Redukcia prevodovky pre servomotor: Sprievodca výberom, typy a pravidlá dimenzovania

Prečo váš servomotor potrebuje redukciu prevodovky

Servomotor bežiaci pri 3 000 otáčkach za minútu nedodáva pri tejto rýchlosti takmer žiadny využiteľný krútiaci moment do robotického kĺbu alebo CNC osi. Reduktor prevodovky to rieši v jednom kroku: konvertuje vysokorýchlostný výstup s nízkym krútiacim momentom na pomalé otáčanie s vysokým krútiacim momentom, ktoré si vyžadujú skutočné záťaže. Bez neho by ste potrebovali fyzicky väčší – a oveľa drahší – motor na presun rovnakého nákladu.

Matematika je jednoduchá. Redukčný prevod 10:1 znásobuje výstupný krútiaci moment približne 10 (mínus straty účinnosti), pričom rovnakým faktorom delí otáčky hriadeľa. Pri aplikáciách riadenia pohybu, kde sa presnosť polohovania meria v oblúkových minútach, toto zníženie rýchlosti nie je len o krútiacom momente – priamo určuje, ako presne dokáže ovládač určiť polohu.

Tri hlavné výhody, ktoré odôvodňujú investíciu

Presné zosilnenie. Zníženie rýchlosti prevádza jeden počet snímačov motora na menší uhlový prírastok na výstupe. Reduktor s vôľou 3 minúty oblúka, ako napr Presná planétová redukcia série MKT určená na párovanie servomotorov , umožňuje CNC strojom, polovodičovým manipulátorom a laserovým rezačkám držať polohové tolerancie, ktoré motor s priamym pohonom nemôže dosiahnuť pri ekvivalentnej veľkosti rámu.

Násobenie krútiaceho momentu. Vyšší krútiaci moment cez prevodovku znamená, že servomotor môže zostať kompaktný. Menší motor, ktorý beží pri svojich menovitých otáčkach, je tepelne efektívnejší a reaguje rýchlejšie na príkazy rýchlosti ako predimenzovaný motor, ktorý beží pri čiastočnom zaťažení. The Planétové reduktory série MK kryt výstupného krútiaceho momentu od 27 Nm do 180 Nm, ktorý pojme všetko od ľahkých ramien SCARA až po ťažké portálové osi.

Zotrvačné prispôsobenie. Prevodovka znižuje zotrvačnosť zaťaženia odrazenú späť na motor o druhú mocninu prevodového pomeru. Pri pomere 5:1 sa odrazená zotrvačnosť zníži o faktor 25. To dramaticky zlepšuje dynamickú odozvu a skracuje čas usadzovania, čo je kritické pri vysokocyklových baliacich a tlačiarenských aplikáciách.

Kľúčové špecifikácie na posúdenie pred výberom

Vôľa je špecifikácia, na ktorú sa väčšina kupujúcich zameriava – a je to tak správne. Pri aplikáciách, ako je robotické zváranie alebo polovodičové vyberanie a umiestňovanie, sa čokoľvek nad 5 oblúkových minút zobrazí ako opakovateľná chyba polohy. Pre pohony dopravníkov alebo všeobecnú manipuláciu s materiálom je 10 oblúkových minút úplne prijateľných a umožňuje ekonomickejšiu voľbu.

Prispôsobenie typu reduktora vašej aplikácii

Nie každá servo aplikácia potrebuje rovnakú architektúru prevodovky. Inline planétové reduktory sú štandardnou voľbou pre usporiadanie koaxiálnych hriadeľov – kompaktné, vysoko účinné a kompatibilné s prakticky akoukoľvek prírubou servomotora prostredníctvom objímky AD adaptéra. Pravouhlé konfigurácie pomocou špirálové kužeľové prevody dutého typu sa uprednostňujú, keď výstupný hriadeľ musí byť kolmý na motor – bežné v portálových systémoch a otočných stoloch.

Pre aplikácie AGV a mobilných robotov, dizajn výstupného venca ozubeného kolesa používaný v planétových reduktoroch špecifických pre AGV ponúka výstup integrovaný v náboji, ktorý eliminuje externé hriadeľovanie, čím sa znižuje celková plocha pohonnej jednotky a zjednodušuje sa montáž kolesa.

Projekty s obmedzeným rozpočtom s miernymi požiadavkami na presnosť môžu používať ekonomický hviezdicový reduktor so špirálovým ozubením. The Nízkohlučný ekonomický hviezdicový reduktor série MPB poskytuje nízku vôľu pri nižších nákladoch vďaka optimalizácii geometrie ozubeného kolesa namiesto špecifikácií ložísk, čo je dobrý kompromis pre linky na spracovanie potravín alebo ľahké baliace linky.

Štyri praktické pravidlá pre dimenzovanie redukcie so servomotorom

1. Najprv vypočítajte požadovaný výstupný krútiaci moment. Vynásobte svoj záťažový moment servisným faktorom (zvyčajne 1,5 – 2,0 pre prerušovanú prevádzku serva). Menovitý výstupný krútiaci moment reduktora musí prekročiť túto hodnotu.
2. Potvrďte prevodový pomer podľa požiadaviek na rýchlosť. Vydeľte menovité otáčky servomotora požadovanou výstupnou rýchlosťou. Zvoľte najbližší štandardný pomer a potom skontrolujte, či motor neprekračuje svoje menovité otáčky pri maximálnej výstupnej rýchlosti.
3. Skontrolujte radiálne a axiálne zaťaženie podľa menovitých hodnôt ložísk. Konzolové sily z kladiek alebo pastorkov môžu prekročiť výstupnú nosnosť reduktora, aj keď je krútiaci moment v rámci špecifikácií. Séria MKT napríklad podporuje radiálne zaťaženie až do 8 500 N, čo je dostatočné pre väčšinu nastavení s guľôčkovou skrutkou a hrebeňom a pastorkom.
4. Pred objednaním skontrolujte kompatibilitu motora. AD príruba a vstupné puzdro musia zodpovedať priemeru výstupného hriadeľa vášho servomotora a vzoru príruby. Reduktory, ktoré sa dodávajú vopred nakonfigurované so zodpovedajúcimi adaptérmi, eliminujú náklady na vlastné obrábanie a chyby pri inštalácii.

Aplikácie, kde kombinácia preukáže svoju hodnotu

Laserové rezacie stroje vyžadujú vysokú rýchlosť posuvu a submilimetrovú presnosť dráhy. A planetárny reduktor navrhnutý špeciálne pre laserové rezacie zariadenie zvláda torzné obrátky pri zmenách smeru bez toho, aby spôsobil odchýlku dráhy spôsobenú vôľou. Rovnaká logika platí pre CNC obrábacie centrá, kde prekmit osí zhoršuje kvalitu povrchu a životnosť nástroja.

Pri výrobe polovodičov sú stávky vyššie. Manipulátory plátkov a lisovacie zariadenia pracujú v mikrónových toleranciách v prostredí čistých priestorov, čo znamená nulový únik oleja a trvalú presnosť počas miliónov cyklov. Výber reduktora s utesnenými ložiskami, vnútornými olejovými tesneniami a overenou dokumentáciou vôle – nielen nominálnej špecifikácie – je v týchto prostrediach nemenný.

Kombinácia motora s redukčnou prevodovkou je teraz štandardom v rámci nových výrobných liniek energetických batérií, fotovoltaických zariadení a výroby zdravotníckych pomôcok. V každom prípade prevodovka nie je doplnkom – je to komponent, vďaka ktorému je servomotor užitočný.