Helical vs Spur Planetary Vaihteisto: Kumpi tuottaa pienemmän välyksen ja suuremman vääntömomentin?

Kun robottikäsivarren pään efektori ajautuu puoli millimetriä kylmän talviyön jälkeen, ensimmäinen epäilty on yleensä kooderi. Mutta kun vaihdat kooderin ja drift palaa, todellinen ongelma piilee usein vaihteiston vastaiskussa. Sama tapahtuu pyörivillä pöydillä, indeksointikuljettimilla ja AGV-ohjausakseleilla: mikä näyttää ohjausongelmalta, on itse asiassa mekaaninen aukko moottorin ja kuorman välillä.

Kaikille tarkkuuskäytöille, joissa on yhdistettävä pieni välys ja suuri vääntömomentti, vähennysventtiilin valinta perustuu yleensä kahteen arkkitehtuuriin: kierteiseen planetaariseen ja spurplanetaariseen. Sekä tuotantolattiamme että kenttäasennuksien vertailun jälkeen johtopäätös on selvä. Kierreplaneettavaihteistot tarjoavat pienemmän välyksen ja suuremman vääntömomentin runkokokoa kohden, ja ne tekevät sen tinkimättä käyttökelpoisesta tehokkuudesta. Spur-planeettavaihteistoilla on edelleen paikkansa kustannuslähtöisissä tai tehokkuuskriittisissä malleissa, mutta välyksen ja vääntömomenttiheyden ero on todellinen ja mitattavissa.

Vastaisku: Missä Helical vetää eteenpäin

Välys on kulmavälys, joka mitataan vaihteiston lähdöstä, kun sisäänmeno peruuttaa. Se määrittää, kuinka pitkälle kuorma voi pyöriä ennen kuin ajettavan puolen hampaat koskettavat. Kempiplaneettavaihteistossa hampaat kytkeytyvät hammaspyörän akselin suuntaista linjaa pitkin. Tämä tekee verkosta rakenteellisesti yksinkertaisen, mutta pakottaa myös minimaalisen hammasvälyksen tai hammaspyörät takertumaan. SPE- ja SPF-sarjoissamme vakiovälystysnopeus on 10–15 kaarenminuuttia, kun taas maadoitettujen premium-versioiden nopeus on 5–8 kaarenminuuttia.

Kierre planeettavaihteistot käyttävät hampaat, jotka on leikattu helix-kulmassa, tyypillisesti 15-20 astetta. Verkko tarttuu asteittain hampaan reunasta toiseen. Tämä vierivä kosketus mahdollistaa hampaiden sisäkkäisyyden tiukemmin. Tavallinen FB-sarjan kierrevaihteisto voi kestää 3-5 kaarenminuuttia ja FL-välysalue 1-3 kaarenminuuttia ilman erillistä säädettävää mekanismia.

Näkyvä seuraus konetasolla on tämä: 10:1-vähennys 12 kaarenminuutin ulostulovälysyksellä johtaa 0,2 mm:n asemointivirheeseen 150 mm:n varren säteellä. Sama supistus 3 kaarenminuutin kierreverkolla tuottaa alle 0,05 mm. Tämä ero on usein raja lavan uudelleenkäsittelyn ja lähettämisen välillä.

Tyypilliset tekniset tiedot tuotantotasolla

Zhejiang Saiyan FB- ja FL-sarjan kierre planeettavaihteistot on rakennettu tälle pienemmän välyksen ja suuremman vääntömomentin ikkunalle. Ne kattavat runkokoot 60 mm - 220 mm, ja niitä on saatavana vakio- tai tarkkuudella.

FB-sarjan helikaalinen planeettavaihteisto tarkkuussovelluksiin FB-sarja tarjoaa nelikulmaisen laipan tehon ja kierrevaihteet, joiden alennussuhde on 3-100 ja välys 3-5 kaarenminuuttia, jotka sopivat tarkkuutta ja hiljaista toimintaa vaativiin sovelluksiin. Näytä tuote →

Vääntömomenttikapasiteetti: kuinka kierukka kasvaa 20-30 %

Kierreplaneettavaihteiston vääntömomenttietu tulee kosketussuhteesta. Spur-verkossa yksi hammaspari kantaa täyden kuorman, kunnes seuraava hammaspari kytkeytyy. Kierreverkossa helix-kulma saa kaksi tai kolme hammasparia jakamaan kuorman samanaikaisesti. Tyypillisessä 20 asteen heliksikulmassa kosketussuhde nousee noin 1,8:sta 2,4:ään jakaa käyttövoiman suuremmalle hampaan pinnalle.

