Helical Tooth Transmission Gearbox Planetary Reducer AHL -serie for Servo Motor
Planetarisk reduksjon
Planetære reduksjonsmidler har blitt mye brukt i mange bransjer for deres ytelse. Deres unikt utf...
Se detaljerDen fjerde industrielle revolusjonen har brakt enestående krav til bevegelseskontrollpresisjon. Robotarmer må sette sammen mikroelektroniske komponenter med sub-millimeter nøyaktighet. CNC-maskinverktøy må opprettholde stramme toleranser mens du skjærer ved høye hastigheter. Halvlederproduksjonsutstyr må plassere wafere med repeterbarhet på mikronnivå. Medisinske roboter må utføre delikate operasjoner med jevne, tilbakeslagsfrie bevegelser.
Kjernen i disse høypresisjonsbevegelsessystemene ligger girreduseringen. Blant de forskjellige reduksjonsteknologiene som er tilgjengelige, har presisjonsplanetgirreduksjonen dukket opp som den foretrukne løsningen for applikasjoner som krever høy dreiemomenttetthet, lavt tilbakeslag og lang levetid i en kompakt pakke. I motsetning til tradisjonelle parallellakselgirkasser, fordeler planetdesign belastning over flere planetgir, og oppnår eksepsjonell dreiemomentkapasitet i forhold til størrelse.
Denne artikkelen gir en omfattende teknisk sammenligning av presisjonsreduksjoner for planetgir mot alternative teknologier, med fokus på konfigurasjoner av spiral- og cylindriske gir, klassifiseringer av tilbakeslag, dreiemoment, effektivitet og materialvalg. For automasjonsingeniører og innkjøpsfagfolk fungerer denne veiledningen som en referanse for valg av passende planetreduksjon for ulike presisjonskrav, belastningsforhold og driftsmiljøer.
En presisjons planetgirreduksjon er en kompakt overføringsenhet med høyt dreiemoment som bruker et planetgirarrangement for å redusere hastigheten mens dreiemomentet multipliseres. Navnet planetarisk stammer fra bevegelsen til planethjulene, som går i bane rundt det sentrale solutstyret omtrent som planeter som går i bane rundt solen.
Grunnkonstruksjonen består av fire hovedkomponenter. Solgiret er det sentrale giret som mottar kraft fra motorakselen. Planetgirene er flere gir, typisk tre til fem, som går i inngrep med solhjulet og er montert på en roterende planetbærer. Ringgiret er et ytre tannhjul med innvendige tenner som griper inn i planettannhjulene. Planetbæreren holder planetgirene og gir utgangsrotasjonen.
Når solhjulet roterer, driver det planethjulene. Planettannhjulene ruller langs innsiden av det faste tannhjulet. Denne bevegelsen får planetbæreren til å rotere med redusert hastighet, og gir utgangen. Reduksjonsforholdet bestemmes av antall tenner på solhjulet og ringgiret.
Planetarrangementet gir flere iboende fordeler i forhold til konvensjonelle parallellakselgirkasser. Belastningen deles mellom flere planetgir, noe som tillater høyere dreiemomentkapasitet for en gitt størrelse. Koaksiale inngangs- og utgangsaksler forenkler maskindesign. Den symmetriske lastfordelingen reduserer lagerbelastningen og forlenger levetiden. Den kompakte konstruksjonen oppnår høye reduksjonsforhold i en kort aksial lengde.
Presisjons planetariske reduksjonsmidler skiller seg fra standard planetgirkasser ved deres tette tilbakeslagsspesifikasjoner, høy vridningsstivhet og nøyaktige posisjoneringsevne. Tilbakeslag, målt i bueminutter eller buesekunder, refererer til tapt bevegelse mellom inngang og utgang når rotasjonsretningen reverserer. Presisjonsreduksjonsmidler oppnår tilbakeslag under 5 bueminutter, med noen høypresisjonsmodeller som når 1 bueminutt eller bedre.
Det mest grunnleggende designvalget innen planetreduksjonsteknologi er girtanngeometrien: spiralformet eller sporformet. Dette valget påvirker støy, dreiemomentkapasitet, effektivitet og kostnader.
