X.T..
M1 M5 M4 M1 M5 M4 M1 M3 M4
X.F100 X.K100 X.T100 *
X.F110 X.K110 X.T110 *
X.F120 X.K120 X.T120 *
X.F130 X.K130 X.T130 *
X.F140 X.K140 X.T140 *
X.F150 X.K150 X.T150 *
X.F160 X.K160 X.T160 *
X.F170 X.K170 X.T170 *
X.F180 X.K180 X.T180 *
X.F190 X.K190 X.T190 *
X.F200 X.K200 X.T200 *
X.F210 X.K210 X.T210 *
X.F220 X.K220 X.T220 *
X.F230 X.K230 X.T230 *
X.F240 X.K240 X.T240 *
X.F250 X.K250 X.T250 *
X.F260 X.K260
X.F270 X.K270
X.F280 X.K280
X.F290 X.K290
X.F300 X.K300
X.F310 X.K310
X.F320 X.K320
SL
BL BL
SL
BL
BL BL
BL
SL
PL
SL
PL
PL
BL
PL
BL
BL
PL
PL PL PL PL
= Badschmierung
= Tauchschmierung
= Druckschmierung
* = Rücksprache mit SEW-EURODRIVE
BL
SL
PL
64 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
Höhenfaktor f1 Die folgende Tablle zeigt den Höhenfaktor f1
Temperaturfaktoren fTDie folgende Tabelle zeigt, den Temperaturfaktor fT abhängig von Schmierungsart, Um-gebungstemperatur und Kühloption.
bei PT < 1/3 x PN1 → Rücksprache mit SEW-EURODRIVE
Die Wärmegrenzleistung des Getriebes muss mindestens so groß sein wie die Betriebs-leistung an der Antriebswelle [HSS].
PT = Wärmegrenzleistung des Getriebes [kW]
PTH = Nennwärmegrenzleistung des Getriebes [kW]. Die Werte in den Auswahltabellen ab Seite 153 sind abhängig von Kühlungsarten, Raumlagen und Schmierungsarten.
f1 = Höhenfaktor
fT = Temperaturfaktor
PT f1 [kW]xPTH fT x=
HöhenfaktorHöhe H [m über NN]
bis 999 1000 - 2000 2000 - 3000 3000 - 4000 4000 - 5000
f1 1.00 0.95 0.91 0.87 0.83
Temperaturfaktor fT
• ohne Zusatzkühlungoder
• mit Lüfter
• mit Kühldeckeloder
• mit Kühlpatroneoder
• mit Kühlpatrone und Lüfter
Schmierungsart Umgebungstemperatur [°C] Umgebungstemperatur [°C]
10 20 30 40 50 10 20 30 40 50
Tauch - und Druckschmierung 1.15 1 0.85 0.7 0.55
1.1 1 0.9 0.8 0.7Badschmierung 1.18 1 0.85 0.65 0.48
PT = Wärmegrenzleistung des Getriebes [kW]
PN1 = Getriebenennleistung
PT = Wärmegrenzleistung des Getriebes [kW]
PK1 = Betriebsleistung an HSS [kW]
PK1
PT
≤
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 65
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Druckschmierungsfaktor fLDie folgende Tabelle zeigt, den Druckschmierungsfaktor fL abhängig von Getriebegrö-ße, Raumlage und Kühloption.
Die Wärmegrenzleistung PT für Druckschmierung kann folgendermaßen berechnetwerden.
HINWEISFür andere Getriebegrößen und Raumlagen mit Druckschmierung, die nicht in denAuswahltabellen ab Seite 153 aufgeführt sind, kann die Wärmegrenzleistung PT mitdem Druckschmierungsfaktor fL berechnet werden.
