Domov / Spravodajské centrum / Správy z priemyslu / Aký je účel planétovej prevodovky?

Aký je účel planétovej prevodovky?

Úvod do planetárnych prevodových systémov

Planéta prevodovky , tiež známe ako epicyklické prevodové systémy, predstavujú jeden z najúčinnejších a najefektívnejších mechanizmov prenosu energie, ktoré sú k dispozícii pre inžinierov. Tieto systémy, ktoré sa vyznačujú ich jedinečnou konfiguráciou prevodových stupňov, odvodzujú ich názov od vizuálnej podobnosti k planetárnej slnečnej sústave, pričom stredné prevody „slnka“ sú obklopené obiehaním „planéty“, ktoré sú všetky obsiahnuté vo vonkajšom „krúžkovom“ prevodovom zariadení.

Slnko (stred) poháňa viacero planétových prevodov, ktoré sa otáčajú vo vnútri kruhového prevodu (vonkajší kruh). Planétové prevody sú namontované na nosiči, ktorý sa môže buď otáčať, alebo je držaný nehybný.

Základné komponenty planétových prevodových systémov

Pochopenie účelu planétových prevodoviek začína skúmaním svojich základných komponentov:

Slnečný výstroj

Centrálne vybavenie, ktoré prijíma vstupný výkon z motora alebo motora. Zaoberá sa okolitými prevodmi planéty a prenáša na ne rotačnú energiu.

Planéta

Zvyčajne tri až šesť prevodových stupňov, ktoré sa zapájajú do slnečného stupňa a prsteňového prevodu. Tieto ozubené kolesá sú namontované na nosiči a otáčajú sa okolo slnečného kolesa a zároveň sa otáčajú na svojich vlastných sekiach.

Prsteňový výstroj

Vonkajší výstroj s vnútornými zubami, ktoré sa zapadajú do planéty. V závislosti od konfigurácie môže byť kruhové zariadenie držané nehybné, otáčanie alebo slúžiť ako výstupný prvok.

Dopravca planéty

Štruktúra, ktorá drží planétové prevody v polohe a zachováva svoju orientáciu vo vzťahu k sebe navzájom. Nosič môže slúžiť ako vstup alebo výstup v závislosti od požadovaného pomeru prevodových stupňov.

Základné prevádzkové zásady

Funkčnosť planétových prevodových systémov vyplýva z kinematických vzťahov medzi ich komponentmi. V závislosti od toho, ktorý komponent je pevný, ktorý slúži ako vstup a ktorý ako výstup, je možné dosiahnuť rôzne pomery prevodových stupňov a rotačné smery.

Základná rovnica riadiacich planétových prevodových systémov je: (R S) × ωc = R × ωr s × Ωs

Kde r sú zuby krúžku, S sú zuby slnečného kolesa a Ω predstavuje uhlové rýchlosti nosiča (C), krúžku (R) a slnka (S).

Primárne účely a výhody

Systémy planétových zariadení sa používajú vo všetkých odvetviach kvôli svojej jedinečnej kombinácii charakteristík:

Hustota

Planetárne prevodovky distribuujú zaťaženie cez viaceré prevody planéty, čo im umožňuje vysielať výrazne väčší krútiaci moment v porovnaní s ich veľkosťou v porovnaní s rovnobežnými zariadeniami.

Kompaktný dizajn

Koncentrické usporiadanie komponentov vedie k menšej stope, vďaka čomu sú planétové systémy ideálne pre aplikácie obmedzené priestorom, v ktorých je potrebný vysoký prenos krútiaceho momentu.

Vysoká účinnosť

S výkonom distribuovaným vo viacerých sieťových sieťach dosahujú planétové systémy efektívnosť 97-99% na fázu, čo minimalizuje straty energie pri energii prenos.

Všestrannosť v konfigurácii

Upevnením rôznych komponentov (slnka, nosiča alebo krúžku) môžu inžinieri dosiahnuť rôzne pomery prevodových stupňov, násobenie krútiaceho momentu a smery otáčania z tej istej základnej prevodovky.

Nízka vibrácia a hluk

Symetrické usporiadanie planétových zariadení vytvára vyvážené sily, ktoré rušia vibrácie, čo vedie k plynulejšej prevádzke v porovnaní s inými typmi prevodových stupňov.

Porovnanie typu prevodovky

Prevodovka	Hustota krútiaceho momentu	Účinnosť	Kompaktnosť	Typické aplikácie
Planétový	Veľmi vysoký	97-99%	Vynikajúci	Robotika, automobilový priemysel, letectvo
Burza	Mierny	95-99%	Dobrý	Dopravníky, jednoduché stroje
Špirálovitý	Vysoký	95-98%	Mierny	Čerpadlá, kompresory, priemyselné
Skosenie	Mierny	95-98%	Dobrý	Pohony pravého uhla, diferenciály
Červ	S nízkym menom	50-90%	Dobrý	Zdvíhacie zariadenie, vysoký pomer

Kľúčové aplikácie v priemysle

Automobilový prenos

Planétové prevody tvoria základ automatických prevodoviek, ktoré poskytujú viacnásobné pomery prevodových stupňov, hladké posunutie a kompaktné balenie vo vozidle.

Priemyselná robotika

Robotické kĺby majú úžitok z planétových prevodoviek kvôli ich vysokému pomeru krútiaceho momentu k hmotnosti, presnosti a charakteristík nízkej vôle, ktoré sú nevyhnutné pre presné umiestnenie.

