A hajtómű-kiválasztás a gépészeti tervezés egyik leggyakrabban alulbecsült feladata. A katalógban egy sor, a gyakorlatban viszont ezen múlik, hogy a berendezés tizenöt évig csendben dolgozik, vagy a második télen már csapágyat cserélünk. Az alábbi öt lépés a homlokkerekes (koaxiális) hajtóművekre vonatkozik, de a logika más típusoknál is érvényes.
1. A terhelésből indulunk, nem a motorból
Az első kérdés nem az, hogy hány kilowattos motor kell, hanem az, hogy mekkora nyomaték kell a hajtott tengelyen, és milyen fordulatszámon. Egy szállítószalagnál ez a vonóerőből és a dobátmérőből, egy keverőnél a keverési ellenállásból, egy emelőnél a terhből és a kötélsebességből számolható. Ha ez megvan, a szükséges teljesítmény egy egyszerű összefüggésből jön:
P [kW] = M₂ [Nm] × n₂ [1/perc] / 9550 / η
ahol η a hajtómű hatásfoka. Homlokkerekes hajtóműnél ez fokozatonként jellemzően 96–98%, ami a csigahajtóművekhez képest jelentős előny, különösen folyamatos üzemben.
2. Az áttétel: a fordulat és a nyomaték cseréje
Egy 4 pólusú, háromfázisú motor kb. 1400 1/perc fordulattal forog. Az i áttétel ezt osztja le, miközben a nyomatékot (a veszteségektől eltekintve) ugyanennyivel szorozza. A fenti diagram egy valós, 0,75 kW-os homlokkerekes sorozat adatait mutatja: i = 3,82 mellett 367 1/perc és 18,8 Nm, míg i = 23,56 mellett már csak 59,4 1/perc, de 116 Nm a kimeneten. Ugyanaz a motor, hatszoros nyomaték.
Ellenőrzésképp: 95,7 1/perc kimenő fordulatnál a képlet 9550 × 0,75 / 95,7 ≈ 74,8 Nm elméleti nyomatékot ad; a katalógus 72 Nm-t ad meg, a különbség éppen a hajtómű vesztesége.
3. Üzemtényező: a „biztonsági tartalék”, amit nem szabad kihagyni
A katalógusokban szereplő sf (service factor) azt mutatja meg, hányszor bírja a hajtómű a motor névleges nyomatékát. Egyenletes terhelésű, napi 8 órás, ritkán induló gépnél 1,0–1,2 is elegendő lehet. Lökésszerű terhelésnél, gyakori indításnál vagy két műszakos üzemnél viszont 1,5 fölötti érték az ajánlott. A tipikus hiba: a tervező pontosan a szükséges nyomatékra méretez, a gép pedig az első elakadásnál túlterheli a fogazást.
4. Beépítés, peremek, csereszabatosság
A homlokkerekes hajtómű egyik nagy előnye a rugalmas beépíthetőség. A korszerű egységek átszerelhető talppal és peremmel készülnek, így ugyanaz a ház vízszintes és függőleges helyzetben is használható. Feltétlenül ellenőrizzük:
- a kimenő tengely átmérőjét és reteszhornyát,
- a talp furatképét vagy a perem osztókörét,
- a tengelymagasságot, ha meglévő gépbe kerül,
- a szerelési helyzetet, mert ettől függ az olajszint és a légző helye.
Meglevő gép felújításánál nagy könnyebbség, ha az új egység méretei a piacon elterjedt gyártmányokkal egyeznek: ilyenkor a gépvázat nem kell átalakítani.
5. Motor és hajtómű egyben
Kis és közepes teljesítménynél (nagyjából 0,12 és 7,5 kW között) szinte mindig érdemes motorral egybeépített, gyárilag olajjal feltöltött egységet választani. Ilyenkor a tengelykapcsoló és a külön alapkeret elmarad, az egytengelyűség gyárilag biztosított. Ha a kimenő fordulatot üzem közben is állítani kell, a háromfázisú motor frekvenciaváltóval kombinálható – alacsony fordulaton azonban figyeljünk a motor hűtésére.
A kiválasztást nagyban gyorsítja, ha a gyártó vagy forgalmazó teljesítményenként táblázatban adja meg a kimenő fordulatot, nyomatékot, áttételt és üzemtényezőt. Jó példa erre a homlokkerekes hajtómű 3 fázisú motorral kínálat, ahol 0,12-től 7,5 kW-ig, kb. 4 és 370 1/perc közötti kimenő fordulattal lehet válogatni.
Összefoglalva
Terhelés → nyomaték és fordulat → áttétel → üzemtényező → beépítés. Ha ezt a sorrendet tartjuk, a hajtómű nem a gép gyenge pontja lesz, hanem az a része, amelyre évekig nem kell gondolni.