Sporplanetgir har tenner som er rette og parallelle med giraksen. Tennene griper inn langs hele bredden samtidig, og skaper en linjekontakt. Denne designen er enklere å produsere og har ingen aksial trykkbelastning, noe som forenkler lagervalg. Imidlertid produserer det plutselige inngrepet i full bredde støy og vibrasjoner, spesielt ved høye hastigheter. Spur planetreduksjoner er egnet for applikasjoner der lavhastighetsdrift er akseptabelt og støy ikke er et primært problem.
Spiralformede planetgir har tenner som er kuttet i en vinkel til giraksen, typisk 15 til 25 grader. Tennene griper inn gradvis i stedet for samtidig, med kontaktpunktet som beveger seg langs tannbredden når tannhjulene roterer. Dette gradvise engasjementet resulterer i jevnere, roligere drift. Heliske gir har også høyere kontaktforhold, noe som betyr at flere tenner er i kontakt når som helst, fordeler belastningen jevnere og tillater høyere dreiemomentoverføring.
Tabellen nedenfor sammenligner spiralformede og sporplanetariske reduksjoner på tvers av nøkkelparametere.
| Parameter | Helical Planetarisk reduksjon | Spur Planetary Reducer |
|---|---|---|
| Tannengasjement | Progressiv og overlappende | Samtidig full bredde |
| Driftsstøy | Lav 60-70 dB typisk | Moderat til høyt 70-85 dB |
| Vibrasjonsnivå | Lavt | Moderat til høy |
| Maksimal hastighet | Høyere opp til 6000 RPM | Lavter up to 3000 RPM |
| Dreiemomentkapasitet | Høyere for samme størrelse | Lavter |
| Aksial skyvebelastning | Tilstede krever trykklager | Ingen |
| Produksjonskompleksitet | Høyere krever spesialisert sliping | Lavter |
| Kostnad | Høyere | Lavter |
| Tilbakeslagsevne | 1 til 3 bueminutter | 3 til 5 bueminutter |
| Beste applikasjon | Høy hastighet, presisjon, lav støy | Lavt speed, cost sensitive |
For presisjonsapplikasjoner som robotikk, CNC maskineringssentre og halvlederutstyr er spiralformede planetreduksjonsmidler sterkt foretrukket. Jo jevnere drift og lavere tilbakeslag rettferdiggjør den høyere kostnaden. For enkel indeksering eller lavhastighetstransportørdrift kan planetreduksjonsrør være tilstrekkelig.
Harmoniske drivreduksjoner er en konkurrerende presisjonsgirteknologi som bruker elastisk deformasjon av en fleksibel spline for å oppnå svært høye reduksjonsforhold med null tilbakeslag. Å forstå forskjellene hjelper ingeniører å velge riktig teknologi for hver applikasjon.
Harmoniske drivreduksjoner består av tre komponenter. Bølgegeneratoren er en elliptisk lagerenhet som monteres på inngangsakselen. Flexspline er et tynt, fleksibelt koppformet gir som deformeres for å matche bølgegeneratorens form. Den sirkulære spline er et stivt indre tannhjul som griper inn i flexspline. Når bølgegeneratoren roterer, deformerer den flexspline, noe som får den til å gripe inn i den sirkulære spline på to punkter og rotere med redusert hastighet.
Tabellen nedenfor sammenligner planetariske og harmoniske drivreduksjonsenheter.
| Parameter | Planetary Reducer | Harmonisk drivreduksjon |
|---|---|---|
| Tilbakeslag | 1 til 5 bueminutter | Null tilbakeslag |
| Enkelt-trinns forholdsområde | 3 til 100 | 30 til 160 |
| Maksimal dreiemomenttetthet | Høy | Veldig høy |
| Vridningsstivhet | Høy | Moderat |
| Effektivitet | 93 til 98 prosent | 60 til 85 prosent |
| Levetid | Veldig lang 20000 timer | Begrenset av flexspline-tretthet |
| Kostnad | Moderat til høy | Høy |
| Støtbelastningstoleranse | Utmerket | Dårlig flexspline kan sprekke |
| Beste applikasjon | Generell presisjonsbevegelse | Ultra presisjon, veldig høyt forhold |
For applikasjoner som krever svært høye reduksjonsforhold i en kompakt pakke, for eksempel robotkoblinger, utmerker harmoniske drivenheter. For applikasjoner som krever høy effektivitet, lang levetid og toleranse for støtbelastninger, er planetreduksjonsmidler overlegne. For generell automatisering der 1 til 3 bueminutt tilbakeslag er akseptabelt, gir planetreduksjonsmidler den beste verdien.
