Planetarni mjenjač za industrijsku automatizaciju: 7 ključnih čimbenika učinka

Na portalu za odabir i postavljanje, servo motor od 750 W koji radi na 3000 okretaja u minuti mora isporučiti 25 do 30 Nm na izlaznoj osovini i zaustaviti se unutar 0,05 mm od svog naučenog položaja, 90 puta u minuti, tri smjene dnevno. Pogon osigurava brzinu i kontrolnu petlju. Planetarni mjenjač pričvršćen za prirubnicu motora odlučuje je li tih 0,05 mm još uvijek 0,05 mm nakon dvanaest mjeseci proizvodnje ili se otvorio do 0,4 mm.

Pet faktora izvedbe odlučuje o ishodu: zračnost i torzijska krutost, gustoća zakretnog momenta mjerena u odnosu na faktor stvarne usluge, gubitak učinkovitosti po stupnju i toplina koju stvara, životni vijek izlaznog ležaja pod radijalnim opterećenjem i paket za brtvljenje i podmazivanje prilagođen okruženju postrojenja. Pogrešno procijenite dva od njih na listu za dimenzioniranje i os će biti ponovno projektirana u tvornici umjesto na papiru.

Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd., poznat kao SGR , izrađuje planetarne mjenjače, pužne mjenjače s dvostrukom ovojnicom i kombinirane reduktore za industrijsku automatizaciju i teške strojeve, pa su kriteriji u nastavku napisani oko toga što zapravo kvari, troši se ili zanosi na voznoj liniji.

Što planetarni mjenjač doprinosi automatiziranoj osi

Planetarni mjenjač višestruko povećava okretni moment i dijeli ulaznu brzinu dijeljenjem opterećenja na tri ili više planetnih zupčanika koji su u dodiru sa sunčanim zupčanikom i unutarnjim prstenastim zupčanikom u isto vrijeme, a ta simultana mreža pokreće svaku prednost i svaku zamku dimenzioniranja koja slijedi.

Planetarni mjenjač je koaksijalni reduktor u kojem središnji sunčani zupčanik pokreće nekoliko planetnih zupčanika postavljenih na rotirajući nosač; planete se kotrljaju unutar prstenastog zupčanika, tako da je preneseno opterećenje podijeljeno između više parova zubaca umjesto jedne mreže.

Tri su posljedice bitne na automatiziranoj osi:

• Omjer po stupnju kreće se od 3:1 do oko 10:1, tako da dva stupnja dosežu otprilike 100:1, a tri stupnja dosežu 1000:1 u kućištu kraćem od usporedive spiralne jedinice.
• Podjela opterećenja na tri do pet planetnih zupčanika smanjuje silu na svakom paru zubaca, što povećava gustoću okretnog momenta i torzijsku krutost i smanjuje buku koju proizvodi dizajn s jednom mrežom.
• Ulazna i izlazna osovina nalaze se na istoj središnjoj liniji, tako da se prirubnica jedinice montira izravno na servo motor bez pomicanja osi stroja.

Ta ista svojstva stvaraju načine kvara. Jedinica veličine samo prosječnog okretnog momenta udarit će svoje planetne zube mnogo prije nego što izlazni ležaj dosegne svoj nominalni životni vijek.

Zazor i torzijska krutost: prvi faktor izvedbe

Zazor je kutna zračnost izmjerena na izlaznoj osovini kada ulaz mijenja smjer, a pretvara se ravno u pogrešku pozicioniranja: 1 lučna minuta jednaka je oko 0,15 mm na kraku od 500 mm, 3 lučna minuta jednaka su 0,44 mm, a 8 do 12 lučnih minuta industrijske jedinice opće namjene jednako je 1,16 mm ili više.

ISO 1328-1:2013 definira stupnjeve točnosti zupčanika od 0 do 12, a planetarni setovi automatizirane razine obično se režu na stupanj 6 ili stupanj 7, što je ono što omogućuje jamstvo od 3 lučne minute bez ručnog lapiranja svake jedinice. Komplet stupnja 5 može se naručiti za 1 lučnu minutu, uz dodatnu cijenu i dulje vrijeme isporuke.

Krutost je druga polovica iste specifikacije. Zazor vam govori koliko daleko osovina prijeđe prije nego što se putanja opterećenja uključi; torzijska krutost, izražena u Nm po lučnoj minuti, govori vam koliko se otklanja nakon primjene opterećenja. Oba broja pripadaju listi za odabir, a interakcija između njih na servo osi ispituje se u ovom pregledu determinante zazora u robotskom pozicioniranju .

Odabir gustoće momenta, servisnog faktora i omjera

Odredite veličinu planetarnog mjenjača na vršni zakretni moment, a ne na nominalni zakretni moment, jer servo osovina rutinski primjenjuje 200% do 300% nazivnog zakretnog momenta nekoliko stotina milisekundi tijekom ubrzavanja i kočenja. Ocjena koja pokriva samo kontinuirani okretni moment izbacit će zube planeta unutar prve godine stroja s visokim ciklusom.

