Ispravna poravnanja poboljšavaju točnost prijenosa planetarnog reduktora.

Zašto je poravnanje primarni čimbenik točnosti prijenosa planetarnog reduktora

Mikro-pomak uzrokuje povećanje kutne pogreške u višestepenim planetarnim prijenosnicima

Kada komponente nisu savršeno poravnate, dolazi do lančane reakcije problema s pozicioniranjem u cijelim planetarnim sustavima redukcije. Čak i male kutne pomake ovdje znači puno. Samo 0,05 stupnjeva neravnoteže na početku može narasti na više od 0,25 stupnjeva pogreške već na trećoj fazi redukcije, što u osnovi pet puta povećava izvornu pogrešku zbog načina na koji se zupčanici međusobno povezuju. Ono što se događa je mehanički prilično jednostavno. Neizravnavani sunčani zupčanici potiskuju planetarne zupčanike u rotaciju izvan središta, što remeti ispravan zahvat zubi. Ove pogreške prijenosa pojavljuju se kao varijacije brzine koje premašuju 2% u vrlo preciznim primjenama, što otežava postizanje dosljednog pozicioniranja u robotskim rukama i CNC strojevima. Temperatura također pogoršava stvari. Kada temperature u industrijskim uvjetima prijeđu 40 stupnjeva Celzijevih, otprilike 78% svih gubitaka točnosti nastaje zbog komponenti koje se pomaknu iz svojih ispravnih položaja. To su zaključci stručnjaka za tribologiju iz njihovih istraživanja o mehanizmima strojeva.

Točnost poravnanja upravlja raspodjelom zazora i simetrijom podjele opterećenja među planetarnim zupčanicima

Način na koji se zupčanici podudaraju utječe na količinu lufta i način raspodjele opterećenja kroz planetarne zupčaničke sklopove. Kada su nosači pravilno pozicionirani, održavaju konstantan razmak između svakog planetarnog zupčanika i kolutnog zupčanika. To pomaže u držanju lufta ispod važne granice od 5 kutnih minuta potrebne za dobar rad kontrole kretanja. Tenzometri pokazuju nešto zanimljivo: kod poravnatih sustava razlika u opterećenju između planetarnih zupčanika iznosi oko 7%. No kada sustav nije pravilno poravnat, razlike skaču preko 35%. Ovakve neujednačenosti stvaraju dodatni tlak na određene zube zupčanika, što dovodi do ubrzanog trošenja poput udubljenja (pitting) i odlamivanja (spalling). Posebno je važno postići točnu poravnanje pri promjeni smjera jer upravo tada kontrola lufta postaje apsolutno ključna. Prema ISO/TC 60 tribološkim standardima, otprilike 62% ranih kvarova reduktora posljedica je udarnih oštećenja uzrokovanih nekontroliranim luftom tijekom ovih promjena smjera.

Nosac planeta kao sidro za poravnanje: materijal, dizajn i toplinska stabilnost

Kovani nosači od slitine poboljšavaju održavanje poravnanja pod utjecajem termičkih ciklusa i dinamičkog opterećenja

Planetarni nosač djeluje kao glavni strukturni kralježnica za održavanje stabilnosti prijenosnika. Ono što ga čini posebnim je da radi mnogo više od jednostavnog držanja dijelova na okupu. On zapravo osigurava ispravno poravnanje sunčanog, planetarnih i prstenastih zupčanika, čak i kada su izloženi različitim radnim silama i vibracijama. Kovane verzije od slitina ističu se upravo u ovom pogledu. Ovi kovani dijelovi imaju bolju kontinuiranost zrnate strukture u usporedbi s livenim varijantama, zbog čega imaju jasnu prednost u otpornosti na deformacije uzrokovane velikim opterećenjima i promjenama temperature tijekom rada. To je izuzetno važno u stvarnim primjenama gdje je pouzdanost pod opterećenjem od presudne važnosti.