Tilbakeslag er den mest kritiske spesifikasjonen for presisjonsreduksjoner for planetgir i posisjoneringsapplikasjoner. Det påvirker direkte nøyaktighet, repeterbarhet og systemstabilitet.
Tilbakeslag uttrykkes vanligvis i bueminutter eller buesekunder. Ett bueminutt er en sekstiendedel av en grad. Ett buesekund er en sekstiendedel av ett bueminutt. Til sammenligning er vinkelbredden til et menneskehår sett fra 10 meter omtrent 2 buesekunder.
Standard presisjons planetariske reduksjonsmidler er tilgjengelig i flere tilbakeslagsklasser.
| Tilbakeslag Class | Tilbakeslag Range (arcmin) | Typiske applikasjoner |
|---|---|---|
| Standard | 10 til 15 | Transportører, pakkemaskineri, enkel indeksering |
| Presisjon | 5 til 8 | Generell automatisering, materialhåndtering |
| Høy Precision | 3 til 5 | CNC-rutere, plukke- og plassermaskiner |
| Ultra presisjon | 1 til 3 | Robotikk, medisinsk utstyr, romfart |
| Ekstrem presisjon | 0,5 til 1 | Halvlederproduksjon, optiske systemer |
For å oppnå lavt tilbakeslag krever presis produksjon av gir, hus og lagre. Tannhjulene må slipes etter varmebehandling for å opprettholde nøyaktigheten. Lagerforspenningen må kontrolleres for å eliminere aksialt og radialt slark. Husboringene må maskineres med små toleranser på senteravstander.
For en gitt applikasjon kan det nødvendige tilbakeslaget estimeres ut fra kravet til posisjoneringsnøyaktighet. Et roterende bord som må plasseres innenfor pluss eller minus 0,01 grader krever en reduksjonsgir med tilbakeslag under 0,02 grader eller 1,2 bueminutter. En robotarm som gjentar seg innenfor 0,1 mm med en radius på 500 mm krever reduksjonsslipp under 0,011 grader eller 0,7 bueminutter.
Når du velger en Presisjon planetarisk girreduksjon , spesifiser den nødvendige tilbakeslagsklassen basert på dine behov for applikasjonsnøyaktighet. Over spesifisering av tilbakeslag øker kostnadene unødvendig. Under spesifikasjon av tilbakeslag vil resultere i posisjoneringsfeil.
Momentangivelser definerer den maksimale belastningen en planetreduksjon kan overføre. Å forstå de forskjellige klassifiseringene forhindrer overbelastning og for tidlig feil.
Nominelt dreiemoment er det maksimale kontinuerlige dreiemomentet som kan overføres uten å overskride produsentens temperaturøkningsgrense. Ved nominelt dreiemoment kan reduksjonsbryteren fungere kontinuerlig i sin designlevetid, typisk 10 000 til 20 000 timer. Det nominelle dreiemomentet er begrenset av tannhjulets bøyestyrke, utmattelseslevetid for tanntannkontakt og lagerlevetid.
Nødstoppmomentet er det maksimale momentane dreiemomentet som kan påføres uten permanent skade. Denne vurderingen er vanligvis 2 til 3 ganger det nominelle dreiemomentet. Nødstoppmomentet er begrenset av den ultimate styrken til girene, akslene og huset. Gjentatt bruk av nødstoppmoment reduserer utmattelseslevetiden.
Maksimalt akselerasjonsmoment er dreiemomentet som kan brukes under motorakselerasjon og retardasjon. Denne vurderingen er vanligvis 1,5 til 2 ganger det nominelle dreiemomentet. Akselerasjonsmomentet er begrenset av girtannstyrken under støtbelastning og lagerets dynamiske kapasitet.
