Mootoriga Kiiruse Redutseerijate Tüübid ja Kasutus

Mootori Kiiruse Vähendaja Põhitõed

Mis on mootorikiirgusreduktor ja kuidas see töötab?

Mootori kiiruse vähendajad toimivad masinael põhinevate süsteemidena, mis kasutavad roote, et muuta kiiresti pöörlev, kuid nõrk mootorijõud aeglasemaks, kuid palju tugevamaks. Kogu süsteem põhineb erineva suurusega roote üksteise sisse sobitamisel. Kui väike roott pöörab suuremat, toimub lihtne füüsikaline nähtus: pöörlemiskiirus aeglustub, kuid jõud suureneb. Võtame näiteks 10:1 suuruse gearsuhte. See tähendab, et mootor peab pöörama kümme täispööret, et väljundtelg pöörduks ühe korra, kuid sel hetkel on jõud kümme korda suurem. Konveierlindid kasutavad seda süsteemi eriti palju, kuna neil on vaja liigutada rasket koormat, samal ajal kui mootorid all neil ei tohiks pidevalt üle kuumeneda.

Kiiruse Vähendamise Roll Pöördemomendi ja Kiiruse Muutmisel

Pöördekiirust vähendavate seadmete puhul on pöörlemiskiirus (RPM) ja tootetav pöördemoment (torque) vahel peaaegu vastandlik suhe. Kui väljundkiirus pooleldi väheneb, siis saadaval olev pöördemoment kahekordistub. Võtke näiteks mootor, mis tavaliselt töötab 1000 pöörde kiirusel minutis ja 5 njuutonmeetri pöördemomendiga. Kasutades 10:1 suhtarvulise vähendusreduktori, saab see mootor aeglustada vaid 100 pöördele minutis, kuid samal ajal edastades tohutu 50 Nm suuruse pöördemomendi. Seda tüüpi võimsuse konversioon teeb kõige suurema erinevuse rasketes masinates, nagu tööstuspressides ja kivisurujates. Need masinad vajavad tohutut pöördemomendi hulka, kuid madalamal kiirusel, et vältida mootorite ülekoormamist. Me oleme näinud väljatöödeldud andmeid, mis näitavad, et tootjate puhul, kes valivad vähendusreduktori õigesti, kestab nende seadmete eluiga rasketel koormustingimustel umbes 60% kauem kui süsteemidel, mis üritavad käitada kõike otse mootorilt ilma vähendusreduktorita.

Giride suhe ja selle mõju väljundkiirusele ning võimsusele mehaanilistes süsteemides

Gearsuhted näitavad põhiliselt, kuidas sisendpöörded suhtuvad väljundpööreitesse, ja need määravad tegelikult kindlaks, kui hästi süsteem toimib. Kui rääkime kõrgetest suhetest, näiteks 20:1, siis need on seotud maksimaalse pöördemomendi saavutamisega, mistõttu nad sobivad nii hästi rasketesse masinatesse, nagu kivisuitsutid. Teisest küljest hoiavad madalamad suhted umbes 3:1 asju liikumises mõistlikul kiirusel, mistõttu sobivad need ideaalselt näiteks pakendusjoontele, kus pidev liikumine on olulisem kui lihtne jõud. Enamik inseneride teab reeglit: Väljundmomend = mootorimomend × gearsuhe. See aitab kindlaks teha, kas reduktor suudab toime tulla talle esitatud nõuetega. Ja tunnistame ausalt, isegi väike viga siin loeb. Oleme näinud juhtumeid, kus vaid 15% viga õige suhte valimisel viib korduvatel tsüklitel tõhususe langemiseni kuni 35%. Seetõttu on nende arvude õige määramine juba esimestest päevastest peale tööstuskeskkonnas absoluutselt kriitilise tähtsusega.

Levinud mootorikiiruste vähendajate tüübid: struktuur ja jõudluse võrdlus

Planeetgearsüsteemid: kõrge täpsus ja võimsustihedus

Planeetgearsüsteemid töötavad nii, et mitu väiksemat hoidurit pöörleb keskse päikesekeri ümber, mis võimaldab suure võimsuse paigutamist väikestesse ruumidesse, samal ajal kui säilitatakse hea joondus. Just see kompaktne olemus teeb need nii populaarseks robotkätes ja automatiseeritud masinates, kus ruum on piiratud, kuid täpsus on kõige olulisem. Hiljutise uuringu kohaselt leidis Mechanical Systems Analysis, et sellised vähendajad saavutavad raskete koormuste korral umbes 97% tõhususe, kuna jõud jaotuvad mitme hoidurikontakti vahel, mitte koncentreerudes ühele punktile. Tootjatele, kes soovivad optimeerida oma seadmete jõudlust, kuid ei soovi võtta liiga palju ruumi, pakuvad planeetvähendajad nii tugevust kui nutikat insenerilahendust, kõik kompaktse väikese paketi sees.