Käytännössä tämä mahdollistaa planeettavaihteiston 20-30 prosenttia suuremman jatkuvan vääntömomentin kuin vastaava kannusyksikkö, jolla on sama runkokoko. Hyöty on tärkein kahdessa tapauksessa.

Ensimmäinen tapaus on muuttuva kuormitussuunta. CNC-koneen pyörivä pöytä vaihtaa suuntaa karan leikkaamisen aikana. Kannatinyksikkö päästää kuorman ylittämään välysraon kuuluvalla napsautuksella, ja iskujännitys osuu yhteen hampaan juureen. Kierteinen yksikkö vaimentaa tämän kääntymisen jatkuvassa vierintäkoskettimessa, mikä vähentää hampaiden huippujännitystä ja auttaa estämään pistesyöpymistä.

Toinen tapaus on iskukuormat. Kun kuljetin äkillisesti ylikuormittuu tai robotin käsi pysähtyy, isku etenee ensin hammaspyöräverkon läpi. Kierteisen verkon suurempi kosketussuhde levittää iskun useammille hampaille, mikä vähentää hampaiden rikkoutumisen tai reunavaurion mahdollisuutta.

Syy, miksi planeettavaihteistomoottori voi saavuttaa tämän suuren vääntömomenttitiheyden, on se, miten aurinkovaihde, planeettavaihteet ja kehähammaspyörät jakavat kuorman. Olemme kirjoittaneet erillisen analyysin miksi planeettavaihteistomoottorit tuottavat suuremman vääntömomentin kuin tavalliset moottorit , joka kattaa saman kuormanjakoperiaatteen kuin vaihteistovaiheessa. Kierteisen hampaan geometria lisää sitä entisestään.

Tehokkuus ja melu: vaihtokauppa, jota et voi sivuuttaa

Sama kierrekulma, joka parantaa välystä ja vääntömomenttia, saa aikaan myös liukuvan kosketuksen hampaiden välillä. Tämä liukuminen synnyttää enemmän kitkaa kuin kannatinverkon vierintäkosketin, joten kierre planeettavaihteisto toimii tyypillisesti 1-2 prosenttiyksikköä vähemmän tehokkaana kuin saman suhteen kannösyksikkö. Yksivaiheisessa alennussyötössä tämä tarkoittaa 94-96 prosentin tehokkuutta verrattuna 96-98 prosentin tehokkuuteen spurissa. Monivaiheisessa yksikössä ero voi olla 3–4 pistettä.

Melupuolella kierteinen muotoilu voittaa selvästi. Progressiivinen hampaiden kiinnittyminen estää koko leveän kosketuksen äkillisen iskun. Mittauksemme mukaan 42 mm:n kierre planeettavaihteisto toimii 6-10 dB(A) hiljaisemmin kuin vastaava kannusyksikkö samalla nopeudella ja kuormalla. Tämä on ero koneen, joka voi istua käyttäjän vieressä, ja koneen, joka vaatii akustisen kotelon.

Jatkuvassa käytössä olevissa koneissa, kuten pakkauskuljettimissa, energiankulutus voi hallita päätöstä. Lääketieteellisen laitteen, puhdashuoneen tai pienen työpajan tarkkuuskoneissa melu on usein hallitseva. Oikea valinta riippuu siitä, mikä rajoitus on sitova.

Käytännön päätöksentekokehys planeettavähentäjän valitsemiseksi

Tässä on päätösrutiini, jota insinöörimme käyttävät asiakkaiden kanssa. Se lähtee koneesta, ei vaihteistosta.