Servicefaktorer justerer det nødvendige dreiemomentet basert på bruksforholdene.
| Servicetilstand | Servicefaktor | Eksempelapplikasjoner |
|---|---|---|
| Jevn belastning, jevn drift, mindre enn 10 starter i timen | 1.0 | Vifter, blåsere, stødige transportører |
| Moderat shock, frequent starts, dusty environment | 1.5 | Emballasje maskineri, miksere |
| Kraftig sjokk, høy omgivelsestemperatur, kritisk pålitelighet | 2.0 | Knusere, stansepresser, roboter med høy akselerasjon |
For å velge en reduksjonsgir, beregne det nødvendige utgående dreiemomentet basert på belastningstregheten og akselerasjonen. Multipliser det kontinuerlige dreiemomentkravet med servicefaktoren. Velg en reduksjonsgir med nominelt dreiemoment lik eller større enn denne beregnede verdien.
Presisjonsreduksjoner for planetgir er svært effektive transmisjonsenheter, men effektiviteten varierer med antall trinn, girtype og belastningstilstand.
Enkeltrinns planetreduksjonsmidler oppnår typisk effektiviteter på 95 til 98 prosent. To-trinns reduserere, som kombinerer to planetariske trinn i serie, oppnår 93 til 96 prosent effektivitet. Tre-trinns reduksjonsmidler oppnår 90 til 94 prosent effektivitet. Effektivitetstapet fra hvert ekstra trinn er omtrent 1,5 til 2,5 prosent.
Spiralformede planetreduksjonsmidler har litt høyere effektivitet enn sporplanetreduksjoner ved samme dreiemoment fordi det progressive inngrepet reduserer slagtap. Den aksiale skyvekraften fra spiralformede tannhjul gir imidlertid lagerfriksjon, noe som delvis oppveier fordelen med girinngrep. Ved full belastning er forskjellen typisk 0,5 til 1,0 prosent til fordel for spiralformede design.
Virkningsgraden er litt høyere ved full belastning enn ved lett belastning. Ved lav belastning utgjør de konstante friksjonstapene fra tetninger og lagre en større andel av den overførte effekten. Ved høy belastning nærmer girinngrepseffektiviteten det teoretiske maksimum.
For applikasjoner med kontinuerlig drift, som transportsystemer eller trykkpresser, påvirker effektivitet direkte energikostnadene. En effektivitetsforskjell på to prosentpoeng på en 5 kilowatt-stasjon som kjører 6000 timer per år representerer omtrent 600 kilowattimer med ekstra energiforbruk årlig.
For periodisk drift, som robotikk eller maskinverktøy, er effektiviteten mindre kritisk fordi motoren bruker mye av tiden på lav belastning eller i hvile. De primære hensynene er akselerasjonsmoment og posisjoneringsnøyaktighet snarere enn steady state-effektivitet.
Presisjonsreduksjoner for planetgir er tilgjengelige i enkelt-, to- og tre-trinns konfigurasjoner. Hvert trinn består av ett sett med solutstyr, planetgir, ringgir og planetbærer.
Entrinns reduksjonsgir gir reduksjonsforhold typisk fra 3 til 10 til 1. Det maksimale enkelttrinnsforholdet er begrenset av den fysiske størrelsen på solhjulet i forhold til ringgiret. Et forhold på 3 til 1 har et relativt stort solhjul med god akselstyrke. Et forhold på 10 til 1 har et veldig lite solhjul, som kan ha utilstrekkelig akseldiameter for bruk med høyt dreiemoment.
To-trinns reduksjoner kombinerer to planetariske trinn i serie. Første trinns utgang driver andre trinns solutstyr. To-trinns reduksjonsforhold varierer typisk fra 15 til 100 til 1. Det totale forholdet er produktet av de to trinnsforholdene. For eksempel, et 5 til 1 første trinn multiplisert med et 10 til 1 andre trinn gir et totalt forhold på 50 til 1.
Tre-trinns reduksjonsgir gir forhold fra 150 til 1000 til 1 eller høyere. Tre-trinns reduksjonsgir er betydelig lengre enn enkelt- eller to-trinns enheter. Den ekstra lengden kan overstige tilgjengelig plass i kompakte maskinkonstruksjoner.
