Kuidas planetaarne käigukast töötab? Päikesekäigukast. Planeedi kanderõnga käigukast. Selgitatud.

Inseneriteaduse süvaanalüüs · Mehhanism · Valem · Tõhususfüüsika

Kuidas planetaarne käigukast töötab —
Päikesekäigukasti, planeedikandja ja rõngaskäigukasti selgitus

Planeediliste ülekannete paigutus saavutab selle, millega ükski paralleelvõllidega käigukast ei suuda võistelda: maksimaalne pöördemomendi tihedus minimaalses ruumis tänu füüsikalistele omadustele. koormuse jaotamine mitme samaaegse kokkupuutepunkti vahelSee inseneriteaduse selgitusmaterjal hõlmab mehhanismi, ülekandearvu valemit, efektiivsusfüüsikat ja disainiotsuseid, mis teevad planetaarsest servoajamist kogu maailmas täppis-servoajamite standardi.

Sirvi Korea Ever-Power EP sarja →

Neli komponenti, mis panevad planetaarkäigukasti tööle

Planetaarülekande süsteem — ristlõige

RÕNGASHAMM (fikseeritud)

PLANEET
P1

PLANEET
P2

PLANEET
P3

PÄIKE
VARUSTUS
SISEND

PLANEEDI KANDJA → VÄLJUNDS
Päikeseülekanne — mootori sisendvõll
Planeedi käigud (3×) — tiirleb + pöörleb
Rõngashammasratas – korpuse külge kinnitatud
Planeedikandur — väljundvõll

Planeedilise käigukasti toimimise mõistmine algab selle neljast mehaanilisest komponendist. Planeediline käigukast – mida nimetatakse ka epitsükliliseks käigukastiks – koosneb neljast mehaanilisest komponendist, mis on paigutatud kontsentrilise geomeetria abil, mis annab konstruktsioonile erakordse pöördemomendi tiheduse. Iga komponendi toimimise mõistmine muudab iga valiku, tõrkeotsingu ja hooldusotsuse kiiremaks ja usaldusväärsemaks.

☀ Päikesevarustus — sisendelement

Paigaldatud sisendvõllile ja seda käitab otse mootor. Päikeseratas haakub samaaegselt kõigi kolme planetaarrattaga, edastades mootori pöördemomenti planetaarrattakomplektile. Selle hammaste arv (Z_sun) on peamine muutuja, mis määrab ülekandearvu koos rõngasratta hammaste arvuga.

⚙ Planeedikäigud — koormust jagavad elemendid

Kolm planetaarratast (standardkonfiguratsioon) haakuvad samaaegselt päikeserattaga oma sisemisel raadiusel ja ringhammasrattaga oma välimisel raadiusel. Iga planetaarratas pöörleb ümber oma telje ja tiirleb samal ajal ümber päikeseratta – see kahetine liikumine (pöörlemine + tiireldamine) on ülekandearvu kinemaatiline allikas. Oluline on see, et kõik kolm planeeti jagavad rakendatud pöördemomenti võrdselt, seega kannab iga planeedihammas igal hetkel ainult ühe kolmandiku kogukoormusest.

⬡ Rõngasülekanne — fikseeritud välimine reaktsioonielement

Hammasratas on suurim komponent, mille sisemised hambad haakuvad planeetülekannete välisraadiusega. Standardses planetaarkäigukastis on hammasratas korpuse külge kinnitatud – see ei pöörle. Planeedirattad veerevad tiirlemisel hammasratta sisemuse vastu. Hammasratta hammaste arv (Z_ring) määrab antud päikeseratta suuruse jaoks maksimaalse võimaliku ülekandearvu.

↻ Planeedikandja — väljundelement

Planeedikandur on konstruktsiooniraam, mis hoiab kõiki kolme planetaarülekande telge. See pöörleb väljundkiirusel, kui planetaarülekanded tiirlevad ümber päikeseratta. Väljundvõll on kinnitatud kanduri külge. Nurkkäigukastis on kandevõll ühendatud kaldhammasrattaga, mis muudab väljundsuunda; ridakäigukastis on kandevõll otsene väljund.

VÕIMSUSVOOG – SISENDIST VÄLJUNDINI

Mootor → [Päikeseratas pöörleb] → [Planeedi rattad: pöörlevad ümber oma telje + tiirlevad ümber päikese] → [Planeedikandja liigub] → Väljundvõll

Hammasratas on paigal (korpuse külge kinnitatud). Päikeseratta sisend liigutab planeete, mille liikumist hammasratas piirab. Ainsaks järelejäänud vabadusastmeks on lennukikandja orbiidil liikumine, mis muutub väljundiks. See piirangugeomeetria annabki ülekandearvu.

