Sebességváltó reduktor szervomotorhoz: Kiválasztási útmutató, típusok és méretezési szabályok

Miért van szüksége szervómotorjához sebességváltó-csökkentő?

A 3000 ford./perc sebességgel működő szervomotor szinte semmilyen használható nyomatékot nem ad a robotcsuklónak vagy a CNC tengelynek ezen a sebességen. A sebességváltó reduktor ezt egy lépésben megoldja: a nagy sebességű, alacsony nyomatékú kimenetet a valós terhelési igényeknek megfelelő lassú, nagy nyomatékú forgássá alakítja. Enélkül egy fizikailag nagyobb – és sokkal drágább – motorra lenne szüksége ugyanazon terhelés mozgatásához.

A matematika egyértelmű. A 10:1 arányú reduktor a kimenő nyomatékot nagyjából 10-zel szorozza meg (mínusz a hatékonysági veszteségek), miközben elosztja a tengely fordulatszámát ugyanazzal a tényezővel. A mozgásvezérlési alkalmazásoknál, ahol a pozicionálási pontosságot ívpercekben mérik, ez a fordulatszám-csökkentés nem csak a nyomatékon múlik, hanem közvetlenül meghatározza, hogy a vezérlő milyen finoman tudja meghatározni a pozíciót.

Három alapvető előny, amely indokolja a befektetést

Precíziós erősítés. A fordulatszám-csökkentés egy motorjeladó-számlálást kisebb szögnövekményré alakít a kimeneten. Egy reduktor 3 ívperces holtjátékkal, mint a MKT sorozatú precíziós bolygócsökkentő szervomotorok párosításához , lehetővé teszi a CNC-gépek, a félvezető-kezelők és a lézervágók számára, hogy olyan pozíciótűréseket tartsanak, amelyeket egy közvetlen hajtású motor nem képes elérni egyenértékű keretmérettel.

Nyomatékszorzás. A sebességváltón keresztüli nagyobb nyomaték azt jelenti, hogy a szervomotor kompakt maradhat. A névleges fordulatszámon működő kisebb motor termikusan hatékonyabb, és gyorsabban reagál a sebességparancsokra, mint egy túlméretes, részterheléssel működő motor. A MK sorozatú bolygócsökkentők 27 Nm-től 180 Nm-ig terjedő burkolat kimeneti nyomatéka, a könnyű SCARA karoktól a nehéz portáltengelyekig mindenre alkalmas.

Tehetetlenségi illesztés. A sebességváltó az áttételi arány négyzetével csökkenti a motorra visszavert terhelési tehetetlenséget. 5:1 aránynál a visszavert tehetetlenség 25-szörösére csökken. Ez drámaian javítja a dinamikus választ és csökkenti az ülepedési időt – ez kritikus a nagy ciklusú csomagolási és nyomtatási alkalmazásokban.

A kiválasztás előtt értékelendő legfontosabb jellemzők

A holtjáték az a specifikáció, amelyre a legtöbb vásárló összpontosít – és ez így van jól. Az olyan alkalmazásoknál, mint a robothegesztés vagy a félvezető felszedés és elhelyezés, minden 5 ívperc feletti megismételhető pozícióhibaként jelenik meg. Szállítószalag meghajtások vagy általános anyagmozgatás esetén a 10 ívperc tökéletesen elfogadható, és gazdaságosabb választást tesz lehetővé.

A reduktor típusának megfeleltetése az alkalmazásnak

Nem minden szervo-alkalmazásnak van szüksége azonos sebességváltó architektúrára. A beépített bolygókerekes reduktorok a standard választás a koaxiális tengelyelrendezésekhez – kompaktak, nagy hatékonyságúak, és gyakorlatilag bármilyen szervomotor karimával kompatibilisek az AD adapterhüvelyen keresztül. Derékszögű konfigurációk használatával spirál kúpkerekes üreges típusú szűkítők akkor előnyösek, ha a kimenő tengelynek merőlegesnek kell lennie a motorra – ez gyakori a portálrendszereknél és a forgóasztaloknál.