1. Muunna päätelaitteen paikannustoleranssi ulostulon välysvaatimukseksi. Jos akselisi täytyy pitää 0,02 mm 150 mm:n varressa, lähtökulmavirhe ei voi ylittää noin 7,6 kaarenminuuttia. Alennussuhteella jakamisen jälkeen 10:1-vähentäjän on pidettävä lähtövälys alle 0,8 kaariminuutissa. Tämä eliminoi käytännössä kaikki tavalliset kannusyksiköt.
2. Tarkista huippumomenttitapahtuma. Jatkuva 250 Nm:n kuormitus ja 300 prosentin huippu joka suunnassa on eri ongelma kuin tasainen 300 Nm:n kuormitus. Kierreplaneettavaihteistot sietävät piikkiä paremmin suuremman kosketussuhteen ansiosta.
3. Tarkista aksiaalikuormitusbudjetti. Kierreverkko tuottaa aksiaalisen työntövoiman, joka lähtölaakerin on kestettävä. Jos asennat jälkikäteen olemassa olevaan servomoottoriin ohuella laakerilla tai pienellä laipalla, ylimääräinen aksiaalinen kuorma voi vaatia suuremman painelaakerin tai joustavan kytkimen. Spur-yksiköissä ei ole aksiaalista kuormaa, joten ne ovat turvallisempia tiukoissa jälkiasennuksissa.
4. Mittaa asennuskuori. Kierreplaneettavaihteisto on yleensä 5-10 mm pidempi kuin saman rungon kannen yksikkö, koska painelaakeri tarvitsee tilaa. Jos koneen kirjekuori on jo kiinteä, tämä pieni ero voi olla suurempi kuin tekninen hyöty.
5. Vertaa kokonaiskustannuksia, ei vain yksikköhintaa. Kierukkayksikkö voi maksaa 15-25 prosenttia enemmän, mutta jos se poistaa 2 tunnin uudelleenkalibroinnin päivittäisestä rutiinista, ROI mitataan yleensä kuukausina.

Projekteissa, joissa paikannustoleranssi on alle 0,1 mm ja vääntömomenttiprofiili on tasainen, planeettavaihteisto on edelleen luotettava ja taloudellinen valinta. SPE- ja SPF-sarjamme on rutiininomaisesti määritelty pakkauslinjoille, lajittelukoneille ja yksinkertaisille kuljetinkäytöille.

SPE-sarjan Spur-planeettavaihteisto pyöreällä ulostulolaipalla SPE-sarjassa on pyöreä lähtölaippa, tehoalue 50 W - 7500 W ja alennussuhteet 3 - 512, mikä tarjoaa joustavia ja luotettavia ratkaisuja erilaisiin teollisuuden tarpeisiin. Näytä tuote →

Milloin valita Helical, milloin valita Spur

Valitse kierre planeettavaihteisto, kun:

• Tekniset tiedot osoittavat toistettavuuden mikrometreinä millimetreiden sijaan.
• Käyttöakseli vaihtaa suuntaa usein kuormitettuna.
• Melu on säännelty tai mukavuusvaatimus.
• Koneen kokoa ei voi kasvattaa, mutta vääntömomentin tarvetta kyllä.

Valitse planeettavaihteisto, kun:

• Paikannustoleranssi on yli 0,1 mm ja kiertonopeus on kohtalainen.
• Budjetti on kiinteä ja työsuhde jatkuva.
• Olet jälkiasentamassa olemassa olevaa konetta pienellä laipan vaihdolla.
• Etusijalla on maksimaalinen energiatehokkuus pitkän juoksupäivän aikana.

Molemmat luettelot ovat laillisia suunnitteluvalintoja. Virhe on käsitellä niitä keskenään vaihdettavissa olevina, koska erot välyksen, vääntömomenttiheyden ja aksiaalikuorman välillä eivät ole vähäpätöisiä.

Lopullinen Tuomio

Jos sovelluksesi tarvitsee yhdessä pienen välyksen ja suuren vääntömomentin, kierreplaneettavaihteisto on turvallisempi ominaisuus. Jos rajoituksiasi ovat ensinnäkin kustannukset, kuori tai energiankulutus, planeettavaihteisto tarjoaa silti luotettavan suorituskyvyn monissa keskitarkkuuskoneissa.

Käytännön vaihe ennen valintaa on verrata todellista liikeprofiilia supistimen lähtölaipan todelliseen numeroon. Insinöörimme tarkistavat piirustukset ja kuormatiedot päivittäin, ja he voivat auttaa sinua valitsemaan vaihteiston, joka vastaa servomoottoriasi, käyttösuhdettasi ja asennuskuoresi. Ota yhteyttä ennen kuin määrität, jotta vältetään viime hetken laippamuutokset tai kenttävirheet.