Kuidas arvutatakse ülekandearvu – Willise võrrand planetaarkäigukastide jaoks

Fikseeritud hammasrattaga planetaarkäigukasti ülekandearv on antud Willise võrrandiga – see on nime saanud Robert Willise järgi, kes süstematiseeris epitsükliliste hammasrataste analüüsi 1841. aastal. Standardkonfiguratsiooni (fikseeritud hammasratas, päikesehammasratta sisend, kandeülekande väljund) korral:

WILLISE VÕRDAND — FIKSEERINGUGA HAMMASRATT

i = 1 + (Z_rõngas / Z_päike)
Z_ring = hammasratta hammaste arv
Z_sun = päikeseratta hammaste arv
Planeetide hammaste arv ei kajastu suhte valemis – planeedid on ainult vahepealsed elemendid

Töötatud näide: Korea Ever-Poweri EP-AB seeria käigukastil suhtega i=5:1 on rõngashammasratas, mille Z_ring=96 hammast, ja päikesehammasratas, mille Z_sun=24 hammast. Valemi rakendades: i = 1 + (96/24) = 1 + 4 = 5:1. Planeethammasrataste arv (tavaliselt Z_planet=36) ei mõjuta ülekandearvu – see mõjutab koormuse jagamist ja konstruktsiooni tasakaalu, kuid mitte kinemaatikat.

Miks on üheastmeline maksimum umbes 10:1: Minimaalse praktilise päikesehammasratta hammaste arv on Z_sun=12 (hamba alalõike tõttu piiratud). Rõngashammasratta hammaste arv ei saa sama mooduli juures ületada ligikaudu Z_ring=108 ilma korpuse läbimõõdu piirangut ületamata. See annab standardmooduliga täppis-planetaarkäigukastide maksimaalseks üheastmeliseks ülekandearvuks ligikaudu 1 + (108/12) = 10:1.

Mitmeastmelise suhte korrutamine:
Kaks järjestikku ühendatud planetaarset astet korrutavad oma individuaalsed suhted: i_total = i₁ × i₂. Kaheastmeline seade, kus i₁=5 ja i₂=5, annab tulemuseks i_total=25:1. Seetõttu hõlmavad Korea Ever-Poweri täppisseeriad sama tooteperekonna piires suhteid 3:1 kuni 100:1 – üheastmeline i=3–10 ja kaheastmeline i=12–100 jaoks.

Levinud ülekandearvud — päikese- ja rõngashammaste arv

Suhtarv (i) Z_päike Z-rõngas Märkus
3:1 36 72 Madalaim praktiline üheastmeline. Suur väljundkiirus.
4:1 32 96 Levinud kiirete spindli ajamite puhul.
5:1 24 96 Kõige levinum üheastmeline ülekandearv maailmas.
7:1 18 108 Kõrgem suhtarv hea hambageomeetriaga.
10:1 12 108 Peaaegu üheastmeline maksimum. Väike päikesevarustus.
25:1 Kaheastmeline: 5×5. Kõige levinum kaheastmeline ülekandearv.
100:1 Kaheastmeline: 10 × 10. Kaheastmelise ulatuse ülempiir.
10,000:1 Neljaastmeline planetaarne (AH/AHK seeria) — üks suletud seade
Planeedi hammaste arv: miks see on oluline koormuse jagamisel, mitte suhtel

Planeedi hammasrataste hammaste arv peab vastama montaažitingimusele: (Z_ring + Z_sun) peab olema jaguv planeetide hammasrataste arvuga (tavaliselt 3). Kui Z_ring=96 ja Z_sun=24: (96+24)/3 = 40 — täisarv, seega saab 3 planeeti paigutada võrdse vahekaugusega. Kui see tingimus ei ole täidetud, on planeetide võrdne vahekaugus võimatu ja tulemuseks on ebavõrdne koormuse jaotus, mis lühendab käigukasti eluiga.