Tabellen nedenfor viser typiske reduksjonsforhold for ulike trinnkonfigurasjoner.
| Konfigurasjon | Typisk forholdsområde | Lengde i forhold til enkelttrinn | Effektivitet |
|---|---|---|---|
| Enkelt trinn | 3 til 10 | 1,0 x | 95 til 98 prosent |
| To trinn | 15 til 100 | 1,6 til 1,8 x | 93 til 96 prosent |
| Tre trinn | 150 til 1000 | 2,2 til 2,5 x | 90 til 94 prosent |
For et gitt nødvendig forhold er reduksjonsanordninger for høyere trinn generelt dyrere og mindre effektive enn reduksjonsanordninger med lavere trinn. Velg derfor alltid det laveste trinntallet som kan oppnå det nødvendige forholdet. Unngå å bruke en tre-trinns redusering når en to-trinns redusering med samme forhold er tilgjengelig.
Materialene som brukes i presisjonsreduksjoner for planetgir påvirker direkte dreiemomentkapasitet, slitestyrke og levetid. Girmaterialer og varmebehandling er spesielt kritiske.
Gir er vanligvis produsert av kasseherdet legert stål. Vanlige karakterer inkluderer 20MnCr5, 16MnCr5, 8620 og tilsvarende materialer. Legeringssammensetningen inkluderer mangan, krom og noen ganger molybden for å forbedre herdbarheten og kjernestyrken. Disse legeringene gir en utmerket kombinasjon av overflatehardhet og kjerneseighet.
Case-herding skaper et hardt, slitesterkt overflatelag over en tøff, støtsikker kjerne. Den typiske kassedybden er 0,5 til 0,8 mm for små gir og 1,0 til 1,5 mm for større gir. Overflatehardheten er typisk 58 til 62 HRC for kasseherdede gir. Kjernehardheten er 30 til 40 HRC, noe som gir seighet for å absorbere støtbelastninger.
Etter varmebehandling må girene slipes for å oppnå nødvendig nøyaktighet. Sliping fjerner forvrengning forårsaket av varmebehandlingsprosessen og produserer den endelige tannprofilen. For presisjonsreduksjoner er girene profilslipt til kvalitetsgrad 5 eller bedre i henhold til ISO 1328. For ultrapresisjonsreduksjoner kreves grad 3 eller bedre.
Planetbæreren er vanligvis produsert av høyfast støpejern eller smidd stål. Bæreren må være stiv for å opprettholde nøyaktig planetgirposisjonering under belastning. Fleksible bærere gjør at planetgirene kan feiljustere, noe som forårsaker ujevn lastfordeling og redusert levetid.
Ringgiret er også laget av herdet stål. Alternativt bruker noen design en separat ringgirinnsats i et støpejernshus. Innsatsen gjør at ringgiret kan varmebehandles og slipes uavhengig av huset, noe som forbedrer nøyaktigheten.
Lagrene er av høy presisjonskvalitet, typisk P5 eller P4 i henhold til ISO 492. Lagerforspenningen er kontrollert for å eliminere intern klaring som vil bidra til tilbakeslag og redusere stivhet.
Riktig smøring er avgjørende for pålitelig drift og lang levetid til en presisjons planetgirredusering. Smøremidlet skiller tannhjultennene, reduserer friksjonen, transporterer bort varme og beskytter mot korrosjon.
Smøremidlets viskositet må tilpasses driftshastigheten og temperaturen. Høyhastighetsdrift krever olje med lavere viskositet for å redusere kjernetap. Drift med høy belastning og høy temperatur krever olje med høyere viskositet for å opprettholde en tilstrekkelig oljefilm mellom tannhjulstennene.
Syntetiske smøremidler anbefales for presisjons planetariske reduksjonsmidler. Syntetiske stoffer gir bedre viskositetsstabilitet over temperatur, lengre levetid og bedre oksidasjonsmotstand enn mineraloljer. For matforedlingsapplikasjoner kreves smøremidler som oppfyller USDA H1-standarder.
Smøremetoden avhenger av driftshastigheten og monteringsretningen. For horisontal montering med lav hastighet er fettsmøring eller sprutsmøring med olje tilstrekkelig. Tannhjulene dykker ned i oljesumpen og kaster olje på lagrene og de øvre girene. For høyhastighetsdrift eller vertikal montering kan tvungen sirkulasjonssmøring med ekstern pumpe og filter være nødvendig.
