Sebességváltó reduktor szervomotorokhoz: 5 kiválasztási kritérium mérnökök gyakran hiányoznak

A 3000 ford./perc sebességgel működő szervomotor szinte semmilyen használható nyomatékot nem ad a szállítókarnak – hacsak nincs valami a motor tengelye és a terhelés között. Az a valami a sebességváltó reduktor szervomotorhoz alkalmazásokhoz, és a rossz választás többe kerül, mint maga az alkatrész. A pozicionálási pontosságba, az élettartamba kerül, a precíziós automatizálásban pedig a gyártósoron a selejtbe kerül.

Ez a cikk öt kiválasztási kritériumon megy keresztül, amelyeket a mérnökök gyakran figyelmen kívül hagynak – nem az adatlapon szereplő nyilvánvalóakat, hanem azokat, amelyek elválasztják a működő rendszert az alig egy évig működő rendszertől.

Először ismerje meg a nyomaték rést

A szervomotorokat nagy sebességű, alacsony nyomatékú teljesítményre optimalizálták. A 750 W-os, 3000 ford./perc sebességgel működő szervó nagyjából 2,4 Nm folyamatos nyomatékot produkál. A legtöbb ipari terhelés – robotcsuklók, CNC tengelyek, lézervágó portálok – 30-150 Nm-t igényel a megbízható működéshez. A szervomotorral ellátott reduktor áthidalja ezt a rést azáltal, hogy meghatározott arányú fordulatszámmal keresi a nyomatékot.

A szorzás lineáris: egy 20:1-es reduktor ugyanazon a 750 W-os szervón körülbelül 48 Nm nyomatékot ad a kimenő tengelyen (amely egy jól megtervezett bolygóegységben ~98%-os hatékonyságot jelent fokozatonként). Az arány az Ön legalapvetőbb döntése, és minden a későbbiekben a helyes döntéstől függ.

Az 5 szám, amely valójában meghatározza a megfelelő reduktort

1. Kimeneti nyomaték – névleges vs. csúcs

Erősítse meg mind a folyamatos, mind a csúcsnyomaték követelményeit. Az MKT sorozatú bolygócsökkentő például a névleges teljesítménytartományt fedi le 27-180 Nm 064 és 255 közötti vázméretekben, kúpgörgős csapágyakkal, amelyek 370 N és 8500 N közötti radiális terhelést kezelnek. Ha az alkalmazásban lökésterhelések vannak – start-stop ciklusok, hirtelen irányváltások –, a névleges csúcsnyomatéknak meg kell haladnia a számított legrosszabb esetet, nem csak az átlagot.

2. Visszacsapás

Egy helymeghatározó rendszer esetében a visszacsapás az ismételhetőség ellensége. A precíziós bolygócsökkentők olyan alacsony értéket érnek el, mint 3 ívperc , ami nagyjából 0,05°-os szögjátékot jelent. Ez kicsinek hangzik. Egy 500 mm-es karon a 3 ívperc körülbelül 0,44 mm-es csúcshibát produkál – bizonyos szállítószalagoknál elfogadható, lézervágásnál vagy félvezető kezelésnél elfogadhatatlan. Ismerje meg a tolerancia-költségvetést, mielőtt megadná a visszalépési fokozatot.

3. Áttételi tartomány

A legtöbb szervoalkalmazás 5:1 és 50:1 közé esik. Az egyfokozatú bolygótervek általában 4:1-től 10:1-ig terjednek; a kétfokozatú konfigurációk ezt 100:1-re bővítik külön sebességváltók láncozása nélkül. Az MKT sorozat átível 4:1-től 100:1-ig mind egy-, mind kétfokozatú konfigurációkban – elég széles választék ahhoz, hogy a nagy sebességű, kis terhelésű tengelyeket és a lassú, nagy erejű mechanizmusokat is kiszolgálja ugyanabban a termékcsaládban.