Miks planetaarkäigukastid saavutavad ≥97% efektiivsuse – kontaktmehaanika selgitus

planetaarse käigukasti töötlemise üksikasjad

Ühele enim otsitud küsimusele – kuidas planetaarkäigukast nii suure efektiivsusega töötab – on otsene vastus kontaktmehaanikas. Täppis-planetaarkäigukasti ≥97% üheastmeline efektiivsus ei ole optimeerimise teel saavutatav projekteerimiseesmärk – see on hammasrataste kontaktmehaanika tagajärg. Arusaamine, miks efektiivsus on nii kõrge (ja kuhu ülejäänud 3% läheb), selgitab jõudluse erinevust võrreldes ussireduktoritega, väikest efektiivsuse langust üheastmeliselt kaheastmelisele ja seda, miks hüpoidkäigud asuvad nende kahe vahel.

Hertsi kontaktpinge ja veeremishõõrdumine

Kui kaks hammasratast haakuvad, puutuvad nad kokku piki joont (silinderhammasrataste puhul) või väikest elliptilist pinda (spiraalhammasrataste puhul). Kokkupuutepunktis deformeeruvad hambad elastselt – see on hertsi kontakt. Selles kokkupuutes kaduv võimsus võrdub hõõrdejõu ja libisemiskiiruse korrutisega kokkupuutepunktis.

Planetaarse hammasratta ülekande puhul on domineeriv kontakt veerev — hammasratta hambad veerevad üksteise peal minimaalse libisemisega. Karastatud terase veerehõõrdetegurid käigukastiõliga terasel on vahemikus 0,001–0,003. Võrrelge seda ussikäigu libisemishõõrdumisega (0,05–0,12) – see on 20–40 korda suurem. See kontaktmehaanika erinevus, mitte disaini nutikus, on põhjus, miks planetaarkäigukastid on põhimõtteliselt ussikäigukastidest tõhusamad, olenemata tootmiskvaliteedist.

Ülejäänud 2–3% kadu planetaarkäigukastis tuleneb laagri takistusest (~1,5%), määrdeaine pöörlemiskadust (~0,5%) ja jääklibisemisest iga hammasratta otsas ja juures (~0,5–1%). Kõik kolm kadu on skaleeritavad kiiruse, temperatuuri ja määrdeaine viskoossusega – seepärast on efektiivsuse spetsifikatsioon esitatud nominaalsete töötingimuste jaoks.

MIKS 3 PLANEETI = KÕRGEM EFEKTIIVSUS KUI 1

Üks paralleelvõlliga hammasrataste paar:
Kontaktjõud = täispöördemoment / sammuraadius
Hertsi pinge ∝ √(Kontaktjõud)3-planeediline planetaarne sama väljundmomendi juures:
Iga planeedi kokkupuutejõud = 1/3 kogujõust
Hertsi pinge kontakti kohta ∝ √(1/3) = 0,577×Väiksem pinge → väiksem deformatsioon → vähem soojust
→ 3 planeeti saavutavad sama pöördemomendi
väiksem koormus hamba kohta = pikem eluiga + vähem kaotust

Efektiivsuse võrdlus eri käigukastitüüpide vahel

Käigukasti tüüp Tõhusus Kontakt μ (hõõrdumine)
Planetaarne (≥97%) ≥97% Veerev 0,001–0,003
Paralleelvõlliga spiraal 95–98% Veerev 0,003–0,006
Kaldus (spiraal) 93–97% Veerev 0,005–0,010
Hüpoid (KF/KH seeria) 94–96% Rullimine+libisemine 0,01–0,04
Uss (kõrge suhe) 40–65% Libistades 0,05–0,12

\

Miks kaheastmelise efektiivsuse langus on ≥94%:
Iga käiguaste korrutab eelmise väikese efektiivsuskao. 1. aste 97% juures annab 97% sisendvõimsust edasi 2. astmele. 2. aste 97% juures annab sellest 97% edasi: kokku 0,97 × 0,97 = 0,941 = 94,1%. Lisalaagrite komplekt astmete vahel lisab laagritakistust ~0,5%. See laagrite segu selgitab täpselt, miks Korea Ever-Poweri spetsifikatsioonides on ≥97% üheastmeline ja ≥94% kaheastmeline – see on kahjude segu matemaatika, mitte konstruktsioonipiirang.

Miks planetaarkäigukastid saavutavad 3–5 korda suurema pöördemomendi tiheduse kui paralleelvõlliga konstruktsioonid?

Pöördemomendi tihedus – maksimaalne väljundpöördemoment, mida saab saavutada käigukasti mahu või massiühiku kohta – on omadus, mis teeb planetaarkäigukastidest standardi robotliidete, CNC-tööpinkide ja mis tahes rakenduste jaoks, kus ajam peab mahtuma piiratud raamidesse. Suure pöördemomendi tiheduse allikaks on mitmerajaline jõuülekande geomeetria ja seda on lihtne tuletada esimestest põhimõtetest.