Druckschmierungsfaktor fLKühloptionen
Getriebegröße Raumlage• ohne Zusatzkühlung• mit Lüfter• mit Kühldeckel
• mit Kühlpatrone• mit Kühlpatrone und Lüfter
XF/XK120-250 M5 1.05 Rücksprache SEW
XF160-250 M4 1.1 Rücksprache SEW
XT160-250 M4 1.1 Rücksprache SEW
Getriebegröße Wärmegrenzleistung PT
XF120-250PT (M4 Druckschmierung) = PT (M1 Tauchschmierung) x fL
PT (M5 Druckschmierung) = PT (M1 Tauchschmierung) x fL
XK120-250 PT (M5 Druckschmierung) = PT (M1 Tauchschmierung) x fL
XT160-210 PT (M4 Druckschmierung) = PT (M3 Druckschmierung) x fL
XT220-250 PT (M4 Druckschmierung) = PT (M1 Druckschmierung) x fL
66 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
Auslegung der KühlanlageIst die Wärmegrenzleistung PT eines Getriebes mit Kühlung durch Lüfter, Wasserkühl-deckel oder Wasserkühlpatrone nicht ausreichend, kann eine Kühlanlage mit Umlauf-kühlung verwendet werden (siehe Kapitel 5.4.4, 5.4.5, 5.4.6 und 5.4.7).Die richtige Größe der Kühlanlage kann näherungsweise über die Verlustleistung PVdes Getriebes bestimmt werden.
Mithilfe dieser Verlustleistung PV wird der Kühlbedarf ermittelt. Die Auswahl der erfor-derlichen Kühlanlage geschieht dann über die Tabellen (siehe Kapitel 5.4.4, 5.4.5, 5.4.6und 5.4.7) der verschiedenen Umlaufkühlungstypen.Dabei muss die Verlustleistung PV des Getriebes kleiner sein als die Kühlleistung derKühlanlage.PV < Kühlleistung Kühlanlage [kW]
Darüber hinaus ist die Auswahl der passenden Kühlanlage von folgenden Faktoren ab-hängig:• tatsächlich zu kühlender Verlustleistung• vorliegende Kühlwassertemperatur und Volumenstrom• Umgebungstemperatur• Verhältnis von Ölmenge im Getriebe zu Ölvolumenstrom Kühlanlage > 2
PVPK1η
= Verlustleistung [kW]= Betriebsleistung an HSS [kW]= Wirkungsgrad siehe Seite 55 (nur gültig für Tauch- oder Druckschmierung)
P =V (1 – ) [kW]ηP x K1
HINWEISHalten Sie zur Auswahl der für Ihre Umgebungsbedingungen geeigneten Umlaufküh-lung bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 67
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
Schritt 9: Prüfen der äußeren Zusatzkräfte - FR:
Abhängigkeiten Die zulässigen äußeren Zusatzkräfte hängen von den folgenden Faktoren ab:• Betriebsfaktor• Erforderliche Lagerlebensdauer• Richtung der Axialkraft (von oder zum Getriebe)• Angriffswinkel der Querkraft (umlaufend oder im bestimmten Angriffswinkel)• Angriffspunkt der Querkraft bezogen auf den Wellenbund• Verhältnis von Axial und Querkraft
Definition des Kraftangriffs
Querkraft ermitteln Bei der Ermittlung der entstehenden Querkraft muss berücksichtigt werden, welchesÜbertragungselement an das Wellenende angebaut wird. Für verschiedene Übertra-gungselemente müssen folgende Zuschlagsfaktoren fZ berücksichtigt werden.
Die Querkraftbelastung an der Getriebewelle wird dann folgendermaßen berechnet:
61440AXX
α
0°FA
X
FR
+–
HINWEISDie Definition des Kraftangriffs erfolgt immer mit Blick auf das Abtriebswellenende.
