Planetary Gearbox para sa Industrial Automation: 7 Key Performance Factors

Sa isang pick-and-place gantry, ang isang 750 W servo motor na tumatakbo sa 3,000 rpm ay kailangang maghatid ng 25 hanggang 30 Nm sa output shaft at huminto sa loob ng 0.05 mm ng itinuro nitong posisyon, 90 beses sa isang minuto, tatlong shift sa isang araw. Ang drive ay nagbibigay ng bilis at ang control loop. Ang planetary gearbox na naka-bolt sa flange ng motor ay nagpapasya kung ang 0.05 mm ay 0.05 mm pa rin pagkatapos ng labindalawang buwan ng produksyon o nagbukas ng hanggang 0.4 mm.

Limang salik sa pagganap ang magpapasya sa kinalabasan: backlash at torsional stiffness, torque density na sinusukat laban sa tunay na service factor, pagkawala ng kahusayan sa bawat yugto at init na nabubuo nito, output bearing life sa ilalim ng radial load, at ang sealing at lubrication package na tumugma sa kapaligiran ng halaman. Maling husgahan ang dalawa sa mga ito sa sizing sheet at ang axis ay muling i-engineer sa shop floor sa halip na sa papel.

Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd., na kilala bilang SGR , gumagawa ng mga planetary gearbox, double-enveloping worm gearbox at pinagsamang reducer para sa industriyal na automation at mabibigat na makinarya, kaya ang mga pamantayan sa ibaba ay nakasulat sa kung ano talaga ang nabigo, nasusuot o naanod sa isang tumatakbong linya.

Ano ang Naiaambag ng Planetary Gearbox sa Isang Automated Axis

Ang isang planetary gearbox ay nagpaparami ng torque at naghahati sa bilis ng pag-input sa pamamagitan ng pagbabahagi ng load sa tatlo o higit pang planeta gears na nakikipag-ugnayan sa sun gear at sa panloob na ring gear sa parehong oras, at ang sabay-sabay na mesh ay nagtutulak sa bawat bentahe at bawat sizing trap na kasunod.

Ang planetary gearbox ay isang coaxial reducer kung saan ang isang central sun gear ay nagtutulak ng ilang planeta gears na naka-mount sa isang umiikot na carrier; ang mga planeta ay gumulong sa loob ng ring gear, kaya ang ipinadalang load ay nahahati sa maraming pares ng ngipin sa halip na isang solong mesh.

Tatlong kahihinatnan ang mahalaga sa isang awtomatikong axis:

• Ang ratio sa bawat yugto ay tumatakbo mula 3:1 hanggang humigit-kumulang 10:1, kaya ang dalawang yugto ay umaabot sa humigit-kumulang 100:1 at tatlong yugto ay umaabot sa 1,000:1 sa isang pabahay na mas maikli kaysa sa isang maihahambing na helical unit.
• Ang pagbabahagi ng load sa tatlo hanggang limang planeta gears ay nagpapababa sa puwersa sa bawat pares ng ngipin, na nagpapataas ng torque density at torsional stiffness at nakakabawas sa ingay na dulot ng isang single-mesh na disenyo.
• Ang mga input at output shaft ay nakaupo sa parehong centerline, kaya ang unit flange-mount direkta sa isang servo motor nang hindi ginagalaw ang machine axis.

Ang parehong mga katangian ay lumikha ng mga mode ng pagkabigo. Ang isang yunit na may sukat sa average na torque lamang ay mag-iisa sa mga ngipin ng planeta nito bago maabot ng output bearing ang na-rate na buhay nito.

Backlash at Torsional Stiffness: ang Unang Performance Factor

Ang backlash ay ang angular na paglalaro na sinusukat sa output shaft kapag ang input ay nagbabalik ng direksyon, at ito ay diretsong nagko-convert sa positioning error: 1 arcmin ay katumbas ng humigit-kumulang 0.15 mm sa isang 500 mm na braso, 3 arcmin ay katumbas ng 0.44 mm, at ang 8 hanggang 12 arcmin ng isang pangkalahatang layunin na pang-industriya na yunit ay katumbas ng 1.16 mm o higit pa.

Tinutukoy ng ISO 1328-1:2013 ang mga grado ng katumpakan ng gear 0 hanggang 12, at ang mga planetary set ng automation-grade ay karaniwang pinuputol sa grade 6 o grade 7, na siyang nagbibigay-daan sa 3 arcmin na garantiya nang walang hand-lapping bawat unit. Maaaring mag-order ng grade 5 set para sa 1 arcmin, sa premium ng presyo at mas mahabang lead time.

Ang paninigas ay ang pangalawang kalahati ng parehong detalye. Ang backlash ay nagsasabi sa iyo kung gaano kalayo ang axis bago pumasok ang load path; Ang torsional stiffness, na sinipi sa Nm per arcmin, ay nagsasabi sa iyo kung gaano ito lumilihis kapag nailapat ang load. Ang parehong mga numero ay nabibilang sa selection sheet, at ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga ito sa isang servo axis ay sinusuri sa pagsusuring ito ng backlash determinants sa robotic positioning .

Densidad ng Torque, Salik ng Serbisyo at Pagpili ng Ratio

Sukatin ang isang planetary gearbox sa peak torque sa halip na nominal torque, dahil ang servo axis ay regular na naglalapat ng 200% hanggang 300% ng rated torque para sa ilang daang millisecond sa panahon ng acceleration at braking. Ang isang rating na sumasaklaw lamang sa tuluy-tuloy na torque ay maghahati sa mga ngipin ng planeta sa loob ng unang taon ng isang high-cycle na makina.