Esimese põhimõtte argument: Pöördemoment võrdub jõu ja hoova raadiuse korrutisega (T = F × r). Antud väljundpöördemomendi nõude ja antud sammuringi raadiuse korral on vajalik tangentsiaalne hambajõud fikseeritud: F = T/r. Paralleelvõllidega käigukastis kannab see kogujõudu üks hammasvõrgu kontakt. Planetaarkäigukastis jagatakse sama kogupöördemoment samaaegselt kolme (või enama) planetaarkäigukasti kontakti vahel. Iga kontakt kannab ainult T/(3r) jõudu – ühe kolmandiku paralleelvõllide kontaktjõust.

Hammasratta hammaste tugevus on võrdeline hamba ristlõike mõõtmete ruuduga. Kui iga hammas kannab ühe kolmandiku jõust, võib hammas sama ohutusteguri juures olla ühe kolmandiku võrra väiksem – või samaväärselt võib standardhammas sama pingetaseme juures kanda kolm korda suuremat jõudu. Seetõttu suudab 220 mm korpuse läbimõõduga planetaarne käigukast anda 2000 N·m väljundpöördemomenti, samas kui sama välisläbimõõduga paralleelvõllidega kaldhammastega käigukast suudab anda vaid 400–600 N·m.

See EP-AB täppis-reaseeria planetaarne käigukast demonstreerib seda pöördemomendi tihedust otseselt: EP-AB220 (korpuse läbimõõt 220 mm) annab kuni 2000 N·m väljundpöördemomendi, mille P0 ≤1 kaaremin lõtkuga i=3–100 juures. Sama välisläbimõõduga ja samas täpsusklassis paralleelvõllidega seade vajaks sama pöördemomendi nimiväärtuse saavutamiseks oluliselt raskemat ja suuremat korpust.

Pöördemomendi tiheduse võrdlus — sama 150 mm välisläbimõõduga korpus
Planetaarne käigukast (EP-AB150)
800 Nm
Paralleelvõlliga spiraaltoru (sama välisläbimõõt)
~250 Nm
Silinderhammasrataste paar (sama välisläbimõõt)
~160 Nm

Ligikaudsed väärtused — oleneb konstruktsioonist. Planetaarkäigukastide mitmerajaline koormuse jagamine annab 3–5-kordse pöördemomendi tiheduse eelise võrreldes üherajaliste paralleelvõllidega konstruktsioonidega.

Koaksiaalväljund – lisaväärtus

Kuna päikeseratta sisend ja kanderatta väljund jagavad sama keskjoont, on planetaarkäigukastidel koaksiaalne geomeetria. Mootor, käigukast ja käitatav masin saavad kõik ühele teljele joondada – see välistab paralleelvõllidega konstruktsioonide võlli nihke ja võimaldab luua kompaktseid silindrilisi konstruktsioone, mida kasutatakse robotkäe liigendites, servoajamites ja elektrisõidukite telgedes.

Üheastmeline vs mitmeastmeline – millal lisada planetaarastmeid ja kui palju igaüks neist maksab

Iga täiendav planetaarne aste suurendab ülekandearvu, vähendab väljundkiirust ja suurendab väljundmomenti – aga see toimub korpuse pikkuse, täiendava laagri takistuse ja väikese efektiivsuse vähenemise hinnaga. Iga astmete arvu kompromisside mõistmine aitab otsustada, kas antud rakenduse jaoks sobib ühe-, kahe- või mitmeastmeline konfiguratsioon.

Üheastmeline
i = 3:1 kuni 10:1
  • Kõrgeim efektiivsus (≥97%)
  • Lühim aksiaalne korpus
  • Suurim lubatud sisendkiirus
  • Madalaim peegeldunud inertsi karistus
Parim: robotühendused, suure tsükliga pakendid
Kaheetapiline
i = 12:1 kuni 100:1
  • Efektiivsus ≥94%
  • Laiem suhtarvude vahemik
  • Pikem korpuse sügavus
  • Rohkem etappe: alumine tagasilöök kuhjub
Parimad: CNC-lauad, positsioneerid, AGV-d
Mitmeastmeline
kuni 10 000:1
  • Efektiivsus ≥90–92%
  • Äärmuslik suhe ühes ühikus
  • Tugev tööstuslik pöördemoment
  • Suuremad raamimõõdud (AH-seeria)
Parimad: päikesejälgijad, tuule suunamuutused, kraanad

See EP-AH/AHK New Line neljaastmeline seeria saavutab ühes suletud seadmes 10 000:1 pöördemomendi kuni 9585 N·m – kombinatsioon, mis on saadaval ainult nelja kaskaadse planetaarse astme kaudu ühes korpuses. See välistab vajaduse liitkäigukasti keti (kaks või kolm eraldi seadet järjestikku ühendatud) järele koos sellega kaasneva vahevõlli hoolduse, mitme määrimispunkti ja joondamisnõuetega.

