Přesná pravoúhlá spirálová planetová převodovka EP-TMR

Pokud se osa stroje musí mezi servomotorem a zátěží otočit o 90°, konvenčním přístupem je externí pravoúhlá kuželová převodovka nebo šnekový reduktor přišroubovaný ke standardní převodovce. Oba tyto přístupy zavádějí další komponenty, další zdroje vůle a ztráty účinnosti. EP-TMR Integruje spirálový zkosený převod s otočením o 90° a spirálovou planetovou redukci do jediného utěsněného krytu. Sedm velikostí rámu (042–220 mm) pokrývá výstupní krouticí momenty od 17 N·m do 2 000 N·m s převodovými poměry i=3 až i=200 v jednostupňových a dvoustupňových konfiguracích. Směr vstupu motoru – vlevo, vpravo, nahoru nebo dolů – je pevně stanoven při výrobě, takže správný směr je nutné specifikovat při objednávce.

Pravoúhlá spirálová planetová převodovka · Spirálová zkosená změna směru 90° · Univerzální adaptér pro servomotor · Sklad v Koreji

Přidání pravoúhlé kuželové reduktorové převodovky ke standardní planetové převodovce zavádí druhou skříň, druhý systém ložisek, druhou potřebu mazání a druhý zdroj vůle. EP-TMR integruje jak spirálovou planetovou redukci, tak i spirálovou kuželovou převodovku s otočením o 90° do jediné kované slitinové skříně s jednou utěsněnou mazivovou náplní. Sestavená jednotka je kratší, lehčí a má méně opotřebitelných součástí než dvouskříňové řešení při stejném jmenovitém krouticím momentu.

Kuželový stupeň využívá broušená spirálovitá kuželová ozubená kola – nikoli přímá kuželová ozubená kola – s úhlem šroubovice 25–35° a tvrdostí povrchu 58–62 HRC. Kontakt spirálového kužele se pohybuje postupně po čelní ploše zubu, nikoli okamžitě; výsledkem je o 4–6 dB nižší hluk kuželového stupně než u přímého kužele při stejném zatížení zubu. Hluk EP-TMR při 3 000 ot/min se pohybuje v rozmezí ≤61–74 dB(A) napříč rámy – obvykle o 5 dB více než ekvivalentní řadový EP-TM na stejném rámu.

Unášeč planetových kol a hřídel s kuželovým pastorkem jsou vyrobeny jako jedna integrovaná součást – výstupní proud z planetového kola proudí přímo do kuželového pastorku bez mezilehlé spojky. Eliminace této spojky odstraňuje házení, které by se hromadilo ve spoji mezi unášečem a pastorkem u smontovaného provedení. Hluk a vůle zúženého převodu jsou nižší než u konkurenčních pravoúhlých jednotek, které používají samostatnou spojku mezi unášečem planetových kol a hřídelí s kuželovým pastorkem.

Pouzdro kuželového převodu lze specifikovat tak, aby vstup motoru směřoval doleva, doprava, nahoru nebo dolů vzhledem k výstupní hřídeli. Toto je nastaveno orientací pouzdra kuželového převodu při výrobě a nelze to změnit v provozu. Tato flexibilita eliminuje zakázková uspořádání hřídelí, která by jinak zvyšovala délku, chyby v ustavení a složitost údržby, když musí motor opustit rám stroje v určitém směru. Při objednávce uveďte v kódu modelu požadovaný směr vstupu – L, R, U nebo D.

Dvoustupňový převod EP-TMR dosahuje i=200, oproti i=100 u EP-TM. Rozšířený rozsah je obzvláště důležitý pro pravoúhlé pohony dopravníků, aktuátory otočných kroužků a pomaluběžné pohony solárních sledovačů, kde je v jedné jednotce vyžadována kombinace změny směru o 90° a vysokého převodového poměru. Při i=200 pohání motor s 3 000 ot./min výstupní otáčky 15 ot./min – což je vhodné pro těžké polohování otočného stolu a předstupně šnekových převodů, kde EP-TMR přidává vysoce účinnou primární redukci před samosvorný šnekový koncový stupeň.

