Planetengetriebe für Schrittmotoren NEMA 23 und NEMA 34

Im Bereich der präzisen Bewegungssteuerung werden Schrittmotoren aufgrund ihrer Vorteile wie offene Regelkreise und genaues Positionieren weit verbreitet eingesetzt. Unter ihnen sind die NEMA 23 und NEMA 34 die beiden repräsentativsten Gehäusegrößen in der industriellen Automatisierung. Ihre Kombination mit Planetengetrieben bildet die zentrale Antriebseinheit unzähliger Automatisierungsgeräte.

Die Flanschgröße des NEMA-23-Motors beträgt etwa 57 *57 mm, die Körperlänge liegt im Allgemeinen zwischen 40 und 100 mm, und das Haltemoment beträgt etwa 0,5 bis 3,0 Nm. Es ist eine ideale Wahl für kleine und mittelgroße Automatisierungsausrüstung. Dank seiner moderaten Leistungsdichte und hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnisses wird der NEMA 23 breit in Anwendungen wie 3D-Druckern, kleinen Graviersägen, Bestückungsmaschinen und medizinischen Detektionsgeräten eingesetzt.

Die Flanschgröße des NEMA-34-Motors beträgt etwa 86 *86 mm; die Körperlänge ist länger (üblicherweise 60 bis 120 mm), und das Haltemoment kann 3,0 bis 12,0 Nm oder sogar mehr betragen. Sein größerer Stator und sein leistungsstärkeres magnetisches Schaltungsdesign ermöglichen eine deutlich höhere Antriebskraft als beim NEMA-23-Motor; er eignet sich daher für Hochlastanwendungen wie Vorschubachsen von CNC-Maschinen, Gelenke industrieller Roboter sowie große Verpackungs- und schen tisch s laser-Schneidemaschinen. Diese beiden Motortypen weisen jedoch eine gemeinsame Eigenschaft auf: Im Hochgeschwindigkeitsbereich nimmt das Ausgangsmoment offensichtlich ab.  sie haben insbesondere Schwierigkeiten, große träge Massen direkt anzutreiben – dies ist der grundlegende Grund für den Einsatz planetarischer Getriebe.

Adapter für Planetengetriebe für NEMA-23- und NEMA-34-Motoren bietet drei entscheidende Vorteile: Erstens erhöht er das Ausgangsdrehmoment. Durch das Übersetzungsverhältnis wird das Ausgangsdrehmoment verstärkt. Beispielsweise kann bei einem NEMA-34-Motor mit einem Getriebe mit Übersetzungsverhältnis 5:1 das nominelle Ausgangsdrehmoment bis zu 50 Nm betragen – ausreichend, um schwere Lasten anzutreiben. Zweitens verbessert er die Auflösung. Der Grundschrittwinkeleines Schrittmotors (z. B. 1,8°) °wird durch die Untersetzung deutlich verfeinert, und die Impulse pro Umdrehung steigen signifikant an, was die Positioniergenauigkeit erheblich verbessert. Drittens gewährleistet er eine gute Trägheitsanpassung. Er ermöglicht eine adäquate Anpassung der Rotor-Trägheit des Motors an die Lastträgheit, wodurch Systemschwingungen effektiv reduziert und die dynamische Antwortfähigkeit verbessert werden.  Die Impulse pro Umdrehung nehmen signifikant zu, was die Positioniergenauigkeit erheblich verbessert. Zudem gewährleistet er eine gute Trägheitsanpassung: Die Trägheit des Motorrotors wird optimal an die Trägheit der Last angepasst, wodurch Systemschwingungen effektiv reduziert und die dynamische Antwortfähigkeit verbessert werden.

Bei der Auswahl eines Planetengetriebes ist besonders auf folgende technische Kennwerte zu achten :

Ldas Spiel  ist der entscheidende Genauigkeitskennwert. Bei Präzisionsprodukten muss es unter 1 liegen  arcmin , während es bei Standard-Industriemodellen üblicherweise zwischen 5 und 15 liegt  arcmin . In anspruchsvollen Anwendungen wie CNC-Werkzeugmaschinen oder Roboter-Gelenken empfiehlt es sich, Modelle mit geringem Spiel zu bevorzugen.

Das zulässige Nennausgangsmoment muss sowohl dem Haltemoment des Motors als auch der tatsächlichen Last entsprechen. Planetengetriebe für NEMA-23-Motoren weisen typischerweise ein Nennmoment von 8 bis 16 Nm auf, während solche für NEMA-34-Motoren Werte von 30 bis 50 Nm oder sogar mehr erreichen können. Hinsichtlich des Wirkungsgrads liegt der Volllastwirkungsgrad einstufiger Planetengetriebe üblicherweise zwischen 94 % und 97 %, wobei der Energieverlust sehr gering ist.

Die Übersetzungsverhältnisse sind sehr unterschiedlich und liegen üblicherweise zwischen 3:1 und 100:1. Einstufige Getriebe ( ≤10:1) bieten eine höhere Effizienz und ein kompakteres Volumen, während mehrstufige Getriebe (>10:1) höhere Übersetzungsverhältnisse ermöglichen, jedoch die Länge des gehäuses  leicht erhöhen und die Effizienz schrittweise verringern.

Planetengetriebe verwenden üblicherweise ein modulares Flanschmontagesystem, das eine schnelle Anpassung an die Einbaurahmenabmessungen von Motoren verschiedener Marken ermöglicht. Der Lochkreisdurchmesser für NEMA-23-Schrittmotore beträgt typischerweise 47,14 mm, mit einer Wellendurchmesser-Option von 6,35 mm oder 8 mm; das Modell NEMA 34 weist hingegen einen Lochkreisdurchmesser von 69,6 mm und einen Wellendurchmesser von 14 mm auf. Durch den einfachen Austausch des Flansches kann das zugehörige Getriebe direkt ohne maßgeschneiderten Adapter angeschlossen werden. Dieses „Plug-and-Play“-Konzept reduziert die Systemintegrationskomplexität erheblich.  Unsere hochpräzisen Planetengetriebe DPS60 und DPS90 passen perfekt zu NEMA-23- und NEMA-34-Schrittmotoren. Falls dies Ihr Interesse weckt, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren.

Zusammenfassend sind die Schrittmotoren NEMA 23 und NEMA 34 für Anwendungen mit unterschiedlichen Lastniveaus konzipiert. Der Einsatz eines hochleistungsfähigen Planetengetriebes ermöglicht nicht nur den Ausgleich des geringen Drehmoments bei Schrittmotoren, sondern auch ein neues Niveau an Präzision und Steifigkeit für das gesamte Antriebssystem.