TÕHUSUSE KOMBINEERIMINE ETAPIDE VÄLISES

Üksnes 1. etapp: η = 0,97 → 97%
1. + 2. etapp: η = 0,97² = 0,9409 → 94,1%
1. + 2. + 3. etapp: η = 0,97³ = 0,9127 → 91,3%
Etapp 1 + 2 + 3+4: η = 0,97⁴ = 0,8853 → 88,5% Laagrikadudega (+0,5% iga lisaetapiga):
2-astmeline tegelik väärtus: ≥94% ✓
3-astmeline tegelik väärtus: ≥92% ✓
4-astmeline tegelik väärtus: ≥90% ✓Spetsifikatsioonid vastavad esimeste põhimõtete ennustustele
Millise muutuja sa ohverdad rohkemate etappide korral?

Rohkem astmeid ohverdavad: efektiivsust (iga aste ×0,97), aksiaalset pikkust (iga aste lisab pikkust) ja suurendab veidi lõtku (P0 üksik ≤1′ → P0 kaheastmeline ≤3′). Iga aste võidab: suhte korrutise ja väljundmomendi korrutise. Projekteerimise kompromiss on alati suhe vs efektiivsus vs pikkus vs lõtku akumuleerumine.

Kust tuleb tagasilöök – ja kuidas tootmise täpsus seda kontrollib

Lõtk – väljundvõlli nurklõtk sisendsuuna vastupidisel pööramisel – ei ole tootmisdefekt. See on konstrueeritud lõtk, millel on kaks olulist funktsiooni: see annab ruumi määrdekilele, mis hoiab ära metallidevahelise kokkupuute koormuse all, ja see kompenseerib hammasrataste soojuspaisumist, kui käigukast töötamise ajal kuumeneb. Nullhambalõtkuga käigukast kiiluks kinni minutite jooksul pärast töötemperatuuri saavutamist.

Lõtkuklasside süsteem P0, P1 ja P2 määrab, kui tihedalt hammaste vahet tootmise ajal kontrollitakse. Väiksem vahe (P0) nõuab täpsemat hammasrataste lihvimist, korpuse avade ja laagripesade suuremat mõõtmete tolerantsi ning valikulisemat kokkupanekut hambapaaride sobitamiseks – kõik see suurendab tootmiskulusid. Spetsifikatsiooni mõõdetakse väljundvõllil lukustatud sisendvõlliga, rakendades igas suunas väikest pöördemomenti ja mõõtes nurknihet.

Lõtk suureneb töötamise ajal, kuna hammasrataste hambaküljed kuluvad. Iga suunavahetus on mikrolöök eelnevalt koormamata hambapinna ja veetava hambapinna vahel – suure tsüklite arvu korral suurendab kumulatiivne mikrokulumine hammastevahelist kliirensit. Seetõttu on lõtkuklassi valik oluline kogu kasutusea, mitte ainult tarnetingimuste seisukohast.

Korea Ever-Poweri tagasilöögi kinnitus:
Kõikide Korea Ever-Poweri täppisseeriate puhul mõõdetakse enne saatmist väljundvõllil ühiku kohta. Tarnesertifikaadi dokumendid kinnitavad mõõdetud lõtku väärtust – mitte ainult klassi vastavust. EP-BAF suure jäikusega seeria planetaarne käigukast, kontrollitakse suurendatud väljundvõlli radiaalset koormust eraldi, mis näitab, et väljundvõlli geomeetria mõjutab sõltumatult radiaalset jõudlust, muutmata planetaarülekande lõtku.