Konvenční řadová převodovka plus externí pravoúhlý kuželový adaptér má kombinovanou axiální délku stejnou jako obě jednotky zapojené v sérii. Konstrukce s jedním krytem převodovky EP-TMR je kratší – otočení o 90° je uvnitř převodovky, nikoli vně ní. U sloupů strojů, krytů robotických kloubů a bočních rámů dopravníků, kde je omezena axiální hloubka za výstupním hřídelem, snižuje převodovka EP-TMR celkovou hloubku sestavy pohonu o délku externího kuželového adaptéru, která by jinak byla nutná. Instalace, kde se motor musí také sklopit do strany, aby se ušetřila hloubka, viz Řada pravoúhlých přírub EP-TNR.

Vnitřní předpětí z úkosového stupně: Za normálního provozu generuje záběr spirálového kuželového ozubeného kola na kuželový hřídel oddělovací sílu, tangenciální sílu a axiální sílu. Tyto vnitřní síly jsou přítomny bez ohledu na jakékoli vnější zatížení působící na konec výstupního hřídele. Ložiskový systém EP-TMR je navržen s předpjatými ložisky s kosoúhlým stykem, která tyto vnitřní síly neutralizují – ale spotřebovávají část jmenovité únosnosti ložiska. Proto je přípustná vnější radiální síla na výstupním hřídeli EP-TMR o něco nižší než na výstupním hřídeli EP-TM stejného rámu.

Faktor přesahu K_b: Pokud vnější radiální zatížení působí na střed hřídele (x = L/2xL), uplatní se plná přípustná radiální síla. Jak zatížení působí dále od ložiska (x se zvyšuje nad L/2xL), ohybový moment na výstupním hřídeli se zvyšuje a přípustná radiální síla se snižuje v závislosti na součiniteli polohy K._bVztah není lineární – kompletní graf a metodiku výpočtu naleznete v tabulce koeficientů zatížení polohy Korea Ever-Power nebo v příručce pro výpočet radiálního zatížení.

Korejské revolverové hlavy soustruhů a soustružnických center vyžadují, aby byl servomotor umístěn kolmo k ose otáčení revolverové hlavy, aby se vyhnul rozsahu vřetena. Standardní konfigurace je EP-TMR060/090 při i=10–25 – motor se montuje bočně, revolverová hlava se indexuje na ose výstupního hřídele. Nízká vůle (P1 ≤6 arcmin) umožňuje potvrzení polohy na základě enkodéru bez nutnosti použití dalšího hardwaru referenčního senzoru.

Korejské stroje na balení farmaceutických blistrů a skládání kartonů používají EP-TMR k pohonu skládacích ramen a uzavíracích desek ze serva umístěného za nebo vedle rámu stroje – nikoli v linii s pohybem. 90° výstup eliminuje sestavu spojky a prodlužovacího hřídele, čímž se snižuje nahromaděná úhlová chyba ve skládacím mechanismu a zjednodušuje se konstrukce rámu stroje.

Korejské logistické systémy AGV pro elektronické obchodování s koly Mecanum nebo Omni používají v rohu kola TMR042/060 k pohonu svisle instalovaným motorem. Kompaktní tělo TMR042 (celková délka 109 mm, čtvercový průřez □42) se vejde do omezeného prostoru mezi rohy kol a vozidly, což standardní řadová jednotka nedokáže. Jednostupňový převodový poměr i=5–10 udržuje vysokou účinnost vhodnou pro provoz AGV napájeného z baterií.

Roboty pro přepravu podů s otevíráním zepředu v korejských továrních halách musí splňovat standard půdorysu SEMI E84. Model TMR060/090 umožňuje montáž servomotoru rovnoběžně se základní deskou robota – čímž se ve srovnání s řadovou konfigurací zmenšuje hloubka čelní strany robota o délku těla motoru. Vysoce přesná verze P1 zajišťuje přesnost polohování FOUP v rámci požadavku standardu SEMI ±1 mm.