Übertragungselement Zuschlagsfaktor fZ Bemerkungen
Zahnräder 1.15 < 17 Zähne
Kettenräder 1.40 < 13 Zähne
Kettenräder 1.25 < 20 Zähne
Schmalkeilriemen-Scheiben 1.75 Einfluss der Vorspannkraft
Flachriemenscheiben 2.50 Einfluss der Vorspannkraft
Zahnriemenscheiben 1.50 Einfluss der Vorspannkraft
FR = Querkraftbelastung [N]
MK2 = Drehmoment [kNm]
d0 = mittlerer Durchmesser des angebauten Übertragungselementes [mm]
fZ = Zuschlagsfaktor
=MdF
R[N]
X 2000
d0
x fz
68 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Projektierungsablauf Projektierung von Antrieben
Zulässige Quer-kräfte Abtriebs-welle (LSS)
Die folgende Tabelle zeigt die zulässige Querkraft an Standardvollwellen, die für fol-gende Bedingungen gelten:• Angriffspunkt der Querkraft ist die Mitte des Wellenendes• Es wirkt keine äußere Axialkraft FA auf die Abtriebswelle• Der Getriebebetriebsfaktor ist 1,3 oder größer• Der Angriffswinkel der Querkraft ist ungünstigst. Bei Montageflanschen mit externen
Querkräften, halten Sie bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
Für die Kraft FR
• Die Drehzahl der Welle ist kleiner oder gleich dem angegebenen WertFür die Kraft FRmax
• Gilt nur für fußmontierte Getriebe in der Raumlage M1.• Statische Querkraft mit konstanter Richtung und Betrag.• Werte gelten bei günstigen Betriebsbedingungen, hierzu Rücksprache mit SEW-
EURODRIVE halten.
X.F..
FR [kN] FRmax [kN]
Getriebegröße X2FS.. X3FS.. X4FS.. X..S.
Drehzahl n2 ≤ 125 min-1 ≤ 70 min-1 ≤ 20 min-1 -
Wellenlage 14, 23 13, 24 14, 23 13, 24 14, 23 13, 24 alle WellenlagenLagerung STD HD STD HD STD HD STD HD STD HD STD HD
X.F100 9.6 - 8 - 16 - 15 - - - - - 30
X.F110 15 - 12 - 22 - 17 - - - - - 39
X.F120 25 - 14 - 32 - 21 - 53 - 42 - 60
X.F130 33 - 25 - 44 - 34 - 68 - 62 - 68
X.F140 35 - 19 - 45 - 30 - 76 - 61 - 87
X.F150 34 - 31 - 53 - 45 - 97 - 82 - 98
X.F160 53 - 37 - 75 - 54 - 124 - 103 - 127
X.F170 53 - 35 - 69 - 51 - 114 - 97 - 131
X.F180 71 - 41 - 93 - 63 - 155 - 125 - 170
X.F190 69 - 41 - 91 - 63 - 153 - 125 - 170
X.F200 80 - 43 - 105 - 68 - 176 - 139 - 190
X.F210 75 - 39 - 99 - 63 - 167 - 132 - 190
X.F220 83 152 39 108 128 195 84 151 230 230 214 230 230
X.F230 77 144 36 102 116 183 74 141 230 230 199 230 230
X.F240 123 217 68 162 184 276 129 221 280 280 280 280 280
X.F250 111 210 58 156 172 269 119 215 280 280 280 280 280
X.F260 56 208 21 145 151 271 88 208 290 290 273 290 290
X.F270 138 258 70 190 213 310 145 262 310 310 310 310 310
X.F280 133 254 67 188 208 310 143 260 310 310 310 310 310
X.F290 73 258 28 171 197 336 110 248 360 360 348 360 360
X.F300 52 257 20 165 175 325 80 230 360 360 318 334 360
X.F310 161 326 60 221 241 400 124 294 400 400 400 400 400
X.F320 149 322 59 212 217 392 92 266 400 400 379 400 400
FR = Querkraftbelastung STD = standard Lagerung
n2 = Abtriebsdrehzahl HD = verstärkte Lagerung
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 69
ProjektierungsablaufProjektierung von Antrieben
4
4
X.K..
Zulässige Axial-kräfte Abtriebs-welle (LSS)
Halten Sie bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
Zulässige Querkräfte und Axialkräfte Antriebswelle (HSS)
Halten Sie bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
FR [kN] FRmax [kN]
Getriebegröße X2KS.. X3KS.. X4KS.. X..S.