Tagasilöögi astmete süsteem — mida astmed füüsiliselt tähendavad

P0
Üksik ≤1′ · Kaheastmeline ≤3′
Hammaste vahe lihvitud minimaalse funktsionaalse tolerantsini. Nõuab 100% selektiivset kokkupanekut – hammasrattad on paaristatud mõõdetud hälbe alusel, et tagada koguhälbe jäämine ≤1′ piiresse. Iga üksus on kontrollitud.
P1
Üksik ≤3′ · Kaheastmeline ≤5′
Veidi laiem hammaste kliirens. Saavutatav kitsa tolerantsiga hammasrataste lihvimisega ilma täieliku selektiivse kokkupanekuta. 20–30% kulude vähenemine võrreldes P0-ga – enamiku servotelgede jaoks praktiline klass.
P2
Üksik ≤5′ · Kaheastmeline ≤7′
Standardtolerantsiga hammasrataste lihvimine, normaalne kokkupanek. Õige spetsifikatsioon mitte-täppis-servotelgede, üldiste ajamite ja rakenduste jaoks, kus lõtk ei mõjuta funktsionaalset täpsust.
Miks AFH-l puudub P-klassi kood: EP-AFH standardvarustuses on täpsus ≤1 kaaremin – mitte P0 alamvalikus. Iga AFH-seade, iga suhte ja iga raami korral, on valmistatud selle tolerantsi järgi. Klassikoodi puudumine tähendab, et madalama klassi varianti pole; kogu seeria on ehitatud P0-ga ekvivalendi täpsusega.

Rida- ja täisnurkne arhitektuur – kaldpinna lisamine suuna muutmiseks

Planeedilise käigukasti täisnurga konfiguratsioonis töötamise täielikuks mõistmiseks peame pildile lisama veel ühe astme. Siiani kirjeldatud põhiline planetaarne paigutus annab tulemuseks Sisseehitatud (koaksiaalne) väljundPäikeseratta sisendvõll ja kanduri väljundvõll jagavad sama keskjoont. See on kõige tõhusam konfiguratsioon – suunda muutvat astet pole, komponente on minimaalselt, võimsustihedus on maksimaalne.

A täisnurga väljund nõuab planetaarastmete järel kaldhammasrataste astet. Paar täppisspiraalset kaldhammasratast suunab kanduri väljundi ümber 90 kraadi võrra. See kaldhammasratas lisab ligikaudu 3–5% efektiivsuskadu (spiraalse kaldhammasratta efektiivsus 93–97%), suurendab korpuse pikkust ristisuunas ja tekitab täiendavat lõtku – mistõttu Korea Ever-Power mõõdab täisnurksete seeriate (EP-ABR, EP-ADR, EP-AFR) P0/P1/P2 lõtku viimasel täisnurksel väljundvõllil, kui kaldhammasratas on aktiivne, mitte planetaarkanduril enne kaldhammasratast.

See EP-AFR täisnurkne suure jäikusega seeria planetaarne käigukast demonstreerib konstruktsioonipõhimõtet: suurendatud väljundvõll vastab otse paigaldatud rihmade, hammasrataste ja ketirataste radiaalkoormuse nõudele 90 kraadi juures, samas kui P0/P1/P2 lõtku spetsifikatsioon täisnurga all oleval väljundvõllil tagab, et kaldlõikeastme panus on puidu klassi sisse projekteeritud, mitte sellele lisatud.

VÕIMSUSVOOG TÄISNURKSE KONFIGURATSIOONIS

[Mootor] ──→ [Päikeseülekanne] ──→ [Planeedikandja]

[Spiraalhammasratta paar]
│ (90° suuna muutus)

[Täisnurkne väljundvõll] Kogulõtk = planetaarastmed + kaldastmed
= mõõdetuna täisnurga all oleva väljundvõlli juures
= mida Korea Ever-Power määrab kui P0/P1/P2

Korea Ever-Poweri planetaarkäigukast, täisnurkne seeriakvaliteediga tootmine EP-s

Konfiguratsioon Tõhusus Tagasilöök mõõdetuna
Ridasiseselt (EP-AB, EP-AF) ≥97% Väljundvõll (rida)
Täisnurkne (EP-ABR, EP-AFR) ≥93–96% Täisnurkne väljundvõll (koos kaldservaga)
Mitmeastmeline ridakompressor (EP-AH) ≥90–94% Lõplik väljundvõll

Planetaarne vs iga alternatiiv – täielik jõudluskaart

Insenerid, kes mõistavad planetaarkäigukasti toimimist, saavad seda võrrelda iga konkureeriva tehnoloogiaga, et leida iga rakenduse jaoks õige tööriist. Planeediline käigukast ei võida igas dimensioonis iga alternatiivi vastu – see võidab dimensioonide kombinatsioonis, mida enamik tööstus- ja servorakendusi vajab samaaegselt. Iga tehnoloogia asukoha mõistmine jõudluskaardil võimaldab õiget spetsifikatsiooni, kui kompromissid on olulised.