Kärvvähendajad: kõrge vähendussuhe ja ise lukustuv võime

Kergrattasüsteemid töötavad niiviisi, et keeratud kruvi, mida sageli nimetatakse keraks, haarab hammastatud ratta sisse. Need seadmed saavutavad ühe etapi abil reduktsioonisuhet üle 100:1. Nende eripäraks on sisemine enasilpumisfunktsioon, mis takistab tagurpidi pööramist. Seetõttu sobivad need eriti hästi vöötribadele ja tõsteseadmetele, kus ootamatu liikumine võib olla ohtlik. Muidugi pole nad nii energiatõhusad kui planeetrattad, nende tõhusus jääb tingimustest olenevalt ligikaudu 65–85 protsendi piiki. Kuid seda, mida nad tõhususes kaotavad, kompenseeritakse usaldusväärsusega. Asjaolu, et libisemist ei esine, tähendab, et need rattad jäävad vajadusel kindlalt paigale – eriti oluline vertikaalselt ripuvate koormatega töötades.

Nurgaliigutuse jaoks konus- ja kaldhammaste reduktoreid

Tugeva kuju hammaste tõttu muudavad teravnikured ülekandevõlli pöörlemise suunda täisnurga all, samas kui kaldhammastel on kaldus asetsevad hammaste, mis võimaldab neil sujuvalt hambuda, kui vallid paiknevad kõrvuti. Mõlemat tüüpi leidub palju kasutust kaevandustes ja ehitustaristutel rasketes masinates, kuna need edastavad võimsust nurkades, mis aitavad kaitsta teisi osi liigsest kulumisest pikas perspektiivis. Kaldhammasversioon töötab tegelikult umbes 15 protsenti vaiksemalt võrreldes tavapäraste sirghammastega, sest nende hammaste puutumine toimub järk-järgult, mitte korraga, mistõttu sobivad need hammasrattad eriti hästi keskkondadesse, kus müra tase mängib operatsioonide ajal suurt rolli.

Koaktsiaalsed ja paralleelvalliga konfiguratsioonid tööstuslikel rakendustel

• Koaktsiaalvähendajad joondavad sisend/väljundvallid tsentriselt, optimeerides ruumi pumpades ja kompressorites.
• Paralleelvalliga konstruktsioonid eraldi voodrites, et võimaldada suuremaid tõstmisvaheseadme suhteid rasktes masinates, nagu purustajates. Mõlemad konfiguratsioonid rõhutavad kulumiskindlust, kõvaks tehtud terasest tõstmisvaheseadmed suudavad taluda kruvide tippkoormusi kuni 1,8 korda nimiväärtust äärmuslikes keskkondades.

Mootorite tõstmisvaheseadmete peamised rakendused erinevates tööstusharudes

Materjalide käsitlemine ja konveierisüsteemid, kasutades kaudvõllilisi ja konusvõllilisi tõstmisvaheseadmeid

Materjalide käsitlemise süsteemid sõltuvad suuresti tormiratastest reduktoritest, kuna need pakuvad olulise kombinatsiooni suure momendiga ja ise lukustuvate omadustega, mis takistab asjade tagasirullumist kaldpindadele. Materjalide käsitlemise instituudi läbi viidud mõned testid näitasid, et kui ristsidekonveierite seadetes kasutatakse kõvaks töödeldud terasest konusid asemel helvesid, siis tõhusus tõuseb ligikaudu 30%. See teeb pikas perspektiivis suurt vahet. Tööstustöölised teavad, et need reduktorid suudavad ka palju vastu võtta. Need taluvad suuri koormusi kaevandustes ja pakkimisoperatsioonides hoolimata kogust pidevast liikumisest. Enamik mudelleid suudab säilitada päris head tõhusustaseme 85–92%, mis on tegelikult üsna muljetavaldav, arvestades seda, mida nad iga päev läbi elavad.