Smøreplanen bør baseres på driftstimer i stedet for kalendertid. En typisk tidsplan for oljesmurte reduksjoner er oljeskift hver 2000 til 4000 driftstimer. For kontinuerlig drift betyr dette hver 3. til 6. måned. For periodisk drift kan årlige oljeskift være tilstrekkelig. Fettsmurte reduksjonsmidler krever vanligvis ettersmøring hver 5000 til 10 000 timer.
Regelmessig oljeanalyse kan forlenge skifteintervallet. Oljeprøver testes for viskositet, vanninnhold, surhet og slitasjemetallinnhold. Hvis oljen oppfyller spesifikasjonene, kan den stå i drift. Hvis noen parameter overskrider grensen, bør oljen skiftes.
Inspeksjon bør utføres under oljeskift. Se etter metallpartikler på den magnetiske tappepluggen. Fint metallstøv er normalt når girene slites inn. Større partikler eller biter indikerer skade på gir eller lager og krever umiddelbar undersøkelse. Se etter vannforurensning, som fremstår som melkeaktig olje og forårsaker rust.
Presisjonsreduksjoner for planetgir brukes i et bredt spekter av bransjer. Hver applikasjon stiller forskjellige krav til reduksjonsdesignen.
I robotikk brukes planetreduksjonsmidler i håndledd, albue, skulder og baseledd. Lavt tilbakeslag er avgjørende for nøyaktig posisjonering. Høy torsjonsstivhet er nødvendig for å hindre nedbøyning under belastning. Kompakt størrelse gjør at reduksjonen kan passe inn i robotarmstrukturen. Høy støtbelastningstoleranse beskytter mot støt under kollisjonshendelser.
I CNC-maskinverktøy brukes planetreduksjonsmidler på roterende bord, verktøyvekslere og hjelpeakser. Høy effektivitet er viktig for å minimere varmeutvikling som kan påvirke maskinens nøyaktighet. Høy dreiemomenttetthet gjør at reduksjonsrøret passer inn i maskinens konvolutt. Lang levetid reduserer vedlikeholdsstans.
I halvlederproduksjonsutstyr brukes planetreduksjonsmidler i waferhåndteringsroboter og inspeksjonstrinn. Ekstrem presisjon med sub-arcminute backlash er nødvendig. Renslighet er avgjørende, med spesielle smøremidler som ikke avgasser. Jevn, vibrasjonsfri drift forhindrer skade på delikate wafere.
I romfartsutstyr brukes planetreduksjonsmidler i aktiveringssystemer for flykontroller og antenneposisjonering. Høy pålitelighet og lang levetid er avgjørende. Drift med stort temperaturområde fra minus 40°C til pluss 85°C må støttes. Lettvektsdesign er prioritert.
I medisinsk utstyr brukes planetreduksjonsmidler i kirurgiske roboter, CT-skannere og pasientposisjoneringssystemer. Støysvak drift forbedrer pasientopplevelsen. Jevn, tilbakeslagsfri bevegelse sikrer presis kontroll. Rengjørbarhet og korrosjonsbestandighet er viktig for sterilisering.
Valget av riktig presisjons planetgirreduksjon krever nøye vurdering av brukskrav på tvers av flere parametere.
For høyhastighetsapplikasjoner over 3000 RPM er spiralformede planetreduksjoner avgjørende. Spur planetariske reduksjonsmidler genererer overdreven støy og vibrasjoner ved høye hastigheter. For lavhastighetsapplikasjoner under 1500 RPM kan planetreduksjonsreduksjoner være akseptable hvis kostnadene er hovedproblemet og støy ikke er et problem.
For applikasjoner som krever posisjoneringsnøyaktighet, spesifiser tilbakeslagsklassen basert på systemkravene. Standard tilbakeslag er 10 til 15 bueminutter for enkel indeksering. Presisjonsslipp er 5 til 8 bueminutter for generell automatisering. Høypresisjonsslipp er 3 til 5 bueminutter for CNC-applikasjoner. Ultrapresisjonsslipp er 1 til 3 bueminutter for robotikk og medisinsk utstyr.
For applikasjoner med kontinuerlige driftssykluser, vær oppmerksom på effektivitet og termisk ytelse. Syntetiske smøremidler og tilstrekkelig husoverflate for kjøling forlenger komponentenes levetid. For periodiske driftssykluser er standard smøremidler og naturlig kjøling vanligvis tilstrekkelig.