planetaarse käigukasti töötlemise üksikasjad 2

Planetaarne vs paralleelvõlliga spiraalne

Spiraalkäigukast saavutab sarnase efektiivsuse (95–98%), kuid nõuab võlli nihet – mootori ja väljundvõllid on paralleelsed, mitte koaksiaalsed. Sama pöördemomendi korral on spiraalkäigukasti välisläbimõõt tavaliselt 1,5–2 korda suurem kui planetaarne ekvivalent. Spiraalkäigukast võidab müra (vaiksem hammaste haardumisprofiil) ja hinna osas suure pöördemomendi korral – planetaarne võidab kompaktsuse, koaksiaalse geomeetria ja pöördemomendi tiheduse osas. EP-BPG energiasäästlik seeria käsitleb valdkonda, kus kompaktsed planetaarmootorid asendavad Korea konveieri- ja segistiajamites suuremaid paralleelvõllilisi seadmeid.

Planetaarne vs tsükloidne (tsükloajam)

Tsükloidajamid saavutavad väga kõrged üheastmelised ülekandearvud (kuni 87:1) ja äärmiselt suure löögikoormustaluvuse (5–6× hetkeline nimimoment) – eelised raskete tööstuslike konveierite ja kaevandusrakenduste jaoks. Tsükloidajamid on ka konstruktsioonilt lõtkuvabad (hammaste lõtku pole). Tsükloidseadmed on aga kallimad, neil on suurel kiirusel madalam efektiivsus ja mehaaniliselt keerukam hooldada. Standardsete ülekandearvudega täppis-servoajamite puhul on planetaarkäigukastid kulutõhusam lahendus võrreldava täpsusega.

Planetaarne vs hüpoidne (EP-KF/KH)

Hüpoidsed käigud (kasutatakse EP-KF/KH seeria) kasutavad kõverat spiraal-koonusgeomeetriat, mis tekitab samaväärse pöördemomendi juures madalama töömüra kui tavaline planetaarülekanne – kuna pinna kokkupuutemuster jaotab hambalöögi suuremale pinnale. Hüpoid saavutab efektiivsuse ≥94–96%. Peamine piirang: EP-KF/KH kasutab käigukastiõli, mille minimaalne temperatuur on 0 °C – see ei sobi Korea talve- ega külmruumide välistingimustes kasutamiseks. Planetaarülekanne (standardseeria) töötab kuni −10 °C ja on õige valik välistingimustes või külmas keskkonnas kasutamiseks.

Korduma kippuvad küsimused — kuidas planetaarkäigukast töötab

K
Kas planetaarkäigukasti saab tagurpidi käitada – kas väljundvõll saab sisendvõlli pöörata?

Jah — planetaarne käigukast on tavatingimustes tagasikäiguga. Kui väljundvõllile rakendatakse pöördemomenti, paneb see pöörlema ​​sisendvõlli ja selle külge kinnitatud mootori rootorit. See on tingitud veereva kontaktiga pööratavast hammasratta geomeetriast. Tagasikäiguga käigukast on tegelikult eeliseks servoajamite puhul, kus mootori enkoodri tagasisideahel kompenseerib koormuse häireid mõlemas suunas. See muutub puuduseks ainult vertikaalse koormuse hoidmise rakenduste puhul, kus väljundkoormus paneks mehhanismi raskusjõu mõjul tagasi käima, kui mootori toide on välja lülitatud – sellistel juhtudel on vaja elektromagnetilist pidurit või allavoolu iselukustuvat ussiastet.

K
Miks kasutada planetaarkäigukasti määrimiseks õlivanni asemel suletud määret?

Planetaarkäigukasti saab paigaldada mis tahes asendis – sisendvõll üles, alla, horisontaalselt või mis tahes nurga all –, kuna seda kasutatakse robotite ühendustes, päikesejälgijates, tööpinkide telgedes ja sõidukite diferentsiaalides igas võimalikus asendis. Õlivanni määrimine nõuab spetsiifilist asendit, et säilitada õlitase hammasratta hambumuses; vale asendi korral töötavad hammasrattad kuivalt või uppunult. Suletud määre on asendist sõltumatu, välistab täite-/tühjendusava ja sellega seotud tihendi lekke ohu, ei vaja perioodilist õlivahetust ja on ühilduv IP67 tihendusgeomeetriaga. Määre viskoossus on sobitatud töökiiruse ja temperatuurivahemikuga – Korea Ever-Power EP seeria kasutab määret, mis on ette nähtud temperatuurideks −10 °C kuni +90 °C (standardseeria) või 0 °C kuni +90 °C (KF/KH hüpoidseeria).