Drehzahl n2 ≤ 125 min-1 ≤ 70 min-1 ≤ 20 min-1 -
Wellenlage 03, 04 03, 04 03, 04 alle WellenlagenLagerung STD HD STD HD STD HD
X.K100 10 - 16 - - 30
X.K110 17 - 22 - - - 39
X.K120 26 - 32 - 53 - 60
X.K130 36 - 44 - 68 - 68
X.K140 36 - 45 - 76 - 87
X.K150 39 - 53 - 97 98
X.K160 62 - 75 - 124 - 127
X.K170 56 - 69 - 114 - 131
X.K180 75 - 93 - 155 - 170
X.K190 73 - 91 - 153 - 170
X.K200 91 - 105 - 176 - 190
X.K210 87 - 99 - 167 - 190
X.K220 120 180 128 195 230 230 230
X.K230 113 171 116 183 230 230 230
X.K240 156 243 184 276 280 280 280
X.K250 154 241 172 269 280 280 280
X.K260 - - 151 271 290 290 290
X.K270 - - 213 310 310 310 310
X.K280 - - 208 310 310 310 310
X.K290 - - 197 336 360 360 360
X.K300 - - 175 325 360 360 360
X.K310 - - 241 400 400 400 400
X.K320 - - 217 392 400 400 400
FR = Querkraftbelastung STD = standard Lagerung
n2 = Abtriebsdrehzahl HD = verstärkte Lagerung
HINWEISBei abweichenden Bedingungen halten Sie bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
70 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Beispiel zur Projektierung: Bandantrieb Projektierung von Antrieben
4.3 Beispiel zur Projektierung: BandantriebIm folgenden Projektierungsbeispiel wird die Projektierung eines Bandantriebs gezeigt.
Technische Daten und Einsatzbedingungen
• Kegelstirnradgetriebe, Fußmontage (Raumlage M1), Hohlwelle mit Passfeder• Abtriebsdrehzahl n2 = 35 min-1
• Antriebsdrehzahl Motor n1 = 1470 min-1
• Betriebsleistung an der Abtriebswelle LSS PK2 = 135 kW• Spitzen-Betriebsdrehmoment an der Abtriebswelle LSS MK2 max = 55 kNm• Betriebsdauer: 16 Stunden pro Tag• Das Getriebe wird ein Mal pro Stunde hochgefahren (Häufigkeit der maximalen Ab-
triebsdrehzahl)• Motorsteuerung über Frequenzumrichter• Das Getriebe soll in einer großen Halle unter sehr staubigen Bedingungen und in
einem Umgebungstemperaturbereich von 0 °C…40 °C betrieben werden.• Aufstellungshöhe H = 1200 m• Kundenanforderung: Betriebsfaktor ≥ 1,4
61445AXX
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 71
Beispiel zur Projektierung: BandantriebProjektierung von Antrieben
4
4
Schritt 1: Ausfüllen des Antriebsauslegungsblatts
Schritt 2: Berechnen der Grunddaten
Konstantes Betriebsdrehmoment MK2:
Die Getriebeübersetzung wird mit der folgenden Formel berechnet:
Dieser Wert dient nach Festlegung der Getriebegröße zur Bestimmung der Nenn-übersetzung.
Schritt 3: Auswahl der Anwendungsfaktoren
MK2PK2n2
= Betriebsdrehmoment an LSS [kNm]= Abtriebsleistung [kW]= Abtriebsdrehzahl LSS [min-1]
in1n2
= Übersetzung= Antriebsdrehzahl (HSS) [min-1]= Abtriebsdrehzahl (LSS) [min-1]
P= K2MK2 n2
9550x 135 kW x 955035 min
= 36.8 kNm= -1
i =n
1
n2=
1470
35 = 42
Anwendungsspezifischer Betriebsfaktor(Gurtbandförderer P > 100 kW, t > 10 h/Tag)
FS min = 1.5
Spitzenlastfaktor(1...5 Lastspitzen pro Stunde)
FF = 1.0
Anlauffaktor(Frequenzumrichter)
Fstart = 1.6
72 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Beispiel zur Projektierung: Bandantrieb Projektierung von Antrieben
Schritt 4: Berechnung des erforderlichen Getriebenenndrehmoments