Korejské linky na zpracování potravin (kimči, hotová jídla, balené svačiny) používají TMR090/115 k pohonu bubnů hlav dopravního pásu z boční stěny rámu dopravníku. Motor je namontován svisle na boční straně dopravníku – horní část dopravníku je tak volná pro manipulaci s produktem – zatímco výstupní hřídel je přímo připojena k hřídeli bubnu. Krytí IP65 je vhodné pro prostředí s mytím potravin.

Korejské sušičky obilí, chemické míchačky a domíchávače betonu používají TMR115/142/180 při i=25–100 k pohonu horizontálních šnekových dopravníků z kolmého motoru. Dvoustupňový převodník s vysokým převodovým poměrem (i=100–200) umožňuje pohon velmi nízkých rychlostí šnekových dopravníků (5–30 ot./min.) ze standardních asynchronních motorů. Pro tyto vysokocyklové nízkorychlostní aplikace eliminuje konstrukce TMR s utěsněným mazivem nutnost údržby olejové lázně, kterou šnekové reduktory ve stejné konfiguraci vyžadují.

Otázka
Mohu vyměnit svou stávající řadovou převodovku EP-TM za převodovku EP-TMR se stejnou velikostí rámu, aniž bych musel měnit adaptér motoru?

Ano – adaptérová deska motoru (spojovací deska) je u modelů EP-TM a EP-TMR identická pro všechny velikosti rámu. Rozměry rozteče šroubů adaptéru motoru, vodicího otvoru a registru jsou společné pro celou řadu EP-TM/TMR. Při změně z řadového na pravoúhlé provedení se zachovává motor, adaptérová deska motoru a spojka hřídele motoru – mění se pouze těleso převodovky a výstupní část. Výstupní strana stroje se bude muset přizpůsobit změně orientace hřídele o 90°, ale instalace na straně motoru je přímou záměnou. Před objednáním se ujistěte, že průměr výstupního hřídele a rozměry drážky pro pero jsou u vašeho aktuálního modelu EP-TM a EP-TMR shodné – obecně jsou stejné, ale měly by být ověřeny na rozměrovém výkresu pro váš konkrétní model a převodový poměr.

Otázka
Účinnost EP-TMR je ≥951 TP3T pro jednostupňový systém. Co způsobuje snížení účinnosti o ~21 TP3T ve srovnání s EP-TM (≥971 TP3T)?

Rozdíl v účinnosti 2% spočívá v ztrátě třením ve spirálovém kuželovém ozubeném kole. Dvojice kuželových kol vždy zabírá v poměru 1:1 – přesměruje směr bez změny rychlosti – ale samotný proces záběru rozptýlí přibližně 1,5–21 TP3T přenášeného výkonu jako teplo bez ohledu na úroveň přenášeného točivého momentu. Tato ztráta je vlastní mechanismu kuželových kol a nelze ji konstrukčně eliminovat. Geometrie spirálových kuželů ji minimalizuje (u rovných kuželových kol ztráta dosahuje 3–51 TP3T ve stejné konfiguraci), ale neodstraňuje ji. U kontinuálních vysoce výkonných korejských průmyslových pohonů, kde je tento 2% finančně důležitý, si prostudujte průvodce výpočtem návratnosti investic do účinnosti, kde můžete kvantifikovat roční náklady na energii kuželového ozubeného kola za vašich specifických provozních podmínek.

Otázka
Pro korejskou CNC osu posuvu s ozubeným pohonem, mám použít EP-TMR nebo standardní EP-TM s L-držákem?