Letecké systémy

Kritické požiadavky sú používané v ovládačoch lietadiel, príslušenstvách motora a systémom rotora vrtuľníka, kde spoľahlivosť, kompaktnosť a vysoká hustota energie.

Veterné turbíny

Planetárne fázy v prevodovkách veterných turbín efektívne prenášajú vysoký krútiaci moment z lopatiek rotora do generátorov, zatiaľ čo odolávajú podmienkam premenlivého zaťaženia.

Zdravotníctvo

Prevodné prevodovky pre presné planéty umožňujú hladké a presné riadenie pohybu v zobrazovacích systémoch, chirurgických robotoch a diagnostických strojoch vyžadujúcich nízky hluk a vibrácie.

Elektrické vozidlá

Hnacie mestá EV využívajú planétové prevodové systémy na zabezpečenie násobenia krútiaceho momentu a zníženie rýchlosti v kompaktnom formálnom faktore v jednotkách elektrických hnacích jednotiek.

Variácie a konfigurácie navrhovania

Inžinieri vyvinuli viac planétových konfigurácií, aby splnili konkrétne požiadavky na aplikáciu:

Jednoduchá planetárna prevodovka

Základná konfigurácia s jedným slnečným kolesom, planétovými prevodmi, krúžkovým prevodom a nosičom. Poskytuje jediný redukčný pomer zvyčajne medzi 3: 1 a 12: 1.

Zložené planétové systémy

Viaceré planétové fázy spojené v sériách, aby sa dosiahli vyššie redukčné pomery bez nadmernej veľkosti komponentov. Bežné v priemyselných reduktoroch, ktoré si vyžadujú pomery do 100: 1.

Diferenciálne planétové dohody

Nakonfigurované s dvoma vstupmi a jedným výstupom (alebo naopak) na zabezpečenie schopností sčítania rýchlosti/krútiaceho momentu. Používa sa v hybridných prenosoch vozidla a zariadeniach s výkonom.

Planéta vs. solárne opatrenia

Aj keď sú podobné, solárne usporiadania obsahujú planétové prevody, ktoré sa neotávajú na ich sekoch, namiesto toho obiehajú pri udržiavaní pevnej orientácie vzhľadom na nosič.

Úvahy o materiálovom výbere

Náročné prevádzkové podmienky planétových prevodoviek vyžadujú starostlivý výber materiálu:

Prevodovka

Ocelá zliatiny tvrdené na prípadoch (napr. AISI 8620, 9310) poskytujú vynikajúcu silu a trvanlivosť. Vysoko výkonné aplikácie môžu používať nitridované ocele alebo špecializované zliatiny.

Povrchové ošetrenia

Karburizácia, nitriding a špecializované povlaky zvyšujú tvrdosť povrchu, zlepšujú odolnosť proti opotrebeniu a znižujú trenie medzi zubami zapaľovania.

Mazanie

Presné planetárne systémy využívajú splash mazanie, nútený cirkuláciu oleja alebo mazanie mastnoty v závislosti od prevádzkovej rýchlosti, teploty a požiadaviek na pracovný cyklus.

Požiadavky na údržbu

Správna údržba zaisťuje dlhovekosť a spoľahlivý výkon systémov planétových zariadení:

Manažment mazania

Pravidelná analýza oleja a plánované zmeny bránia kontaminácii opotrebenia. Správny výber viskozity založený na prevádzkovej teplote je kritický.

Monitorovanie vibrácií

Analýza periodickej vibrácie detekuje vyvíjajúce sa problémy, ako je opotrebovanie nosenia, poškodenie zubov prevodových stupňov alebo nesprávne zarovnanie pred katastrofickým zlyhaním.

Tepelné riadenie

Monitorovanie prevádzkových teplôt zabraňuje prehriatiu, ktoré môže degradovať mazivo a urýchliť opotrebenie komponentov.

Trendy budúceho vývoja

Technológia planéty prevodovky sa naďalej vyvíja, aby sa stretla s rozvíjajúcimi sa výzvami inžinierstva:

Integrované elektrické motory

Zvyšujúca integrácia planétových reduktorov s elektrickými motormi vytvára kompaktné mechatronické jednotky s optimalizovanými výkonnostnými charakteristikami.

Pokročilé materiály

Vývoj kompozitných materiálov a špecializovaných zliatin umožňuje ľahšie a silnejšie prevodové systémy pre letecké a elektrické vozidlá.

Aditívna výroba

Technológie 3D tlače umožňujú výrobu zložitých geometrií prevodoviek a ľahkých štruktúr, ktoré boli predtým nemožné s tradičnými výrobnými metódami.

Záver

Systémy planétových zariadení slúžia v modernom stroji kritickým účelom poskytovaním optimálneho riešenia pre aplikácie vyžadujúce vysokú hustotu krútiaceho momentu, kompaktné rozmery a prevádzkovú účinnosť. Ich jedinečná konfigurácia umožňuje inžinierom vysielať podstatný výkon prostredníctvom malého balenia a zároveň udržiavať vynikajúcu trvanlivosť a plynulú prevádzku. Ako technologický pokrok, planetárne prevodovky sa naďalej vyvíjajú a hľadajú nové aplikácie v robotike, obnoviteľnú energiu, elektrickú prepravu a ďalej.