TANDWIELOVERBRENGING. WAT IS DAT?

      HET VERMINDEREN

      OF HET VERGROTEN

      VAN HET AANTAL 

      OMWENTELINGEN.

TANDWIELOVERBRENGING.

(Tandwieloverbrenging enkelvoudige reductie aangedreven door één machine. In de afbeelding staat de 'M' voor machine en 'S' voor shaft, de as.) 

Een tandwieloverbrenging wordt gebruikt voor het overbrengen van de draaiende beweging van een as op een andere as door middel van raderen die aan de omtrek bezet zijn met tanden of inkepingen.

Tandwiel overbrenging wordt aan boord van schepen toegepast om het hoge toerental van de hoofdmachine te reduceren tot een, met het oog op een gunstig rendement, lager aantal omwentelingen per minuut voor de schroef; bijvoorbeeld bij snellopende dieselmotoren van 500 tot ongeveer 125 en bij stoomturbines van 7000 tot 220 of minder.

(Tandwieloverbrenging enkelvoudige reductie aangedreven door twee machines.)

Bij enkele schepen met zuigerstoommachines werd in het midden van de 19e eeuw ook reeds een tandwieloverbrenging toegepast, maar met het doel om het zeer geringe aantal omwentelingen te verhogen tot een voor de schroef gunstig aantal omwentelingen.

De eerste tandwielreductiekasten werden in 1892 toegepast door De Laval voor een 15 pk proefturbine-installatie en in 1897 door Charles Parsons voor een 10 pk installatie.

(Tandwieloverbrenging dubbele reductie achter elkaar door twee machines.)

Het eerste turbine schip dat met een eenvoudige tandwielreductie werd uitgerust was de ss.'Vespasian'.
Hierin stond een 100 pk stoomturbine met een reductiekast van 1450- tot 73 omwentelingen.
Met de verdere ontwikkeling van de stoomturbine werd het mogelijk hogere omtreksnelheden toe te passen, waardoor turbines van relatief kleine afmetingen voor grote vermogens konden worden gebouwd.

(Tandwieloverbrenging dubbele reductie in elkaar door twee machines.)

Het lage aantal omwentelingen per minuut nodig voor een gunstig schroefrendement van schroeven voor koopvaardijschepen, kan dan niet meer via een enkelvoudige reductietandwielkast worden bereikt. Men past in dat geval een dubbele reductie toe.
Voor oorlogsschepen met hoge schroeftoerentallen kon aanvankelijk volstaan worden met een enkelvoudige reductiekast, evenals bij koopvaardijschepen met snellopende dieselmotoren.
Een tandwielkast met dubbele reductie werd het eerst toegepast in 1917.

(Tandwieloverbrenging dubbele reductie aangedreven door één machine, primaire rondsel drijft twee wielen aan, 'locked train'.)

Hiervan zijn diverse uitvoeringen, waarvan de toepassing afhankelijk is van de beschikbare ruimte, het type van de hoofdmachine en het te overbrengen vermogen.
De primaire wielen die rechtstreeks door de machine worden
aangedreven, noemt men rondsels. 
De breedte van de tandkransen is hierbij enige malen groter dan de diameter. De secundaire, door de rondsels aangedreven wielen noemt men tandwielen. Hierbij is de diameter van het wiel meestal groter dan de breedte van de tandkrans.

(Tandwieloverbrenging dubbele reductie aangedreven door twee machines, primaire rondsels drijven twee wielen aan, 'locked train'.)

Met het oog op een geruisarme gelijkmatige ingrijping worden de tandwielen gefreesd, gedraaid geslepen. Teneinde de hierdoor optredende ontbonden tanddruk in axiale richting te elimineren wordt de vertanding op de velgen via de rondsels en wielen steeds dubbel uitgevoerd met de spiraalvormige tandflanken tegengesteld aan elkaar. De verhouding van de diameter van de rondsels en wielen wordt bepaald door het primaire en secundaire toerental.
Bij het overbrengen van zeer grote vermogens worden de diameters, de tandflanken en de buigspanningen in de tanden zo groot, dat het afgegeven vermogen van het rondsel gelijktijdig moet worden verdeeld over twee tandwielen, waar het rondsel dus tussen gemonteerd is; locked train.

Dit vereist een zeer nauwkeurige tandfabricage, uitlijning en legering, aangezien anders de kans bestaat dat de tandflanken van het rondsel voornamelijk aanliggen tegen de tandflanken van een der twee tandwielen, die dan het grootste deel van het vermogen zouden moeten overbrengen. Hierdoor zouden ontoelaatbare spanningen en vervormingen optreden.

Wanneer een schroef door twee of meer hoofdmachines wordt aangedreven, of door machines welke slechts één draairichting hebben, is naast de tandwielkast een of andere vorm van koppeling, respectievelijk koppeling en omkeerinstallatie nodig. Indien gedurende de vaart moet kunnen worden gekoppeld, dient de koppeling zo te worden uitgevoerd, dat de te koppelen assen eerst worden gesynchroniseerd wat het aantal omwentelingen per minuut betreft.
Koppelingen kunnen worden uitgevoerd met mechanische, wrijvings-, hydraulische- of elektrische overbrenging van het draaimoment.

PLANITAIRE TANDWIELKAST.

(Tandwieloverbrenging enkelvoudige reductie, planetaire tandwielkast.)

Een bijzonder uitvoering van tandwieloverbrenging is de planetaire tandwielkast. Hiervan bestaan diverse uitvoeringen en toepassingen. Hij kan gebruikt worden als weinig ruimte innemende reductietandwielkast en als onderdeel van een grotere 'conventionele' tandwielkast, waarbij het planetaire gedeelte zodanig is gebouwd dat het als reductiefunctie ook de functie heeft om om de in en uitgaande as in tegengestelde richting te doen draaien.

Als reductie tandwielkast uitgevoerd kan hij gebruikt worden voor een 8- tot 12-voudige reductie. Het principe werkt als volgt:

Het rondsel (1) wordt door de machine aangedreven en grijpt met zijn vertanding gelijktijdig in de vertanding van de drie planeetwielen (2).

Deze planeetwielen zijn met hun assen bevestigd in de planeetdrager (3) welke verbonden is met de aan te drijven as. 

De tanden van de planeetwielen (2) zijn tevens in

ingrijping met een uitwendige tandkrans van het huis (4) dat vast in de scheepsfundatie is gemonteerd. Indien de straal van het rondsel (1) gelijk is aan r1, en de straal van de tandwielkast (4) is aan r4 dan is de overbrengingverhouding

i=r4 gedeeld door r1 + I.

Wordt deze tandwielkast tevens gebruikt als omkeerkast, zoals bij contraroterende schroeven, dan moet de planeetdrager (3) vast verbonden worden met de scheepsfundatie en het huis (4) met de aan te drijven as. De planeetwielen dienen nu alleen als 'omkeer'wielen en de overbrengings-

verhouding i=r4 gedeeld door r1.