Výběr planetárního reduktoru: 5 parametrů Inženýři musí správně postupovat

Vyberte si špatný reduktor a do týdne to poznáte – vibrace, které cítíte skrz podlahu, osa servopohonu, která překmitá při každé reverzaci, nebo převodovka zahřátá na 60% zatížení. Většina těchto selhání má původ ve čtyřech nebo pěti parametrech, které byly buď špatně spočítány, nebo byly během výběru zcela vynechány. Tento průvodce prochází každým z nich, abyste to mohli hned napoprvé správně najít.

Začněte s točivým momentem – ale použijte správné číslo

Jedinou nejčastější chybou velikosti je použití nepřetržitý točivý moment jako cíl výběru a ignorování špičkového zatížení. Motory produkují rázový točivý moment během rozběhu a změny směru, který může být 2–4× vyšší než hodnota v ustáleném stavu. Použijte servisní faktor 1,5–2,5× k vašemu vypočítanému špičkovému točivému momentu na základě náročnosti pracovního cyklu před porovnáním s jmenovitým výkonem reduktoru.

Jako referenční bod slouží řada MKS vysoce přesný planetový reduktor pokrývá rozsah výstupního krouticího momentu 18 až 2400 Nm v šesti velikostech rámů (060 / 075 / 090 / 100 / 140 / 180), což znamená, že jediná produktová řada může obsloužit vše od malého kloubu SCARA po těžký otočný stůl – za předpokladu, že jej od začátku správně nastavíte.

Převodový poměr: Rychlost, točivý moment a setrvačnost najednou

Převodový poměr dělá tři věci současně: snižuje výstupní otáčky, násobí točivý moment a – což je kritické pro servosystémy – snižuje setrvačnost odraženého zatížení, kterou vidí motor na druhou mocninu převodového poměru. Redukce 5:1 způsobí, že zátěž motoru se zdá 25× lehčí. To je důvod, proč poměr není jen číslo odpovídající rychlosti; přímo určuje, zda vaše servo může zrychlit a usadit se v rámci spec.

Pro obecné servo aplikace udržujte po zohlednění převodovky poměr setrvačnosti zátěže k motoru pod 10:1. U os s vysokou dynamikou miřte pod 5:1. Jednostupňové planetový reduktor jednotky se typicky pohybují v poměru 3:1 až 10:1; dvoustupňové konfigurace to posunou na 3:1–100:1 bez výrazné ztráty účinnosti.

Vůle: Číslo, které definuje přesnost

Vůle je volné otáčení výstupního hřídele, když je vstup držen pevně, vyjádřený v úhlových minutách. Přímo omezuje opakovatelnost polohování – reduktor s vůlí 10 obloukových minut nemůže podporovat systém vyžadující přesnost ±2 obloukové minuty, bez ohledu na to, jak moc je servo schopné.

Série MKS si drží odpor 3 oblouk-min , umístěte jej pevně do vrstvy přesnosti. Tohoto čísla je dosaženo pomocí kuželíkových ložisek a přesně broušených ozubených kol – nejen přesnějších tolerancí při montáži. Zde záleží na výběru ložisek: kuželové válečky zvládají kombinované radiální a axiální zatížení mnohem lépe než kuličková ložiska, a proto radiální únosnost MKS dosahuje 30 000 N a axiální kapacita dosahuje 27 000 N .

Nosná nosnost – často ignorována, často smrtelná

A planetový reduktor výstupní hřídel zřídka vidí čistý točivý moment. Pohony pastorku, napnutí řemenu a zatížení namontované na konzolách vytvářejí radiální síly. Pokud tyto síly překročí jmenovité radiální zatížení ložiska, výstupní ložisko selže dlouho předtím, než ozubená kola vykazují jakékoli opotřebení.

Vždy vypočítejte skutečné radiální a axiální síly na výstupním hřídeli – nejen točivý moment – ​​a porovnejte je s údaji o únosnosti publikovaných výrobcem. Specifikace reduktoru na základě samotného krouticího momentu je jedním z nejspolehlivějších způsobů, jak způsobit předčasné selhání ložiska v terénu.

Přizpůsobení série vaší aplikaci

Různé rodiny produktů se optimalizují pro různá omezení. Řada MK (MKS, MKT, MKB, MKEL, MKET) se zaměřuje na vysoce přesné aplikace planetových reduktorů – robotika, lithiová baterie, řezání laserem, výroba polovodičů – kde je nesporná vůle, tuhost a nulový únik oleje. Řada MP (MPB, MPEB) je ekonomická řada se spirálovým převodem optimalizovaná pro nízkou hlučnost a náklady, když není vyžadována přesnost ≤ 3 obloukové minuty. Řada MKAT / MPAT přidává pravoúhlé kuželové převodové stupně pro uspořádání, kde není možná koaxiální montáž.

Pořadí výběru by mělo být vždy v tomto pořadí: definujte krouticí moment (s provozním faktorem) → nastavte poměr (s kontrolou setrvačnosti) → potvrďte stupeň vůle → ověřte radiální/axiální únosnost → zvolte montážní rozhraní. Přeskočení jakéhokoli kroku - nebo jeho provedení mimo pořadí - je místem, kde dochází k drahým chybám.

Ještě jedna kontrola: Tepelné hodnocení

Reduktor mechanické jmenovitý moment a jeho termální jmenovitý moment jsou různá čísla. Při trvalé vysoké zátěži se teplo hromadí rychleji, než jej kryt dokáže odvést. Běh za teplotní limit degraduje mazivo a urychluje opotřebení ozubených kol, i když samotná ozubená kola nejsou mechanicky přetěžována. U pracovních cyklů nad 60 % nepřetržitého vždy ověřte limit tepelného točivého momentu reduktoru a ověřte, zda pokrývá vaši aplikaci – nejen mechanickou špičku.

Kombinace těchto kontrol – točivý moment se servisním faktorem, poměr s přizpůsobením setrvačnosti, stupeň vůle, nosnost ložisek a tepelný výkon – je to, co odděluje redukci, která vydrží deset let, od reduktoru, na který se záruka vrátí za tři měsíce.