SGR - s n Serie înaltă cutii de viteze pl...
Vezi detaliiA reductor planetar este un sistem de angrenaj coaxial compact, în care mai multe angrenaje planetare orbitează în jurul unui angrenaj solar central, în timp ce se cuplează simultan cu un angrenaj inel exterior fix - distribuind sarcina în toate punctele de contact pentru a obține o densitate excepțional de mare a cuplului, control rigid al jocului și eficiențe de transmisie de peste 97% într-un pachet mult mai mic decât orice cutie de viteze echivalentă cu arbore paralel sau melcat.
Un reductor planetar - numit și cutie de viteze planetară sau reductor epiciclic - transformă ieșirea de mare viteză și cuplu scăzut a unui motor în rotație de viteză mică și cuplu mare, potrivită pentru conducerea sarcinilor industriale. Acesta realizează acest lucru printr-un angrenaj cu trei componente care funcționează pe principiul epiciclic.
Angrenajul central de intrare, conectat direct la arborele motorului. Se rotește la viteza motorului și antrenează angrenajele planetare care îl înconjoară.
De obicei, 3-5 viteze montate pe un suport rotativ. Fiecare planetă se îmbină atât cu angrenajul solar, cât și cu inelul dințat simultan, împărțind cuplul de intrare pe mai multe căi de sarcină.
Un angrenaj fix cu dinți interni care formează limita exterioară a sistemului. Angrenajele planetare se rotesc de-a lungul suprafeței sale interioare, forțând purtătorul - și arborele de ieșire - să se rotească cu o viteză redusă.
Elementul de ieșire. Pe măsură ce angrenajele planetare orbitează în jurul soarelui, purtătorul se rotește cu o viteză determinată de raportul de transmisie, furnizând cuplu multiplicat sarcinii antrenate.
Deoarece sarcina este împărțită simultan între toate angrenajele planetare, o unitate cu trei planete distribuie cuplul în trei puncte ale angrenajului, mai degrabă decât în unul - triplând capacitatea efectivă de sarcină în raport cu dimensiunea dintelui. Acesta este motivul fundamental pentru care reductoarele planetare ating o densitate de cuplu mai mare decât orice altă topologie de cutie de viteze.
Reductoarele planetare domină aplicațiile cu cuplu ridicat, cu spațiu limitat, deoarece arhitectura lor coaxială include angrenaj solar, planete, angrenaj inel și arbore de ieșire de-a lungul unei singure axe - eliminând aranjamentul arborelui decalat care face ca cutiile de viteze cu arbore paralel late fizic.
În robotică, transportoare servo-acționate și axele rotative ale mașinilor-unelte, anvelopa de instalare este la fel de critică ca și capacitatea de cuplu. Un reductor planetar cu un diametru de flanșă de 100 mm poate furniza cupluri pe care o cutie de viteze melcate ar necesita o carcasă de 200 mm pentru a le atinge - un avantaj decisiv în cadrele de mașini strânse.
Eficiența cutiei de viteze determină dimensionarea motorului, generarea de căldură și costul energiei pe termen lung. În toate tipurile obișnuite de cutii de viteze industriale, reductorul planetar conduce în mod constant la eficiență – în special la rapoarte de transmisie mai mari, unde alternativele suferă pierderi progresive.
| Tip cutie de viteze | Eficiență tipică | Densitatea cuplului | Reacție | Cea mai bună aplicație |
| Reductor planetar | 97–99% pe etapă | Foarte sus | 1–5 arc-min (precizie) | Sisteme servo, robotică, automatizare cu ciclu înalt |
| Arbore paralel elicoidal | 96–98% pe etapă | Mediu | 5–15 arc-min | Transmisii industriale generale, benzi transportoare |
| Cutie de viteze melcat | 50–90% (dependent de raport) | Mediu-Low | 10–30 arc-min | Aplicații cu viteză redusă, cu sarcini rare |
| Cutie de viteze conică | 93–97% | Mediu | 5–20 arc-min | Acționări în unghi drept, sisteme cu axe mixte |
| Reductor cicloidal | 90–95% | Înalt | 1–3 arc-min | Înalt-shock-load robotics, heavy AGVs |
Eficiență în practică
O cutie de viteze cu melc care funcționează la un raport de 50:1 poate funcționa cu o eficiență de numai 55–60%, ceea ce înseamnă că 40–45% din puterea de intrare a motorului este disipată sub formă de căldură. Un planetar cu două trepte la același raport de 50:1 (două trepte 7:1) funcționează cu o eficiență de 94–98% - reducând pierderile de energie cu un factor de 8 și permițând unui motor semnificativ mai mic să conducă aceeași sarcină.
Potrivire a reductor planetar la un servomotor necesită evaluarea a șase parametri interdependenți. Selectarea doar a raportului de transmisie - cea mai frecventă eroare - duce la defectarea prematură a rulmentului, pierderea preciziei de poziționare sau suprasarcină termică.
Reductoarele planetare sunt printre cele mai robuste tipuri de cutii de viteze disponibile pentru sarcini grele și servicii continue. Distribuția lor de sarcină cu mai multe ochiuri înseamnă că dinții și rulmenții individuali ai angrenajului transportă o fracțiune din cuplul total - motivul principal pentru care unitățile planetare supraviețuiesc cutiilor de viteze echivalente cu arbore paralel în condiții susținute de sarcină mare.
Reductoarele planetare apar oriunde un sistem de antrenare trebuie sa fie puternic, precis, compact si fiabil pe parcursul a milioane de cicluri de operare. În cadrul automatizării industriale, combinația lor de eficiență ridicată și joc redus le face alegerea implicită pentru axele critice pentru mișcare.
Toate cele șase axe ale roboților articulați folosesc reductoare planetare sau cicloidale. Unitățile planetare cu axe articulate gestionează sarcinile inverse continue și cerințele de poziționare precisă ale roboților de sudare, asamblare și paletizare care funcționează la 60-120 de cicluri pe minut.
Mesele rotative, schimbătoarele de paleți și antrenările magaziei de scule se bazează pe reductoare planetare de precizie cu joc sub 3 arc-min. Repetabilitate de poziționare de 0,005 mm sau mai bună este realizabilă prin combinația dintre un servomotor și o etapă planetară de precizie potrivită.
Liniile de comerț electronic de mare capacitate și de sortare a coletelor utilizează unități planetare compacte în linie la fiecare punct de transfer. Amprenta lor mică permite instalarea rolelor motorizate cu o distanță de pas de 50–75 mm pe care antrenările cu arbore paralel nu le pot realiza fizic.
Vehiculele cu ghidaj autonom necesită tracțiuni care să se încadreze în șasiul vehiculului, oferind în același timp 500–3.000 Nm de cuplu. Reductoarele planetare cu arbore tubular se montează direct pe butucul roții, eliminând transmisiile externe cu lanț sau curea.
Șuruburile extruderelor din plastic și mixerele industriale funcționează la viteză redusă cu un cuplu ridicat susținut. Reductoarele planetare de mare rezistență, cu dimensiuni de cadru de la 200 la 1.000 mm, gestionează cupluri de ieșire de la 10 la peste 500 kNm în cicluri de producție continue de 24 de ore.
Sistemele de control al pasului turbinelor eoliene și sistemele de acţionare solare utilizează reductoare planetare pentru combinaţia lor de cuplu mare, capacitate de autoblocare în cazul sarcinilor de antrenare înapoi și durată de viață de mai multe decenii cu întreținere minimă în instalațiile de la distanță.