Planetgirkasse for industriell automatisering: 7 nøkkelytelsesfaktorer

På et pick-and-place-portal må en 750 W servomotor som kjører med 3000 o/min levere 25 til 30 Nm på utgående aksel og stoppe innen 0,05 mm fra den innlærte posisjonen, 90 ganger i minuttet, tre skift om dagen. Frekvensomformeren leverer hastigheten og kontrollsløyfen. Planetgirkassen boltet til motorflensen avgjør om den 0,05 mm fortsatt er 0,05 mm etter tolv måneders produksjon eller har åpnet seg opp til 0,4 mm.

Fem ytelsesfaktorer avgjør utfallet: tilbakeslag og torsjonsstivhet, dreiemomenttetthet målt mot den reelle servicefaktoren, effektivitetstap per trinn og varmen det genererer, utgangslagerlevetid under radiell belastning, og tetnings- og smørepakken tilpasset anleggsmiljøet. Feilvurder to av dem på størrelsesarket, og aksen blir rekonstruert på butikkgulvet i stedet for på papir.

Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd., kjent som SGR , bygger planetgirkasser, dobbelomsluttende snekkegirkasser og kombinerte reduksjonsgir for industriell automasjon og tungt maskineri, så kriteriene nedenfor er skrevet rundt hva som faktisk svikter, slites eller driver på en løpende line.

Hva en planetgirkasse bidrar til en automatisert akse

En planetgirkasse multipliserer dreiemomentet og deler inngangshastigheten ved å dele belastningen på tre eller flere planetgir som er i kontakt med solgiret og det indre ringgiret samtidig, og den samtidige mesh driver hver fordel og hver størrelsesfelle som følger.

En planetgirkasse er en koaksial reduksjonsgir der et sentralt solhjul driver flere planetgir montert på en roterende holder; planetene ruller inn i et ringgir, så den overførte belastningen deles mellom flere tannpar i stedet for ett enkelt maske.

Tre konsekvenser er viktige på en automatisert akse:

• Forholdet per trinn går fra 3:1 til omtrent 10:1, så to trinn når omtrent 100:1 og tre trinn når 1000:1 i et hus som er kortere enn en sammenlignbar spiralformet enhet.
• Belastningsdeling over tre til fem planetgir senker kraften på hvert tannpar, noe som øker dreiemomenttettheten og torsjonsstivheten og reduserer støyen en enkeltmasket design produserer.
• Inngående og utgående aksler sitter på samme senterlinje, så enhetens flens monteres direkte på en servomotor uten å flytte maskinaksen.

De samme egenskapene skaper feilmodusene. En enhet som er dimensjonert på gjennomsnittlig dreiemoment alene vil pit planettennene lenge før utgangslageret når sin nominelle levetid.

Tilbakeslag og vridningsstivhet: den første ytelsesfaktoren

Glapp er vinkelspillet som måles ved utgangsakselen når inngangen reverserer retningen, og den konverteres rett til posisjoneringsfeil: 1 buemin tilsvarer omtrent 0,15 mm ved en 500 mm arm, 3 arcmin er lik 0,44 mm, og 8 til 12 arcmin til en generell industriell enhet er lik 16 mm1 eller mer.

ISO 1328-1:2013 definerer girnøyaktighetsgradene 0 til 12, og automatiseringskvalitets planetariske sett kuttes normalt til grad 6 eller grad 7, som er det som tillater en 3 buemin-garanti uten å håndlappe hver enhet. Et klasse 5-sett kan bestilles for 1 arcmin, til en prispremie og lengre leveringstid.

Stivhet er andre halvdel av samme spesifikasjon. Tilbakeslag forteller deg hvor langt aksen beveger seg før lastbanen griper inn; torsjonsstivhet, oppgitt i Nm per buemin, forteller deg hvor mye den bøyer seg når belastningen påføres. Begge tallene hører hjemme på utvalgsarket, og samspillet mellom dem på en servoakse undersøkes i denne gjennomgangen av tilbakeslagsdeterminanter i robotposisjonering .

Dreiemomenttetthet, servicefaktor og valg av forhold

Dimensjoner en planetgirkasse på maksimalt dreiemoment i stedet for nominelt dreiemoment, fordi en servoakse rutinemessig bruker 200 % til 300 % av nominelt dreiemoment i noen hundre millisekunder under akselerasjon og bremsing. En vurdering som bare dekker kontinuerlig dreiemoment vil sette planettenner i det første året av en høysyklusmaskin.