Primijenite faktor usluge od najmanje 1,5 za automatizaciju u jednoj smjeni i 2,0 za rad 24/7, a zatim provjerite rezultat u odnosu na omjer koji vam je stvarno potreban. Omjer, klasa zazora i broj stupnjeva nisu neovisni izbori: dodavanje stupnja za postizanje većeg omjera košta otprilike 3 postotna boda učinkovitosti i dodaje zazor pri svakoj mrežici.

Planetarni mjenjač serije N s visokim zakretnim momentom Pregledajte ovu jedinicu serije N pri usklađivanju servisnog faktora, omjera, zazora i broja stupnjeva prije potvrde vršnog momenta i ISO 6336 proračuna rada. Pogledajte proizvod →

Gdje radni ciklus uključuje česte preokrete ili visoku reflektiranu inerciju, potvrdite vršni okretni moment, broj vršnih ciklusa po satu i sigurnosne faktore korijena i boka zuba izračunate prema ISO 6336 prije izdavanja narudžbe.

Učinkovitost, toplina i radni ciklus

Svaki planetarni stupanj gubi otprilike 2% do 3% snage koja prolazi kroz njega, tako da jednostupanjska jedinica vraća oko 97%, dva stupnja oko 94% i tri stupnja oko 91%. Postotak koji nedostaje ne nestaje; napušta kućište kao toplina.

Toplinske ocjene navedene su pri definiranoj okolini, obično 40 stupnjeva, i definiranom položaju ugradnje. Jedinica koja je toplinski adekvatna u mirnom zraku može se pregrijati unutar zatvorenog kućišta, a viši servisni faktor je najjeftinije rješenje: odabire sljedeću veličinu okvira, što povećava područje zračenja prije nego što znatno poveća troškove.

Životni vijek izlaznog ležaja, radijalna opterećenja i sučelje za montažu

Izlazni ležaj, a ne zubi zupčanika, prva je komponenta kojoj ponestane margine na osovini pogonjenoj remenom, lancem ili zupčanikom. Životni vijek ležaja iz kataloga izračunat je prema ISO 281 i obično se navodi kao L10 ocjena od 20 000 sati pri nazivnom opterećenju, točka u kojoj 90% populacije preživi to trajanje.

N serija koaksijalni planetarni mjenjač visokog zakretnog momenta postavljen na bazu Razmotrite ovu koaksijalnu jedinicu postavljenu na bazu kada vijek trajanja izlaznog ležaja, visinsko opterećenje, aksijalno opterećenje i startovi po satu upravljaju pogonskom osi. Pogledajte proizvod →

Dajte proizvođaču tri broja: radijalno opterećenje i njegovu točku primjene duž izlazne osovine, aksijalno opterećenje i broj pokretanja po satu. Prevjesno opterećenje primijenjeno 25 mm dalje od pretpostavljenog može prepoloviti izračunati vijek trajanja ležaja.

Okoliš, brtvljenje i podmazivanje

Klasu zaštite i podmazivanje određuje tvornica, a ne stranica kataloga. IP65 prema IEC 60529 praktični je minimum u slučaju prisutnosti vode od ispiranja, prašine ili čestica metala.

• Zabrtvljene jedinice s mašću za cijeli život uklanjaju izmjene ulja, ali imaju nižu kontinuiranu toplinsku granicu od okvira iste veličine podmazanih uljem.
• Jedinice podmazane uljem s mineralnim ili sintetičkim uljem za zupčanike prema ISO VG 220 podnose veće brzine i kontinuirani rad bolje, po cijenu intervala izmjene ulja.
• Područja hrane, lijekova i pakiranja obično navode NSF H1 registrirana maziva, koja se moraju odabrati prije sastavljanja jedinice, a ne nakon.
• Ekstremne temperature okoline, ispod minus 10 ili iznad 45 stupnjeva, mijenjaju izbor maziva i mogu zahtijevati grijač ili ventilator.

Slijed odabira u šest koraka za automatizirane strojeve

Uskladite mjenjač s radnim ciklusom u šest koraka i zabilježite broj iza svakog koraka tako da se kasnija promjena može pratiti do odluke, a ne do nagađanja.

Planetarni mjenjač za aplikacije zakretnog pogona Koristite ovaj planetarni mjenjač pri usklađivanju koraka radnog ciklusa; ako provjera ne uspije, razmislite o većem okviru prije promjene na niži omjer. Pogledajte proizvod →

Ako korak ne uspije, pomaknite se za veličinu okvira prije prelaska na niži omjer; preveliki okvir je reverzibilan, manji omjer nije.

Zazor, gustoća zakretnog momenta, učinkovitost, životni vijek ležaja i brtvljenje pet su čimbenika koji odvajaju planetarni mjenjač koji drži toleranciju desetljeće od onog koji postaje redak u dnevniku održavanja. Određivanje svih pet u odnosu na pravi radni ciklus traje poslijepodne; njihovo ispravljanje nakon puštanja u rad zahtijeva gašenje.