Редуктор-редуктор для серводвигателя: руководство по выбору, типы и правила выбора

Почему вашему серводвигателю нужен редуктор

Серводвигатель, работающий со скоростью 3000 об/мин, на этой скорости практически не передает полезный крутящий момент на роботизированное соединение или ось ЧПУ. Редуктор-редуктор решает эту проблему за один этап: он преобразует высокоскоростной выходной сигнал с низким крутящим моментом в медленное вращение с высоким крутящим моментом, которого требуют реальные нагрузки. Без него вам понадобится физически более крупный и гораздо более дорогой двигатель для перемещения той же нагрузки.

Математика проста. Редуктор с передаточным числом 10:1 умножает выходной крутящий момент примерно в 10 раз (за вычетом потерь в КПД), одновременно разделяя скорость вала на тот же коэффициент. В приложениях управления движением, где точность позиционирования измеряется в угловых минутах, снижение скорости связано не только с крутящим моментом — оно напрямую определяет, насколько точно контроллер может определять положение.

Три основных преимущества, которые оправдывают инвестиции

Прецизионное усиление. Снижение скорости преобразует один отсчет энкодера двигателя в меньшее угловое приращение на выходе. Редуктор с люфтом 3 угл. мин, как у Прецизионный планетарный редуктор серии MKT, предназначенный для сопряжения серводвигателей. , позволяет станкам с ЧПУ, манипуляторам для обработки полупроводников и лазерным резакам сохранять позиционные допуски, которых не может достичь двигатель с прямым приводом при эквивалентном размере корпуса.

Умножение крутящего момента. Более высокий крутящий момент через редуктор означает, что серводвигатель может оставаться компактным. Двигатель меньшего размера, работающий на номинальной скорости, более термически эффективен и быстрее реагирует на команды скорости, чем двигатель увеличенной мощности, работающий с частичной нагрузкой. Планетарные редукторы серии МК выходной крутящий момент от 27 Нм до 180 Нм, подходит для всего: от легких рычагов SCARA до тяжелых портальных осей.

Согласование по инерции. Редуктор уменьшает инерцию нагрузки, отражаемую обратно на двигатель, в квадрате передаточного отношения. При соотношении 5:1 отраженная инерция снижается в 25 раз. Это значительно улучшает динамический отклик и сокращает время стабилизации, что критически важно при многоцикловой упаковке и печати.

Ключевые характеристики, которые необходимо оценить перед выбором

Люфт — это характеристика, на которую обращает внимание большинство покупателей, и это правильно. В таких приложениях, как роботизированная сварка или сборка полупроводников, все, что превышает 5 угловых минут, будет отображаться как повторяющаяся ошибка положения. Для приводов конвейеров или общей обработки материалов значение 10 угловых минут вполне приемлемо и позволяет сделать более экономичный выбор.

Соответствие типа редуктора вашему приложению

Не для каждого сервопривода требуется одна и та же архитектура коробки передач. Линейные планетарные редукторы являются стандартным выбором для коаксиальных валов: они компактны, высокоэффективны и совместимы практически с любым фланцем серводвигателя через закрепительную втулку AD. Конфигурации под прямым углом с использованием Редукторы со спирально-коническими шестернями полого типа Предпочтительны, когда выходной вал должен быть перпендикулярен двигателю, что часто встречается в портальных системах и поворотных столах.

Для приложений AGV и мобильных роботов конструкция выходного венца, используемая в планетарных редукторах, предназначенных для AGV предлагает интегрированный в ступицу выход, который устраняет внешний вал, уменьшая общую площадь привода и упрощая сборку колеса.

В проектах с ограниченным бюджетом и умеренными требованиями к точности можно использовать экономичный звездчатый редуктор с косозубой передачей. Малошумный экономичный звездчатый редуктор серии MPB обеспечивает низкий люфт при меньших затратах за счет оптимизации геометрии шестерни, а не характеристик подшипника — разумный компромисс для линий пищевой промышленности или легкой упаковки.

Четыре практических правила выбора редуктора с серводвигателем

1. Сначала рассчитайте требуемый выходной крутящий момент. Умножьте крутящий момент нагрузки на коэффициент эксплуатации (обычно 1,5–2,0 для прерывистого режима сервопривода). Номинальный выходной крутящий момент редуктора должен превышать это значение.
2. Проверьте передаточное число на соответствие требованиям скорости. Разделите номинальную скорость серводвигателя на требуемую выходную скорость. Выберите ближайшее стандартное передаточное число, затем убедитесь, что двигатель не превышает номинальное число оборотов в минуту при максимальной выходной скорости.
3. Проверьте радиальную и осевую нагрузку в соответствии с номиналами подшипников. Консольные силы со стороны шкивов или шестерен могут превышать выходную несущую способность редуктора, даже если крутящий момент находится в пределах спецификации. Например, серия MKT выдерживает радиальные нагрузки до 8500 Н, что достаточно для большинства шариковинтовых и реечных установок.
4. Перед заказом проверьте совместимость двигателя. Фланец AD и входная втулка должны соответствовать диаметру выходного вала и рисунку фланца вашего серводвигателя. Редукторы, которые поставляются предварительно сконфигурированными с соответствующими адаптерами, исключают затраты на индивидуальную обработку и ошибки при установке.

Приложения, в которых комбинация доказывает свою ценность

Станки лазерной резки требуют как высокой скорости перемещения, так и точности траектории менее миллиметра. А Планетарный редуктор, разработанный специально для оборудования лазерной резки обрабатывает повороты кручения во время изменения направления, не вызывая отклонения траектории, вызванного люфтом. Та же логика применима и к обрабатывающим центрам с ЧПУ, где перерегулирование оси ухудшает качество поверхности и срок службы инструмента.

В производстве полупроводников ставки выше. Устройства для обработки пластин и оборудование для сварки штампов работают с микронными допусками в условиях чистых помещений, что означает отсутствие утечек масла и постоянную точность на протяжении миллионов циклов. Выбор редуктора с герметичными подшипниками, внутренними сальниками и проверенной документацией по люфту, а не просто номинальными характеристиками, в таких условиях не подлежит обсуждению.

Комбинация двигателя и редуктора теперь является стандартной для линий по производству новых энергетических батарей, фотоэлектрического оборудования и производства медицинского оборудования. В каждом случае коробка передач не является дополнением — это компонент, который делает серводвигатель полезным.