Cum se calculează raportul de reducere a cutiei de viteze și ieșirea cuplului pentru sistemele de acționare cu servomotoare?

Raportul de 1:10 ales a fost prea mare pentru un timp index de 0,8 secunde, iar cuplul de sarcină a fost subestimat cu aproximativ 18% odată ce a fost inclusă eficiența cutiei de viteze. Un servomotor care își atinge limita de cuplu în timpul accelerării va declanșa unitatea, va degrada precizia de poziționare și va supraîncălzi reductorul. Soluția constă într-o secvență de calcul disciplinată care acoperă raportul, cuplul, eficiența și potrivirea inerției înainte de plasarea unei comenzi de achiziție.

Ce înseamnă raportul de reducere și ieșirea cuplului în sistemele de acționare cu servomotoare

Raportul de reducere este raportul dintre viteza de intrare a servomotorului împărțit la viteza de ieșire a cutiei de viteze, în timp ce cuplul de ieșire este forța de rotație disponibilă la arborele de ieșire după aplicarea efectului multiplicator al acelui raport și eficiența mecanică a cutiei de viteze.

Un servomotor este un dispozitiv de mare viteză și cuplu redus, în timp ce majoritatea sarcinilor mașinii necesită mișcare cu viteză mică și cuplu mare. Cutia de viteze compensează acest decalaj. Înțelegerea relației exacte dintre raport și cuplu este baza oricărei decizii de potrivire, deoarece determină dacă servomotor poate accelera sarcina în timpul ciclului necesar fără a depăși limitele sale termice sau de vârf.

Metoda în trei etape pentru a calcula raportul de reducere

Pentru a calcula raportul de reducere pentru un sistem de antrenare cu servomotoare, aveți nevoie de trei valori: viteza de ieșire necesară din timpul ciclului, viteza nominală a servomotorului și cuplul de ieșire cerut de sarcină.

Calcularea cuplului de ieșire după raportul de reducere

Odată ce raportul de reducere este fixat, calculați cuplul disponibil prin înmulțirea cuplului continuu al servomotorului cu raportul și randamentul cutiei de viteze.

Factorul de eficiență contează deoarece transformă multiplicarea teoretică a cuplului în cuplu utilizabil. Un reductor planetar cu o eficiență de 0,97 oferă cu 3% mai mult cuplu de ieșire decât un reductor cu o eficiență de 0,94 la același raport, ceea ce poate face diferența într-o fază de accelerare care durează 0,8 secunde.

Servomotor și cutie de viteze potrivite: inerție, precizie și joc

Calculul raportului este doar jumătate din problema dimensionării. De asemenea, servomotorul trebuie să controleze dinamic inerția de sarcină reflectată, iar jocul cutiei de viteze trebuie să rămână în toleranța de poziționare a mașinii.

Nepotrivirea inerției este unul dintre cei mai ignorați factori. Inerția de sarcină reflectată la arborele motorului este egală cu inerția de sarcină împărțită la pătratul raportului de reducere. Un raport de inerție rotor-sarcină de 1:5 sau mai bun este recomandat pentru control precis al servo. Un raport mai mic este acceptabil pentru axele mai lente, dar un raport mai mare cauzează probleme de reglare a câștigului și poate declanșa oscilații în timpul decelerației rapide.

Axele de automatizare care necesită un cuplu ridicat și o instalare compactă beneficiază de reductorul planetar din seria AHB, care acoperă rapoarte de la 3:1 la 100:1 și menține jocul la 3 arcmin. Producători precum ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD. (BEITTO) design de înaltă eficiență cutie de viteze planetară servomotoare unități pentru aceste cicluri de lucru.