Az AGV és mobil robot alkalmazásokhoz a AGV-specifikus bolygócsökkentőkben használt gyűrűs fogaskerék kimeneti kialakítás kerékagyba integrált kimenetet kínál, amely kiküszöböli a külső tengelyeket, csökkenti a hajtóegység teljes lábnyomát és leegyszerűsíti a kerék összeszerelését.

A korlátozott költségvetésű, mérsékelt precíziós követelményekkel rendelkező projekteknél gazdaságos csigacsökkentő használható csavarkerekes fogaskerekes kialakítással. A MPB sorozatú alacsony zajszintű gazdaságos csillagcsökkentő alacsony holtjátékot biztosít csökkentett költségek mellett a fogaskerekek geometriájának optimalizálásával, nem pedig a csapágy specifikációival – ez egy jó kompromisszum az élelmiszer-feldolgozáshoz vagy a könnyű csomagolósorokhoz.

Négy gyakorlati szabály a szervomotoros reduktor méretének meghatározásához

1. Először számítsa ki a szükséges kimeneti nyomatékot. Szorozza meg a terhelési nyomatékot egy szerviztényezővel (általában 1,5–2,0 időszakos szervo-üzem esetén). A reduktor névleges kimeneti nyomatékának meg kell haladnia ezt az értéket.
2. Erősítse meg az áttételi arányt a sebességkövetelményekhez képest. Ossza el a szervomotor névleges fordulatszámát a kívánt kimeneti fordulatszámmal. Válassza ki a legközelebbi szabványos áttételt, majd ellenőrizze, hogy a motor nem haladja meg a névleges fordulatszámát a maximális kimeneti fordulatszámon.
3. Ellenőrizze a radiális és axiális terhelést a csapágyak névleges értékéhez képest. A szíjtárcsák vagy fogaskerekek konzolos erői meghaladhatják a reduktor kimenő teherbírását még akkor is, ha a nyomaték a specifikáción belül van. Az MKT sorozat például akár 8500 N radiális terhelést is támogat – ez a legtöbb golyóscsavaros és fogasléces elrendezéshez megfelelő.
4. Megrendelés előtt ellenőrizze a motor kompatibilitását. Az AD karimának és a bemeneti hüvelynek meg kell egyeznie a szervomotor kimeneti tengelyének átmérőjével és a karima mintájával. A megfelelő adapterekkel előre konfigurált szűkítők kiküszöbölik az egyedi megmunkálási költségeket és a telepítési hibákat.

Alkalmazások, ahol a kombináció bizonyítja értékét

A lézervágó gépek nagy mozgási sebességet és szubmilliméteres útpontosságot igényelnek. A bolygócsökkentő kifejezetten lézervágó berendezésekhez kezeli a torziós visszafordításokat irányváltoztatás során anélkül, hogy holtjáték okozta úteltérést okozna. Ugyanez a logika vonatkozik a CNC megmunkáló központokra is, ahol a tengelytúllövés rontja a felületi minőséget és a szerszám élettartamát.

A félvezetőgyártásnál nagyobb a tét. Az ostyakezelők és a ragasztóberendezések mikron szintű tűréssel működnek tisztatéri környezetben, ami nulla olajszivárgást és folyamatos pontosságot jelent több millió cikluson keresztül. A tömített csapágyakkal, belső olajtömítésekkel és ellenőrzött holtjáték-dokumentációval – nem csak névleges specifikációval – ellátott reduktor kiválasztása ezekben a környezetekben nem alku tárgya.

A redukciós sebességváltó-kombinációval ellátott motor már alapfelszereltség az új energiaelemek gyártósorainál, a fotovoltaikus berendezéseknél és az orvosi eszközök gyártásánál. A sebességváltó minden esetben nem kiegészítő – ez az alkatrész, amely hasznossá teszi a szervomotort.