For applikasjoner med sjokkbelastninger, velg en reduksjonsgir med tilstrekkelig servicefaktor. Kraftig sjokkbelastning fra stansepresser, knusere eller høyakselerasjonsroboter krever servicefaktorer på 2,0 eller høyere. For jevn belastning fra vifter eller stødige transportører er servicefaktor 1,0 tilstrekkelig.
For applikasjoner som krever svært høye reduksjonsforhold som overstiger 100 til 1 i en enkelt enhet, vurder om en totrinns eller tre-trinns planetreduksjon er passende. To-trinns reduksjonsgir gir forhold opp til 100 til 1 med god effektivitet. Tre-trinns reduksjonsgir gir forhold opp til 1000 til 1, men med redusert effektivitet og økt lengde.
Ved å forstå de tekniske sammenligningene og designbetraktningene som presenteres i denne artikkelen, kan automasjonsingeniører og innkjøpsfagfolk trygt velge riktig presisjons planetgirredusering for deres spesifikke applikasjonskrav.
Q1: Hva er forskjellen mellom en presisjon planetgirreduksjon og en standard planetgirkasse?
A: Presisjons planetariske reduksjonsmidler er produsert med strammere toleranser, noe som resulterer i lavere tilbakeslag (vanligvis 1 til 5 bueminutter mot 10 til 15 bueminutter for standardenheter), høyere torsjonsstivhet og bedre posisjoneringsnøyaktighet. Presisjonsreduksjonsmidler bruker bakkegir, høyverdige lagre og kontrollert lagerforspenning. Standard girkasser bruker tømmergir og lagre av kommersiell kvalitet. Presisjonsreduksjonsmidler koster mer, men er nødvendige for robotikk, CNC og halvlederapplikasjoner.
Spørsmål 2: Hvordan beregner jeg det nødvendige dreiemomentet for en planetreduksjon i en robotapplikasjon?
A: Beregn dreiemomentet som kreves ved utgående aksel basert på belastningstregheten og maksimal akselerasjon. Legg til dreiemomentet som kreves for å overvinne friksjon og tyngdekraft. Multipliser med servicefaktoren, vanligvis 1,5 til 2,0 for robotikk. Velg en reduksjonsgir med nominelt dreiemoment lik eller større enn denne verdien. Kontroller deretter at nominell nødstoppmoment overskrider toppmomentet som kan oppstå under en krasj eller nødstopp.
Spørsmål 3: Kan en presisjon planetarisk redusering drives tilbake?
A: Ja, planetreduksjonsanordninger er generelt tilbakekjørbare, noe som betyr at utgangsakselen kan rotere inngangsakselen. Det bakre kjøremomentet er typisk 50 til 70 prosent av det forovergående dreiemomentet ved samme hastighet. Denne egenskapen er nyttig for manuell posisjonering eller for applikasjoner hvor eksterne krefter må kunne flytte lasten. For applikasjoner som krever ikke-ryggkjøring, for eksempel vertikale akser som må holde posisjon når strømmen fjernes, er det nødvendig med en brems eller en snekkegirkasse.
Spørsmål 4: Hva er den typiske levetiden til en presisjons planetgirredusering?
A: Med riktig smøring og drift innenfor nominelt dreiemoment, vil en planetarisk reduksjonsreduksjon av høy kvalitet vare i 15 000 til 25 000 timers drift før slitasje på giret krever utskifting. For kontinuerlig drift 24 timer i døgnet representerer dette 2 til 3 år. For intermitterende drift kan levetiden være 5 til 10 år eller mer. Regelmessig oljeskift hver 2000 til 4000 timer og inspeksjon av olje for metallpartikler forlenger levetiden.
Q5: Hvordan forhindrer jeg oljelekkasje fra en vertikalt montert planetreduksjon?
A: Vertikal montering krever spesiell oppmerksomhet til tetting. Spesifiser en redusering med doble leppetetninger eller høytrykkstetninger på den nedre akselen. Bruk riktig oljenivå, vanligvis lavere enn for horisontal montering, for å forhindre at den nedre tetningen blir nedsenket. Vurder å bruke fettsmøring i stedet for olje for vertikal montering. Rådfør deg med produsenten for vertikale monteringssett som inkluderer nødvendige tetninger og smøremodifikasjoner.