4. Radiális és axiális terhelhetőség

Ezek szinte mindig alul vannak meghatározva. A mérnökök gondosan kiszámítják a motor nyomatékát, majd figyelmen kívül hagyják a lánckerekek, szíjtárcsák vagy a kimenő tengelyre háruló szíjfeszesség által kifejtett oldalterhelést. A bolygócsökkentők radiális teherbírása jelentősen növekszik a keret méretétől függően – a legkisebb váz 370 N-tól a 255-ös keretnél 8500 N-ig. A sebességváltót a tényleges tengelyerőknek, nem csak a nyomatéknak megfelelően méretezzük.

5. Bemeneti kompatibilitás (az AD-karima)

A reduktoros motor csak akkor működik tisztán, ha a mechanikus interfész erre van kialakítva. Keressen egy integrált AD-adapter karimát és egy precíziós megmunkálású bemeneti hüvelyt, amely kiküszöböli a sugárirányú kifutást a csatolásnál. A hanyag motor-reduktor csatlakozások olyan vibrációt okoznak, amelyet semmilyen szervohangolás nem tud kiküszöbölni.

Miért uralja a bolygóépítészet a szervoalkalmazásokat?

A csigahajtóművekhez és a spirális soros egységekhez képest a bolygócsökkentők a terhelést három vagy több bolygókerekes fogaskerék között osztják el egyszerre. Ez biztosítja számukra a legnagyobb térfogategységenkénti forgatónyomaték-sűrűséget a szokásos szűkítő típusok közül – ez kritikus, amikor a gép borításai zsugorodnak és a tengelyek száma emelkedik.

A szervopárosítások fő teljesítményelőnyei közé tartozik a közel nulla radiális játék (kritikus a visszacsatolási stabilitás szempontjából), a szimmetrikus terheléseloszlás, amely minimálisra csökkenti a ház elhajlását, valamint a rendszerint 95% feletti hatásfok fokozatonként – ami azt jelenti, hogy a motor elektromos fogyasztása közvetlenül a teljesítményben, nem pedig a hőben jelentkezik.

Ahol ezek a rendszerek a legtöbb értéket nyújtják

A precíziós bolygócsökkentő szervomotorral való párosítása az alapértelmezett architektúra igényes mozgásvezérlési környezetekben. A gyakori telepítési forgatókönyvek a következők:

• Robotkarok és SCARA robotok — minden csuklónak független nyomatékszorzásra van szüksége minimális holtjáték mellett, hogy elkerülje a több tengelyen átívelő kumulatív pozicionálási hibákat.
• CNC szerszámgép tengelyek — a gyors előtolás és a nagy forgácsolóerő együttesen fordulatszám-csökkentést és merev nyomatékátvitelt igényel.
• Lézeres vágóportálok — a pálya pontossága nagy haladási sebességeknél a közel nulla holtjátéktól és a nagy torziós merevségtől függ a hajtásláncban.
• Félvezető és fotovoltaikus berendezések — A mikron-szintű pozicionálási tűrésekkel a holtjáték fokozata és a tengelyirányú merevség nem megtárgyalható.
• Automatizált irányított járművek (AGV) – a kompakt forma és a nagy radiális terheléskezelés kritikus fontosságú a kerékhajtás és a kormánytengely alkalmazásaiban.

Három hiba, amelyet el kell kerülni rendeléskor

Először is, soha ne méretezzen csak névleges nyomaték alapján. Mindig alkalmazzon 1,5-2× szerviztényezőt a gyakori indításokkal, visszafordításokkal vagy változó terhelésű alkalmazásokhoz. Másodszor, győződjön meg a belső olajtömítés meglétéről – enélkül a kenőanyag a függőleges szerelés során a motorba vándorol, és hónapokon belül tönkreteszi a jeladó tömítését. Harmadszor, adja meg a keret méretét a tengelyterhelés számításai alapján, nem csak a nyomaték alapján. A megfelelő nyomatékkal rendelkező, de alulméretezett radiális teherbírású reduktor a csapágyon hibásodik meg, nem a fogaskerekeken.

E három helyes megszerzése semmit nem tesz hozzá az alkatrészköltséghez. Ha téved, jelentősen megsokszorozza a teljes tulajdonlási költséget.