Планетар редукторын үйл ажиллагааг хэрхэн сайжруулах вэ?

Планетар шатны системийн үр ашигт ажиллах үндсэн механизмүүд

Тэнхимийн олон шатны шүргэлцэх хэсгээр ачааллыг тараан, онцгой нөхцөлд планетар редукторын үйлийн зэрэг 94–98% байдаг. Нар-планет-бөглөөний бүтэц нь стрессийн концентрацыг багасган, эргүүлэх моментийн нягтыг ихэсгэдэг. Германы Машин техникийн Үр дүнтэй Ажиллагааны Институтаас гаргасан судалгаа (2023) 4 планеттой систем жигд суурилагдсан тохиолдолд 3 планеттой дизайнгаас тасралтгүй ажиллах горимд 1.7%-иар илүү үр дүнтэй ажилладаг гэж харуулсан.

Шингээгч ба шүргэлцэх хэсгүүд дахь үрэлтийн алдагдал

Планетар редуктор дахь энерги алдагдлын 52% нь үрэлтээс үүдэлтэй бөгөөд голлон гардаг нь планет дугуйн шингээгч (28%) ба бөглөөний шүргэлцэх хэсэг (19%), мөн сплайн холболт (5%) юм. Дэвшилтэт полимер нийлмэл бодисыг түшигч хавтгайдаа хэрэглэх нь уламжлалт хүрэл хайлштай харьцуулахад анхны эргүүлэх моментийг 40%-иар бууруулж, эхлэх үеийн алдагдлыг ихэд бууруулдаг.

Материалын чанар болон гадаргуугийн төгсгөл үзүүлэлтэд үзүүлэх нөлөө

ASME-ийн найдвартай ажиллагааны туршилтаар 0.8 мкм-ээс бага гадаргын нарийн чанартай, хатуулагдсан 20MnCr5 нь ихэнхдээ боловсруугүй деталуудаас 35% бага элэгдэлтэй байдаг. Нитридчилсэн эд ангиуд нь 10,000 цагийн үйлчилгээний хугацаанд 96.2% үр дүнтэй ажиллах боломжийг олгох бөгөөд засвар үйлчилгээний интервалыг 2.8 дахин сунгадаг тул өндөр найдвартай байдал шаардсан хэрэглээнд онц тохиромжтой.

Нарийвчлалтай үйлдвэрлэл ба шатны шугамын хэлбэрийг оновчтой болгох

Орчин үеийн CNC савлалт нь ±15 нумын минутын нарийвчлалыг олгодог бөгөөд хэлбэлзэлээс үүдэлтэй алдагдлыг 27% бууруулдаг. Оновчтой даралтын өнцөгтэй өргөтгөсөн инволют хэлбэртэй шатнууд нь ISO 1328-1 стандартын шаардлагад нийцэж, ачааллын багтаамжийг 19% нэмэгдүүлдэг тул үйл performance болон солилцооны чадварыг хангана.

Бодитоор ажигласан үр дүн ба стандартжуулсан үр ашгийн мэдээллийг харьцуулах

Лабораторийн тайлангийн үр дүн (ISO/TR 14179-1-д үндэслэсэн) болон бодит ажиллагааны хооронд 5–8% зөрүү байдаг. Уул уурхайн үйл ажиллагааны талын мэдээлэл нь дунджаар 92.3% үр ашигтай ажиллаж байгаа бөгөөд энэ нь хувьсах ачаалал, тэнхлэгийн зөрүү, орчны хүчин зүйлсийн улмаас үйлдвэрлэгчдийн ерөнхийдөө 95% гэж өгдөг таамаглалыг хангадаггүй байна.

Дэвшилтэт тослолт болон урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээний стратеги

Планетарын хурд бууруулагчид зориулсан тохиромжтой тос сонголт болон вискозитет

Өндөр нарийвчлалын планетарын бууртуурт хувьд ISO VG 220-оос 320 хүртэлх вискозитэт бүхий смазк нь тосны бүрхүүлийн зориомол зузаан байдал болон их хэмжээний шахалтын алдагдлыг сааруулах хооронд тохиромжтой тэнцвэрийг бий болгодог. 2023 оны саяхны судалгаагаар энгийн эрдэс тосны харьцуулахад удаан хугацаанд ашиглах үед нянгийн жижиг цоорхой үүсэхийг ойролцоогоор 28 хувиар бууруулдаг гэж тогтоосон анти-шинэгдэл нэмэлттэй синтетик тоснууд илүү үр дүнтэй гэж үзсэн. Бохирлогчдыг системд орохоос сэргийлэхийн тулд ихэнх үйлдвэрүүд одоогоор бохирлогчийг шүүх хаалттай систем болон чийгийг шингээгч амьсгалуурыг суурилуулдаг. Эдгээр нь системд тоос болон чийгийг орохоос сэргийлдэг. Бодитоор бол бохирлогчид ийм төрлийн шаталттай системд үүсэх эрт үеийн элэгдлийн бүх асуудлын ойролцоогоор 40%-ийг эзэлдэг тул смазкийг цэвэр байлгах нь хугацаа өнгөрөх тутам илүү их ялгааг гаргадаг.