Mag-apply ng service factor na hindi bababa sa 1.5 para sa single-shift automation at 2.0 para sa 24/7 duty, pagkatapos ay suriin ang resulta laban sa ratio na talagang kailangan mo. Ang ratio, klase ng backlash at bilang ng yugto ay hindi independyenteng mga pagpipilian: ang pagdaragdag ng yugto upang maabot ang mas mataas na ratio ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 3 porsyento ng kahusayan at nagdaragdag ng backlash sa bawat mesh.

N Series High Torque Planetary Gearbox Suriin ang N Series unit na ito kapag tumutugma sa service factor, ratio, backlash at bilang ng stage bago kumpirmahin ang peak torque at ISO 6336 duty calculations. Tingnan ang Produkto →

Kung saan ang duty cycle ay kinabibilangan ng madalas na pag-revers o mataas na reflected inertia, kumpirmahin ang peak torque, ang bilang ng mga peak cycle bawat oras at ang tooth root at flank safety factor na kinakalkula sa ISO 6336 bago ilabas ang order.

Efficiency, Heat at Duty Cycle

Ang bawat planetary stage ay nawawalan ng humigit-kumulang 2% hanggang 3% ng kapangyarihan na dumadaan dito, kaya ang isang single-stage unit ay bumabalik ng humigit-kumulang 97%, dalawang yugto tungkol sa 94% at tatlong yugto tungkol sa 91%. Ang nawawalang porsyento ay hindi nawawala; umaalis ito sa pabahay bilang init.

Ang mga thermal rating ay sinipi sa isang tinukoy na ambient, karaniwang 40 degrees, at isang tinukoy na mounting position. Maaaring mag-overheat sa loob ng selyadong enclosure ang isang unit na may thermally na sapat sa still air, at ang mas mataas na service factor ang pinakamurang ayusin: pinipili nito ang susunod na laki ng frame, na nagpapataas ng radiating area bago ito tumaas ng malaki.

Output Bearing Life, Radial Load at Mounting Interface

Ang output bearing, hindi ang gear teeth, ay ang unang bahagi na maubusan ng margin sa belt-driven, chain-driven o pinion-driven axis. Ang catalog bearing life ay kinakalkula sa ISO 281 at karaniwang sinipi bilang isang L10 na rating na 20,000 oras sa rated load, ang punto kung saan 90% ng isang populasyon ang nakaligtas sa tagal na iyon.

N Series Coaxial Base-Mounted High Torque Planetary Gearbox Isaalang-alang ang coaxial base-mounted unit na ito kapag ang output bearing life, overhung load, axial load at pagsisimula kada oras ay namamahala sa driven axis. Tingnan ang Produkto →

Bigyan ang tagagawa ng tatlong numero: ang radial load at ang punto ng aplikasyon nito kasama ang output shaft, ang axial load, at ang mga pagsisimula kada oras. Ang isang overhung load na inilapat na 25 mm na mas malayo kaysa sa ipinapalagay ay maaaring makahati sa kinakalkula na buhay ng tindig.

Kapaligiran, Sealing at Lubrication

Ang klase ng proteksyon at pagpapadulas ay napagpasyahan ng halaman, hindi ng pahina ng katalogo. Ang IP65 hanggang IEC 60529 ay ang praktikal na minimum kung saan naroroon ang washdown, alikabok o metal na mga multa.

• Ang mga grease-for-life sealed unit ay nag-aalis ng mga pagbabago sa langis ngunit nagdadala ng mas mababang tuluy-tuloy na thermal limit kaysa sa mga oil-lubricated na frame na may parehong laki.
• Ang mga oil-lubricated unit na nagpapatakbo ng mineral o synthetic na gear oil sa ISO VG 220 ay humahawak ng mas mataas na bilis at tuluy-tuloy na tungkulin nang mas mahusay, sa halaga ng isang agwat ng pagpapalit ng langis.
• Ang mga lugar ng pagkain, parmasyutiko at packaging ay karaniwang tumutukoy sa mga nakarehistrong lubricant ng NSF H1, na dapat piliin bago i-assemble ang unit kaysa pagkatapos.
• Ang mga ambient extreme, mas mababa sa minus 10 o higit sa 45 degrees, ay nagbabago sa pagpili ng lubricant at maaaring mangailangan ng heater o fan.

Isang Six-Step Selection Sequence para sa Automated Machinery

Itugma ang gearbox sa duty cycle sa anim na hakbang, at itala ang numero sa likod ng bawat hakbang upang ang pagbabago sa ibang pagkakataon ay matutunton sa isang desisyon sa halip na isang hula.

Planetary Gearbox para sa Slewing Drive Application Gamitin ang planetary gearbox na ito kapag tumutugma sa mga hakbang sa duty cycle; kung nabigo ang isang tseke, isaalang-alang ang isang mas malaking frame bago baguhin sa isang mas mababang ratio. Tingnan ang Produkto →

Kung nabigo ang isang hakbang, itaas ang laki ng frame bago lumipat sa mas mababang ratio; ang oversizing ng frame ay nababaligtad, ang undersizing ang ratio ay hindi.

Ang backlash, torque density, efficiency, bearing life at sealing ay ang limang salik na naghihiwalay sa isang planetary gearbox na may tolerance sa loob ng isang dekada mula sa isa na nagiging line item sa maintenance log. Ang pagtukoy sa lahat ng limang laban sa tunay na cycle ng tungkulin ay tumatagal ng isang hapon; ang pagwawasto sa mga ito pagkatapos ng pagkomisyon ay tumatagal ng isang pagsasara.