Kada mjenjači dožive promjene temperature, njihovi dijelovi se prirodno šire i skupljaju. Kovanje legure bolje podnose ove promjene od drugih materijala jer se manje istežu pri zagrijavanju i ostaju stabilni tijekom tih promjena. To znači manje pomaka između zupčanika koji se međusobno povezuju. Isto tako važna je i čvrstoća na zamor. Uobičajeni materijali imaju tendenciju deformacije nakon mnogo ciklusa opterećenja, dok kovanje legure zadržavaju svoj izvorni oblik, čime osiguravaju ispravno poravnanje, kao što planetarni zupčanici trebaju rotirati oko sunčanog zupčanika. Također je ključno ispravno izraditi nosač. Dobar dizajn nosača omogućuje ravnomjerno raspodjelu sila na više planetarnih zupčanika, tako da nijedna točka ne bude preopterećena. Bez odgovarajuće krutosti i točnih mjera, određena područja će se brže trošiti i na kraju dovesti do problema s poravnanjem. Na kraju dana, vrsta materijala od kojeg je izrađen nosač i način njegove izrade određuju hoće li cijeli sustav ostati poravnan ili će postepeno izlaziti iz ravnoteže tijekom vremena, što utječe i na položaj dijelova i na glatkost prijenosa snage s jednog komponenta na drugi.

Uporavljano poravnanje zazora u planetarnim reduktorskim sustavima

Koliko dobro dijelovi pristaju jedan uz drugog određuje koliko postoji luft u planetarnim reduktorima. Luft se odnosi na dosadnu izgubljenu pokretljivost koja nastaje kada dođe do promjene smjera. Ako svi komponenti ostanu poravnati unutar vrlo malih razlomaka inča, opterećenje se ravnomjerno raspodjeljuje među planetarne zupčanike. To smanjuje kutni pomak između zubi zupčanika i sprječava osjećaj 'preskakanja' koji ubrzava habanje i s vremenom smanjuje točnost pozicioniranja. Ovdje imaju važnost dobri inženjerski pristupi. Jaku nosačku konstrukciju koristi se za borbu protiv izobličenja uzrokovanih toplinom. Mehhanizmi prednapona primjenjuju stalni tlak duž osi kako bi se zatvorili raspori gdje dolazi do lufta. Uzmimo primjerice dvostruke zupčanike s oprugama. Oni drže zupčanike stalno zahvaćenima, tako da se ne pomiču jedan pored drugog, a da pritom i dalje učinkovito rade. Kada je to ispravno izvedeno, odgovarajuće poravnanje može smanjiti vibracije za oko 40% u industrijskim uvjetima, prema testovima koje je provela AGMA u svom izvješću broj 6010-A19. Točno podešavanje tih spojeva znači da strojevi dosljedno prenose snagu i precizno ponavljaju pozicije, što je iznimno važno za svu preciznu opremu širom svijeta.

Česta pitanja

Koji je primarni uzrok problema s točnošću prijenosa u planetarnim reduktorima?

Poravnanje je primarni čimbenik koji određuje točnost prijenosa u planetarnim reduktorima. Nepravilno poravnanje može dovesti do niza problema s pozicioniranjem i mehaničkim deformacijama, povećavajući habanje i smanjujući preciznost.

Kako poravnanje utječe na raspodjelu opterećenja u planetarnim reduktorima?

Ispravno poravnanje osigurava ravnomjernu raspodjelu opterećenja između planetarnih zupčanika, smanjuje luft i sprječava prekomjerno habanje ili prerane kvarove.

Zašto se u planetarnim nosačima koristi kovan-legirani materijal?

Nosači od kovanog legiranog materijala nude izvrsnu kontinuiranost strukture zrna, otporni su na deformacije uzrokovane dinamičkim opterećenjima i promjenama temperature, time održavajući poravnanje pod naprezanjem.

Koje su posljedice nepravilnog poravnanja u sustavima planetarnih reduktora?

Nepravilno poravnanje u planetarnim reduktorima može dovesti do povećanog habanja, buke, vibracija i na kraju smanjiti ponovljivost pozicije te ukupnu učinkovitost.