Zrozumienie silników z napędem obrotowym: moment obrotowy, przekładnia i dobór w świecie rzeczywistym

Zapytaj każdego, kto spędza dni w pobliżu pól fotowoltaicznych, dźwigów portowych lub zautomatyzowanych linii montażowych, co sprawia, że ciężka konstrukcja kołysze się tak płynnie, a odpowiedzią jest zwykle ten sam mały element. W naszym warsztacie w Jiangyin zbudowaliśmy przez lata bardzo wiele takich zespołów i zauważyliśmy, że najczęściej używanym przez klientów wyrażeniem jest silnik napędowy obrotu. Jest to praktyczny skrót oznaczający kompletny silnikowy zespół obrotowy, w którym silnik elektryczny, przekładnia i pierścień obrotowy pracują jako jeden szczelny pakiet. W tym artykule opisano, co znajduje się w opakowaniu i jak wybrać taki, który rzeczywiście pasuje do Twojego komputera.

Czym naprawdę jest silnik napędowy obrotu

Napęd obrotowy to kompaktowa, samodzielna skrzynia biegów zbudowana wokół łożyska obrotowego. Pierścień przenosi obciążenie i zapewnia zęby przekładni o dużej średnicy; hartowany wał ślimakowy, podparty na obudowie, zazębia się z tymi zębami i obraca cały zespół. Dodaj silnik do wału wejściowego, a otrzymasz jednostkę, która przekształca niewielką ilość energii elektrycznej w tysiące niutonometrów momentu obrotowego przy prędkości wyjściowej mierzonej w stopniach na sekundę, a nie w obrotach na minutę.

Wyrażenie to jest używane na dwa nieco różne sposoby i warto wiedzieć, który z nich masz na myśli. Czasami odnosi się to do samego silnika, elementu wejściowego przykręconego do reduktora. Częściej, zwłaszcza w rozmowach zakupowych, chodzi o kompletny napęd silnikowy: silnik, hamulec, reduktor ślimakowy i wieniec obrotowy dostarczany jako pojedyncza, testowana jednostka. Wyjaśnienie tego na wczesnym etapie pozwala zaoszczędzić zaskakującą ilość późniejszych rozmów, ponieważ rozmowa na temat rozmiaru jest w każdym przypadku zupełnie inna. Jeśli chcesz zobaczyć zasadę w ruchu, nasza uwaga dot jak napęd obrotowy umożliwia obrót przy dużych obciążeniach podąża ścieżką ładowania od robaka do pierścienia w prostym języku.

Wewnątrz Zgromadzenia: trzy prace, trzy części

Każdy zmotoryzowany napęd obrotu dzieli pracę pomiędzy trzy grupy komponentów. Patrząc na nie osobno, znacznie łatwiej jest dostrzec, gdzie specyfikacja jest obcisła, a gdzie jest miejsce na dostosowanie.

Pierścień obrotowy przenosi obciążenie

Jego bieżnia przejmuje obciążenie osiowe, promieniowe i moment przechylający, natomiast napędzanym kołem staje się pierścień zębów koła zębatego wokół jego średnicy zewnętrznej lub wewnętrznej. Średnica pierścienia, typ bieżni i jakość zębów w dużej mierze decydują o tym, jak długo jednostka pozostanie cicha pod obciążeniem.

Zestaw ślimakowy zwielokrotnia moment obrotowy

Dużą zaletą napędu ślimakowego jest wysokie przełożenie przy bardzo małej długości osiowej. Zapewnia również stopień samoblokowania, co ma znaczenie w osiach pionowych, gdzie grawitacja zawsze służy pomocą. Sztywność obudowy i wykończenie przekładni określają, jaka część obliczonego momentu obrotowego faktycznie dociera do wyjścia bez drgań.