K
Mis vahe on planetaarkäigukastil ja tsükloidkäigukastil ning millal kumbki neist kehtib?

Tsükloidkäigukast saavutab koormuse vähendamise tsükloidketta ekstsentrilise liikumise kaudu tihvtide ringis, mitte hammaste hambumuse kaudu. See tagab teoreetiliselt null lõtku (tihvti ja augu vaheline kontakt, mitte hammaste kliirens) ja väga kõrge löögikoormustaluvuse – tavaliselt 5–6× nimipöördemomendi hetkeliselt ilma kahjustusteta. Planeedilised käigukastid kasutavad hammaste hambumust, neil on väike kontrollitud lõtk (P0 ≤1 kaaremin) ja need taluvad 2–3× nimipöördemomendi tippu. Korea koostöörobotite liigendajamite puhul, mille kandevõime on 10 kg ja millel on madal löögikoormus, pakuvad planetaarkäigukastid piisavat täpsust madalama ühikuhinnaga. Raskete tööstusrobotite liigeste, kaevanduskonveierite ajamite ja pressiliinide automatiseerimise puhul, millel on tugevad löögikoormused, pakuvad tsükloidaalsed ajamid olulist löögitaluvuse eelist. Valik on rakendusepõhine, mitte tehnoloogiapõhine.

K
Kui kaua täppis-planetaarkäigukast kestab ja mis põhjustab selle rikkeid?

Korea Ever-Poweri täppis-seeria on konstrueeritud 20 000 töötunniks nimipöördemomendi ja nimikiirusel. 2500 töötunni juures aastas (kolmevahetusega tootmine Koreas) võrdub see 8 aastaga. Peamine rikkeviis ei ole äkiline purunemine – see on järkjärguline lõtku kasv hammasratta hammasküljelt, eriti pöördepunktis, kus koormamata hambad puutuvad kokku koormatud hammastega. See kulumiskiirus sõltub suuresti rakendatud pöördemomendi ja nimipöördemomendi suhtest: nimipöördemomendiga 80% töötamine tekitab oluliselt aeglasema kulumise kui nimipöördemomendiga 110% töötamine (üle spetsifikatsiooni). Teisene rikkeviis on laagrite väsimus – planeetide hammasrattaid toetavad veeremlaagrid akumuleerivad väsimustsükleid suure kiiruse/koormuse kombinatsioonide korral. Suletud määre tagab nii hammasratta hammaste kui ka laagrite piisava määrimise kavandatud eluea jooksul ilma hoolduseta.

K
Kas planetaarkäigukaste kasutatakse põllumajandustehnikas ja mille poolest need erinevad tööstuslikest täppisseadmetest?

Jah – planetaarkäigukaste kasutatakse laialdaselt põllumajandusmasinates rattarummude ajamite, harvesteripea ajamite ja jõuvõtuvõlli jaotuse jaoks. Põllumajanduslikud planetaarüksused seavad esikohale suure pideva pöördemomendi, löögikoormuse taluvuse ja saastumiskindluse täpse tagasilöögi asemel – neil on tavaliselt 15–30 kaareminuti lõtk ja need on määratletud pöördemomendi astmetes ilma P0/P1/P2 klassi valikuta. Tööstuslikud täppisüksused, nagu Korea Ever-Power EP seeria, seavad esikohale alla kaareminuti suuruse tagasilöögi, mis tahes paigaldussuuna jaoks mõeldud suletud määrde ja servomootorite ühilduvuse. Korea põllumajandusmasinate rakenduste jaoks, kus primaarse EP planetaarkäigukasti väljund jaotub mitmele põllutööriistale... põllumajanduslikud koonilised käigukastid, vähendab planetaarne reduktorietapp mootori pöörlemiskiiruse tööseadise ajami kiiruseni ja allavoolu asuvad koonusülekanded jaotavad selle väljundi üksikute tööpeade vahel.

Nüüd, kui teate, kuidas planetaarne käigukast töötab – valige õige

Korea Ever-Power toodab kõiki selles artiklis käsitletud planetaarkäigukasti arhitektuure – alates üheastmelistest P0 täppiskäigukastidest kuni neljaastmeliste 10 000:1 raskeveokite käigukastideni. Rakendustehnika meeskond pakub seeriavalikut, pöördemomendi arvutusi ja lõtkuastme kinnitust korea keeles samal tööpäeval.

Toimetaja: Cxm