Bruk en servicefaktor på minst 1,5 for enkeltskiftsautomatisering og 2,0 for 24/7-tjeneste, og kontroller deretter resultatet mot forholdet du faktisk trenger. Forhold, tilbakeslagsklasse og etappantall er ikke uavhengige valg: å legge til et trinn for å oppnå et høyere forhold koster omtrent 3 prosentpoeng av effektivitet og legger til tilbakeslag ved hver mesh.

N-serien planetgirkasse med høyt dreiemoment Se gjennom denne N-serien når du matcher servicefaktor, forhold, tilbakeslag og trinntall før du bekrefter maksimalt dreiemoment og ISO 6336-driftsberegninger. Se produkt →

Der arbeidssyklusen inkluderer hyppig reversering eller høy reflektert treghet, bekrefter toppmomentet, antall toppsykluser per time og tannrot- og flankesikkerhetsfaktorene beregnet til ISO 6336 før bestillingen frigis.

Effektivitet, varme og driftssyklus

Hvert planetarisk trinn mister omtrent 2% til 3% av kraften som passerer gjennom det, så en enkelt-trinns enhet returnerer omtrent 97%, to trinn omtrent 94% og tre trinn omtrent 91%. Den manglende prosentandelen forsvinner ikke; det forlater huset som varme.

Termiske klassifiseringer er oppgitt ved en definert omgivelse, vanligvis 40 grader, og en definert monteringsposisjon. En enhet som er termisk tilstrekkelig i stillestående luft kan overopphetes inne i et forseglet kabinett, og en høyere servicefaktor er den billigste løsningen: den velger neste rammestørrelse, noe som øker utstrålingsarealet før det øker kostnadene mye.

Utgangslagerlevetid, radielle belastninger og monteringsgrensesnitt

Utgangslageret, ikke girtennene, er den første komponenten som går tom for margin på en beltedrevet, kjededrevet eller pinjongdrevet akse. Kataloglagerlevetid er beregnet til ISO 281 og er normalt oppgitt som en L10-klassifisering på 20 000 timer ved nominell belastning, punktet der 90 % av en populasjon overlever denne varigheten.

N-serien koaksial basemontert planetgirkasse med høyt dreiemoment Vurder denne koaksiale basemonterte enheten når utgangslagerets levetid, overhengende last, aksiallast og start per time styrer den drevne aksen. Se produkt →

Gi produsenten tre tall: den radielle belastningen og dens påføringspunkt langs utgangsakselen, den aksiale belastningen og startene per time. En hengende last påført 25 mm lenger ut enn antatt kan halvere beregnet lagerlevetid.

Miljø, tetting og smøring

Beskyttelsesklasse og smøring bestemmes av anlegget, ikke av katalogsiden. IP65 til IEC 60529 er det praktiske minimum der det er nedvasking, støv eller metallpartikler.

• Forseglede enheter med fett for livet fjerner oljeskift, men har en lavere kontinuerlig termisk grense enn oljesmurte rammer av samme størrelse.
• Oljesmurte enheter som kjører mineralsk eller syntetisk girolje i henhold til ISO VG 220 håndterer høyere hastigheter og kontinuerlig drift bedre, på bekostning av et oljeskiftintervall.
• Næringsmiddel-, farmasøytiske og emballasjeområder spesifiserer vanligvis NSF H1-registrerte smøremidler, som må velges før enheten monteres i stedet for etter.
• Ekstreme omgivelser, under minus 10 eller over 45 grader, endrer smøremiddelvalget og kan kreve en varmeovn eller en vifte.

En seks-trinns utvalgssekvens for automatiserte maskiner

Tilpass girkassen til driftssyklusen i seks trinn, og registrer tallet bak hvert trinn, slik at en senere endring kan spores til en beslutning i stedet for en gjetning.

Planetgirkasse for svingdriftsapplikasjoner Bruk denne planetgirkassen når du matcher arbeidssyklustrinn; Hvis en sjekk mislykkes, bør du vurdere en større ramme før du endrer til et lavere forhold. Se produkt →

Hvis et trinn mislykkes, flytte opp en rammestørrelse før du flytter til et lavere forhold; overdimensjonering rammen er reversibel, underdimensjonering forholdet er ikke.

Tilbakeslag, dreiemomenttetthet, effektivitet, lagerlevetid og tetning er de fem faktorene som skiller en planetgirkasse som holder toleranse i et tiår fra en som blir en linje i vedlikeholdsloggen. Å spesifisere alle fem mot den virkelige driftssyklusen tar en ettermiddag; å korrigere dem etter igangkjøring tar en avslutning.