Silnik nadaje charakter

Silnik krokowy, szczotkowany prąd stały, bezszczotkowy prąd stały lub trójfazowy asynchroniczny – wybór silnika wpływa na sterowalność, ciepło, wymagania dotyczące zasilania i koszt. Hamulec sprężynowy i enkoder są zwykle dodawane do tego samego interfejsu, dlatego opłaca się określić je razem z silnikiem, a nie później.

Elektryczne kontra hydrauliczne: dlaczego równowaga się zmieniła

Napędy hydrauliczne nadal dominują w maszynach mobilnych i nie bez powodu: tolerują wstrząsy, są kompaktowe w stosunku do dostarczanego momentu obrotowego i są dobrze rozumiane przez zespoły konserwacyjne, które już z nimi pracują. Jednak w instalacjach stacjonarnych elektryczne silniki z napędem obrotu po cichu stały się standardem. Czystość, sterowność i brak obiegu cieczy do zarządzania – wszystko to skłania do podjęcia decyzji w tym samym kierunku.

Jedna praktyczna kwestia, która pojawia się wielokrotnie: napęd elektryczny utrzymuje pozycję za pomocą hamulca sprężynowego, który nie potrzebuje zasilania, aby pozostać włączony, co jest bardzo mile widziane w polu fotowoltaicznym podczas przerwy w sieci. Aby wykonać to samo zadanie, silnik hydrauliczny zazwyczaj wymaga stałego ciśnienia lub sterowanego pilotem zaworu zwrotnego.

Gdzie zmotoryzowane napędy obrotowe zarabiają na utrzymanie

Zastosowania skupiają się wokół kilku trudnych punktów: niskiej prędkości, wysokiego momentu obrotowego, ekspozycji na zewnątrz i wymogu utrzymywania pozycji przez długi czas bez dryfowania.

Trackery słoneczne

Jednoosiowy rząd trackerów porusza się kilka razy dziennie, utrzymuje precyzyjny kąt i musi przetrwać kurz, mróz i dziesięciolecia światła ultrafioletowego. Zamknięte obudowy i obfite materiały uszczelniające mają tu więcej niż kiedykolwiek wcześniej. Jednostki zbudowane do tego zadania zasiadają w naszym

Napędy obrotu poziomego do trackerów jednoosiowych Samoblokujące poziome napędy obrotowe zapewniają precyzyjny ruch obrotowy jednoosiowych rzędów trackerów i są dostępne w modelach przeznaczonych do lekkich i ciężkich maszyn. Zobacz produkt →

zasięg.

Nachylenie i odchylenie turbiny wiatrowej

Systemy pochylenia i odchylenia łączą wysoki moment trzymający z wysokimi wymogami bezpieczeństwa i wymagają rzadkiego dostępu do konserwacji. Samoblokujące się zachowanie robaka jest prawdziwą zaletą w osi odchylenia.

Dźwigi, koparki i urządzenia dźwigowe

Na osiach pionowych napęd często znajduje się pod maszyną, napędzając wewnętrzną przekładnię i bezpośrednio przenosząc ciężar. Siła i wyrównanie dominują w rozmowach projektowych i naszych

Pionowe napędy obrotu z przekładnią wewnętrzną Samoblokujące pionowe napędy obrotowe z przekładnią wewnętrzną obsługują obrót nośny w osiach pionowych, z przekładnią wewnętrzną i wieloma rozmiarami do maszyn przemysłowych. Zobacz produkt →

projekty są często określane dla tego układu.

Robotyka i automatyka kompaktowa

Tutaj priorytety się odwracają: na pierwszym miejscu są powtarzalność, luz i prowadzenie kabli przez wydrążony środek. Pusta platforma umożliwia przeprowadzenie okablowania bezpośrednio przez oś obrotu, co pozwala utrzymać porządek w celi robota i umożliwia serwisowanie obrotowego stołu indeksującego. Projekty te są pogrupowane w

Puste platformy obrotowe do precyzyjnego pozycjonowania Puste platformy obrotowe umożliwiają prowadzenie kabli przez oś obrotu i zapewniają precyzyjne pozycjonowanie dla robotyki, indeksowania obrotowego i sprzętu zautomatyzowanego. Zobacz produkt →

.