Das erforderliche Getriebenenndrehmoment MN2:
Schritt 5: Auswahl der Getriebegröße
Auswahl eines Getriebes der nächst größeren Drehmomentklasse mit Hilfe der Aus-klappseite am Ende dieses Katalogs.• Getriebenenndrehmoment MN2 = 58 kNmsiehe Auswahltabelle ab Seite 153.• Getriebetyp X3KA180 /B• Nennübersetzung iN = 45 siehe exakte Übersetzung iex = 43.6
Schritt 6: Auswahl der Motornennleistung
Erforderliche Motorleistung:
Auswahl eines Motors der nächst größeren Leistungsklasse: PM = 160 kW
MN2MK2FS min
= Getriebenenndrehmoment [kNm]= Betriebsdrehmoment an LSS [kNm]= anwendungsspezifischer Betriebsfaktor
MN2
FS min
x MK2
≥ = 36.8 kNm x 1.5 = 55.2 kNm
PMPK2PK1
= Motornennleistung [kW]= Betriebsleistung an LSS [kW]= Betriebsleistung an HSS [kW]
η = Wirkungsgrad aus Seite 55
= 135 kW
0.955= 141.4 kWP =
Pk2
M ηPK1
≥
Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X.. 73
Beispiel zur Projektierung: BandantriebProjektierung von Antrieben
4
4
Schritt 7: Prüfen der Spitzenlastbedingungen
Zulässiges Spitzendrehmoment MK2 zul:
Berechnung des Spitzen-Abtriebsdrehmoments MK2 max bezogen auf die Motorleistung:
Das Spitzen-Abtriebsdrehmoment MK2 max darf das zulässige Spitzen-Abtriebsdrehmo-ment MK2 zul nicht überschreiten!
→ Das bedeutet, die gewählte Getriebegröße kann verwenden werden.
MK2 zulMN2FF
= Zulässiges Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]= Getriebenenndrehmoment [kNm]= Spitzenlastfaktor
MK2 maxMK2 zul
= Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]= Zulässiges Spitzen-Abtriebsdrehmoment [kNm]
M =K2 zul
2 x MN2
FF
2 x 58 kNm
1= = 116 kNm
P
=M
MK2 max n
2
9.55x 160 kW x 9.55
35 1/min= 66.7 kNm=
ηx x 0.955x Fstart x 1.6
MK2 zul
MK2 max
≤
≤66.7 kNm 116 kNm
74 Katalog – Stirn- und Kegelstirnradgetriebe Baureihe X..
4 Beispiel zur Projektierung: Bandantrieb Projektierung von Antrieben
Schritt 8: Überprüfen der Wärmegrenzleistung
Die Betriebsleistung PK1 darf die Wärmegrenzleistung PT nicht überschreiten (PK1 ≤ PT). Zusätzliche Kühlung ist erforderlich, wenn PK1 > PT
141.4 kW > 80 kW→ Wärmegrenzleistung bei 40 °C ohne Zusatzkühlung nicht ausreichend
Mit einem Lüfter:
→ Wärmegrenzleistung bei 40 °C mit einem Lüfter ausreichend
Schritt 9: Prüfen der äußeren Zusatzkräfte
Es sind keine äußeren Zusatzkräfte vorhanden.
Schritt 10: Auswahl der optionalen Ausstattung
• staubige Umgebung → Taconite-Abdichtung an der An- und Abtriebswelle (sieheSeite 26).
Schritt 11: Zusammenfassung der technischen Informationen
• Getriebetyp X3KA180 /B• Übersetzung iex = 43.6• Getriebenenndrehmoment MN2 = 58 kNm• Motor PM = 160 kW• Taconite-Abdichtung an der An- und Abtriebswelle• Lüfter auf der Antriebswelle
PTPTHf1fT
= Wärmegrenzleistung [kW]= Nennwärmegrenzleistung [kW]= Höhenfaktor= Temperaturfaktor
PT f1xPTH≥ = 120 kW x 0.95 x 0.7 = 80 kW
= 0.95 siehe Aufstellhöhe 1200 m auf Seite 59f1
fT x
= 0.7 siehe Umgebungstemperatur bei Tauchschmierung ohne Zusatzkühlung auf 59
fT
141.4 kW < 153 kW
PT f1xPTH≥ = 230 kW x 0.95 x 0.7 = 153 kWfT x