Robotitehnoloogia ja automatiseerimine toetuvad planeedireduktoritele

Planeedireduktorid on peaaegu olulised nii robotkätele kui ka CNC-masinatele, et need töötaksid tegelikult täpselt. Need vähendavad vastassööki umbes plus miinus ühe kaareminutini, samal ajal kui koormus jaotub korraga mitme hambaga rataste vahel. Igal juhul tähendab kompaktne disain seda, et need ratastehed pakuvad suure võimsustiheduse – umbes viis kuni kümme korda parema kui tavapäraste mädarataste puhul. See muudab need ideaalseks koostöörrobotite jaoks, mis peavad käsitsema kuni kakskümmend kilogrammi ilma higistamata. Ja nõudluse osas vaatame siin tõsiselt kasvule. Rahvusvahelise robotite liidu andmetel oodatakse, et aastaks 2025 saab maailmas kasutusele võtta umbes pool miljonit tööstusrobotit. On arusaadav, arvestades seda, kui palju tootmine praegu muutub.

Rasketööstuse masinad ja dünaamilise koormuse jõudlus

Kõvendatud kaudmurdurid kestavad rohkem kui 50 000 tundi purustites ja ekstruuderites, kui tegemist on löökkoormustega, mis ületavad normaalset võimsustaset rohkem kui 200%. Sellele pikkusele aitab kaasa nende koonusjärgarulllaagrid ja sobiv ISO VG 320 lubrikaant. Hiljutised väljaproovimised vastavalt ASTM standarditele leidsid veel huvitava asja. Need kaasaegsed murdurid säilitavad jooksuhoondu ligikaudu 98% efektiivsuse, isegi kui temperatuur tõuseb 150 kraadini Celsiuse järgi. See on päris muljetavaldav võrreldes vanade paralleeltelgedega konstruktsioonidega, mis töötavad tsementmuru tööstuses tavaliselt umbes 12 protsendipunkti madalamal tasemel.

Valikukriteeriumid optimaalse mootorikiirguse murrangu jõudluse jaoks

Koormustingimuste ja käigukasti reduktsioonisuhete sobitamine

Mehaaniliste süsteemide puhul tuleb alustada sellega, millised on vääningumomendi nõuded ja kuidas inertsijõud mõjutavad tööd. Gearsuhte valik mängib suurt rolli selle määratlemisel, mida süsteem tegelikult suudab pakkuda. Kõrgemad gearsuhted tähendavad üldiselt rohkem saadaolevat vääningumoomenti, kuid pöörlemissageduse vähenemisega. Võtke näiteks kaldhambalise vähendusmechanismi juhtumiuuringu. Tüüpiline 10:1 konfiguratsioon suurendab tavaliselt vääningumomendi väljundit ligikaudu üheksa ja poolega korda võrreldes sisendiga, kuigi sellest tulenevalt on kiirus umbes pooled algsest. Sellised seadistused sobivad eriti hästi rasketööstuses kasutatavatele veduvöödele. Tööstusharude ekspertide hinnangul on õige mõõtmine väga oluline. Enamik probleeme tekib siis, kui ei arvestata nii maksimaalse koormuse kui ka tavapärase töökoormuse tingimusi. Ebapiisava mõõduga komponentide osakaal moodustab umbes kaks kolmandikku kõigist varajastest rikkejuhtudest, mida materjalide käsitlemise seadmetes erinevates tootmissektorites esineb.

Karmides tingimustes keskkonnatingimused ja tihendusvajadused

Toiduainete töötluses või merekeskkonnas kasutatavad reduktorid vajavad IP65+ taset vastavaid tihendeid ja korrosioonikindlaid materjale, nagu roostevaba teras. Pidurikastes keskkondades on vajalikud labürindtihendid, samas kui pesemispiirkondades peavad huultihendid vastama 150+ PSI rõhule. Uuringud näitavad, et sobimatute tihendite tõttu tekib 52% lubrikaadi saastumise põhjustest.

Mootoriga ühilduvus ja reduktori konfiguratsiooniga joondus

Sobimatu kinnituse liideste tõttu tekkib 41% vibreerimisest tingitud rikkeid. Kontrollida:

• Vardediameetrid (14–50 mm tööstusmootoritele tüüpilised)
• Flantsistandardid (NEMA/IEC)
• Tagurpidi mängutundlikkused (<15 kaaremin robotite jaoks)

Energiaefektiivsus, koormustegur ja elutsükli kulu analüüs

Kõrge täpsusega planeetratastega reduktorid saavutavad 94–97% efektiivsuse, kuid maksavad 2–3 korda rohkem kui tangentreduktorid. Kasutada elutsükli kulude mudelit, võrreldes:

Tööstusharude võrdlusanalüüs näitab 19% suuremat rentaabluse paranemist, kui eelistatakse teenindustegurit (1,5+ löögikoormustel) algsetele säästmistele.