Joc redus Reductor cutie de viteze planetară AHB cuplu ridicat Acest reductor planetar cu angrenaj elicoidal oferă un joc mic sub 3 arcmin pentru o poziționare precisă și un cuplu ridicat în axele de automatizare compacte, cu un design de flanșă pentru montarea universală a motorului și funcționarea fără întreținere. Vizualizare produs →

Pentru mecanismele de pick-and-place și de indexare care necesită cel mai mic joc posibil și mișcare silențioasă, reductorul de viteze flexibil din seria BSHF oferă un interval de raport de la 50:1 la 160:1 cu joc sub 1 arcmin.

Reductor de viteză flexibil din seria BSHF cu arbore tubular Oferind un design fără reacție și rapoarte de la 50:1 la 160:1, acest reductor ușor acceptă mecanisme de preluare și plasare și de indexare cu mișcare silențioasă și cuplu ridicat într-un aspect coaxial compact. Vizualizare produs →

Acolo unde axa de mișcare trebuie să se rotească cu 90 de grade fără a adăuga o cutie teșită separată, sistemul de antrenare planetară în unghi drept din seria ATR menține precizia raportului într-o amprentă compactă.

Reductor de viteză planetar cu unghi drept de 90 de grade ATR Această transmisie planetară în unghi drept oferă o viraj de 90 de grade fără casete teșite suplimentare, menținând precizia raportului și rigiditatea ridicată cu rulmenți cu role conice, potrivite pentru axele de mișcare compacte. Vizualizare produs →

Greșeli obișnuite de dimensionare care distrug servomotor

Patru greșeli reprezintă majoritatea declanșărilor la suprasarcină și defecțiunile de poziționare în sistemele de servomotoare.

1. Ignorarea factorului de eficiență: Înmulțirea cuplului motorului numai cu raportul poate subestima cererea de cuplu cu 5 până la 10 la sută, ceea ce duce la unități subdimensionate care se declanșează sub sarcină.
2. Selectarea raportului numai din viteză: Un raport care satisface viteza, dar ignoră inerția reflectată poate provoca oscilații și eșecuri de reglare a câștigului.
3. Alegerea greșită a clasei de reacție: Un reductor de 10 arcmin pe un sistem de poziționare de 0,01 mm nu va îndeplini niciodată precizia necesară.
4. Supradimensionarea reductorului: Un reductor cu mult peste cuplul motorului costă mai mult, adaugă inerție reflectată și scade eficiența generală a sistemului.

Lista de verificare pentru selecția rapidă pentru achiziții

Utilizați această listă de verificare înainte de a plasa o comandă de achiziție pentru a bloca un sistem de servomotor care îndeplinește obiectivele de viteză, cuplu și precizie fără risc de suprasarcină.

Întrebări frecvente despre dimensionarea cutiei de viteze servo

Care este formula raportului de reducere a cutiei de viteze?

Raport de reducere = viteza de intrare a motorului împărțită la viteza de ieșire a cutiei de viteze. Un servomotor de 3000 RPM cu o cutie de viteze 10:1 produce 300 RPM la arborele de ieșire.

Cum calculez cuplul de ieșire al unui servomotor cu o cutie de viteze?

Cuplu de ieșire = cuplul motorului x raportul de reducere x randamentul cutiei de viteze. Un servomotor de 5 Nm printr-un reductor planetar 10:1 cu o eficiență de 95% oferă 47,5 Nm la arborele de ieșire.

Cum aleg raportul de reducere potrivit pentru un sistem de acţionare cu servomotoare?

Începeți cu viteza de ieșire și cuplul de ieșire necesare, apoi calculați raportul din viteza motorului. Verificați cuplul rezultat după aplicarea eficienței și verificați dacă raportul de inerție rămâne în intervalul de control utilizabil al servomotorului.

Care este diferența dintre reductoarele planetare și cele flexibile pentru sisteme servo?

Reductoarele planetare oferă o eficiență mai mare și densitate de cuplu, în timp ce reductoarele flexibile oferă un joc mai mic și o mișcare mai lină la viteză mică. Alegeți planetar pentru capacitatea de încărcare și flexibil pentru precizie sau potriviți reductorul la cerințele dominante ale axei.