Pojazdy medyczne i specjalne

Stoły do pozycjonowania pacjenta, mobilne maszty oświetleniowe i platformy do prac wysokościowych kierują się tymi samymi zasadami: płynnym ruchem, cichą pracą i hamulcem, którego działanie nie zależy od zasilania.

Dobór silnika napędowego obrotu: liczby, które mają znaczenie

Dobór rozmiaru rzadko polega na wyborze największej dostępnej jednostki. Chodzi o uczciwe dopasowanie momentu obrotowego, geometrii i obciążenia, a następnie pozostawienie rozsądnego, a nie ogromnego marginesu bezpieczeństwa.

• Moment trzymania i moment dynamiczny: obciążenie, gdy oś jest zaparkowana, jest często wyższą liczbą i tym, które wybiera napęd.
• Moment przechylający i obciążenie promieniowe: sprawdź, jak daleko od środka pierścienia znajduje się środek ciężkości, a nie tylko masa całkowita.
• Przełożenie przekładni i prędkość wyjściowa: należy myśleć w stopniach na sekundę, ponieważ większość projektów nigdy nie wykonuje pełnego obrotu podczas pracy.
• Cykl pracy i liczba uruchomień na godzinę: tracker poruszający się dwa razy dziennie to zupełnie inny obowiązek niż robot pracujący w sposób ciągły.
• Środowisko: kurz, mgła solna, zmywanie i temperatura otoczenia wpływają na specyfikację uszczelnienia, wykończenia i smarowania.
• Luz i powtarzalność: wystarczająco ciasne, aby utrzymać pole widzenia czujnika, wystarczająco luźne, aby uniknąć wiązania podczas uginania się konstrukcji.
• Zwalnianie hamulca i ręczne: należy rozważyć, w jaki sposób technik będzie przesuwał oś podczas uruchamiania lub po utracie zasilania.

Instalacja i pielęgnacja, która się zwróci

Najczęstszymi przyczynami wczesnych awarii, o zbadanie których jesteśmy proszeni, nie są wady materiałowe. Należą do nich: powierzchnia montażowa, która nie była płaska, śruby, których nigdy nie dokręcano ponownie lub przerwa między smarowaniami po cichu pomijana w pracowitym sezonie.

1. Obrobić powierzchnię montażową na płasko i dokładnie ją oczyścić; kilka tysięcznych zniekształceń objawia się hałasem i nierównym zużyciem w ciągu kilku miesięcy.
2. Dokręcić śruby na krzyż do określonego napięcia wstępnego, używając skalibrowanego klucza, a nie osądu.
3. Smaruj siatkę ślimakową i koło koronowe w zalecanych odstępach czasu, a przy okazji sprawdź wargi uszczelniające.
4. Zanotuj luz przy uruchomieniu, aby późniejsze pomiary miały coś sensownego do porównania.
5. Sprawdź, czy po ulewnym deszczu lub zmyciu nie przedostaje się woda, szczególnie w instalacjach pionowych, gdzie woda gromadzi się na górnej powierzchni.

Połączenie tego wszystkiego

Silnik napędowy obrotu to niewielki element inżynieryjny, który decyduje o pewności poruszania się dużej konstrukcji. Zadbaj o odpowiedni moment obrotowy, geometrię i cykl pracy, chroń go przed warunkami atmosferycznymi, a będzie mógł spokojnie wykonywać swoją pracę przez lata. Jeśli pracujesz teraz nad wyborem, możesz go przeglądać nasz kompletny asortyment łożysk obrotu i napędów lub po prostu powiedz nam, co ma unieść Twoja oś i jak często musi się poruszać. Ta rozmowa jest zazwyczaj najszybszą drogą do rozsądnej odpowiedzi.