Převodovka EP-TMR zcela eliminuje konzolu ve tvaru L – samotná převodovka provádí změnu směru s vyšší přesností, než jakou by dosáhla samostatná konzola a spojka. Konzola ve tvaru L zavádí alespoň jednu další hřídelovou spojku a dvě další sady ložisek, z nichž každá přidává malou úhlovou chybu a bod selhání. Převodovka EP-TMR provádí stejnou změnu směru interně se spirálovým kuželovým stupněm a udržuje celkovou systémovou vůli od hřídele motoru k pastorku menší než 3 obloukové minuty. U osy s ozubeným hřebenem, kde je pastorek namontován na výstupním hřídeli převodovky EP-TMR, musí být radiální zatížení výstupního hřídele od kontaktní síly hřebene porovnáno s přípustnou radiální silou korigovanou na přesah pomocí polohového faktoru Kb. Při velkých vzdálenostech přesahu EP-TNR s výstupní přírubou s větším průměrem poskytuje vyšší radiální únosnost při stejném pravoúhlém uspořádání.

Otázka
Korejské závody na zpracování potravin vyžadují pravidelné mytí vysokotlakým čističem. Může EP-TMR odolat tomuto prostředí bez dodatečného těsnění?

Jednotka EP-TMR má standardně stupeň krytí IP65 – je chráněna proti nízkotlakým vodním paprskům z jakéhokoli směru dle normy IEC 60529. To se vztahuje na standardní korejské oplachování potravin pomocí čisticích hadic při typickém tlaku (až do přibližně 30 kPa). Pro korejská potravinářská zařízení splňující normu KFDA, která používají čištění vysokotlakou párou nebo chemické postřikování při tlaku nad 30 kPa, nemusí být stupeň krytí IP65 dostatečný a jednotka EP-TMR by měla být umístěna na místě mimo dosah přímého vysokotlakého postřiku nebo by měla být během čištění zakryta. Pro převodovky Korea Ever-Power jsou k dispozici pravoúhlé převodovky s krytím IP67 (s možností ponoření). Řada EP-TNR s možností krytí IP67 pro nejnáročnější korejské aplikace v hygienických zónách potravin a nápojů.

EP-TMR090 P1 i=20 na hlavě dopravníku s bočním pohonem, kde musel motor vystupovat z rámu stroje bočně – žádný prostor v řadě. Předchozí řešení používalo pravoúhlý šnekový reduktor na stejné pozici, který spotřebovával účinnost 70% a v létě pracoval při teplotě skříně 65 °C. Účinnost EP-TMR090 ≥95% ji snížila na 43 °C v ustáleném stavu. Také eliminovala čtvrtletní výměnu oleje na šneku. 18 měsíců v třísměnném provozu, žádné údržbové události. Společnost Korea Ever-Power potvrdila adaptér motoru pro náš Yaskawa SGMGV-09A ve stejný den.

EP-TMR115 P1 i=25 pro horizontální frézku v ose Z, kde servomotor musel směřovat k zadní části stroje, nikoli dolů. Výstup 90° uvolnil 160 mm vertikální výšky, což nám umožnilo zvětšit posuv osy Z. Hluk spirálového zkosení při 3 000 ot./min byl zcela přijatelný – ≤68 dB dle jmenovitých hodnot. Čtyři možnosti směru vstupu nám ušetřily zakázkové uspořádání hřídele. 12 měsíců na výrobní lince, vůle se nezměnila oproti dodacímu protokolu.

Dvoustupňový převodovka EP-TMR142 P2 i=40 pro rotaci základny (J1) bodového svařovacího robota pro těžké zatížení. Výstup 90° nám umožnil namontovat motor svisle uvnitř sloupku základny namísto vyčnívání dozadu, čímž se zmenšila podlahová plocha robota o hloubku 220 mm. Při 3× jmenovitý točivém momentu (T₂max = 1 950 N·m) během upínání svařovací pistole převodovka zvládla impuls v 36 000 cyklech za rok bez měřitelného nárůstu vůle. Obdrželi jsme dodací certifikát – skutečná naměřená hodnota 7,2 arcmin, což je v rámci specifikace P2 ≤10 arcmin.