Бодит цагт хяналттай ухаалаг тослох систем

IoT технологийг ашигладаг системүүд нь хэвтээ чиглэлд хөдөлгөөнтэй хяналтын тоног төхөөрөмж болон тосны бохирдлын хяналтын төхөөрөмжийг нэгтгэж, редукторын байдлыг бодит цагт хянах боломжийг олгодог. Эдгээр байгууламжийн машин сургалтын хэсэг нь машин механизм яг одоо ямар ажиллагаатай байгаагаас хамааран түрших шингэний хэмжээг үнэн зөвөөр өөрчилдөг. Энэ нь бүтээгдэхүүнийг багаар алдагдуулах, тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг уртасгахад хүргэдэг. Бид энэ арга бариляг уул уурхайн конвейер дээр тусгайлан сайн ажиллаж байгааг харсан ба компанийн тайлангийн мэдээллээр тодорхойлоход хүртэл таамаглагдаагүй зогсолтын тоо ойролцоогоор 40 хувиар буурсан. Зарим үйл ажиллагааны үед төвөөс зугатах цэвэрлэх аргаар бараг бүх түрших шингээ дахин боловсруулж, мэдээллийн тайлангийн дурдсан 95% дахин ашиглах хувьд хүрч чаддаг. Эдгээр сайжруулалтууд нь засвар үйлчилгээний зардал ашиг орлогын маржинд маш хурдан нөлөөлдөг үед томоохон ялгааг гаргаж авдаг.

Хэтрэлтээс сэргийлэхийн тулд төлөвлөсөн болон урьдчилан таамаглаж засвар үйлчилгээ хийх

Хийн шинжилгээг энгийн тосны спектроскоптой хослуулах нь шат, дэвсрийн элэгдлийг эрт үед илрүүлэх боломжийг олгоно. Сар бүр тосны дээж авдаг цэцэрлэгт 5 жилийн турш солих зардлыг 62%-иар бууруулсан. Төлөвлөсөн зогсолтын үеэр амбайтын тохируулга нь шатны нарийвчлалыг хадгалж, харин инфра улаан туяаны термографи нь дулааны гэмтэл гарахаас өмнө хэт халах цэгийг илрүүлнэ.

Тохиолдол: Салхины турбины шатлалын зогсолтыг бууруулах

Солбилзон Америкийн салхины цахилгаан станц нөхцөлд суурилсан тослолтоор эргэлтийн хурдны бууруулагчийн ажиллах хугацааг 19 сараар сунгасан. Хийн хувьсалаа тосны чанартай холбон үзэж, 6-сарын тогтмол хугацаагаа урьдчилан таамаглаж тослох систем рүү шилжүүлсэн. Энэ арга зам нь тосны хэрэглээг 35%-иар бууруулж, дэвсрийн 87% -ийн гэмтлийг арилгасан.

Их ачаалалтай ажиллагааны найдвартай дулааны удирдлага

Их ачаалал дор багасгагчийн ажиллагааг хадгалахын тулд дулааныг зохицуулах нь смазкийг задлахаас, үрэлтийг ихэсгэхээс болон хэмжээний тогтворгүй байдлаас сэргийлдэг. Хэт халалт нь үйлдвэрийн шатлалын 23%-д гологдлыг үүсгэдэг (ASME 2023) тул халууныг зохицуулах арга хэмжээ шаардлагатай болдог.

Хаалттай планетар шатлалын дулаан салгах механизм

Хаалттай шатлалууд дулааныг дамжуулал (алюминий бүрхүүлээр), конвекц (доторх агаарын эргэлт), цацралаар салгадаг. Дулаан дамжуулах тос нь өнгөц тулгуурын температурыг 12–15°C-р бууруулдаг бөгөөд салбар хэлбэрт гадаргуу нь гладкийн бүрхүүлтэй харьцуулахад тасралтгүй ажиллаж байх үед дулаан салгах чадварыг 30%-иар сайжруулдаг.

Их ачаалал, тасралтгүй ажиллаж байх үеийн хэт халалтын эрсдэл

Номинал даралтын 85%-иас дээш ажиллах нь 8 цагаас илүү үргэлжилбэл шатан хөдөлгүүрийн шүдний температурыг 120°C-аас дээш болгох бөгөөд энэ нь ердийн синтетик тосны задрал эхлэх цэг юм. Хэт жижиг хэмжээтэй бууруулагчтай уул уурхайн конвейерийн хувьд дулааны стресст өртөж жилд 2.7 дахин илүү тулгуур солих шаардлагатай болдог.

Фазын өөрчлөлтийн материал ашиглан идэвхгүй хөргөлт

Байрших хананд байрлуулсан парафин дээр суурилсан фазын өөрчлөлтийн материал (PCM) ачааллын үед м³ тутамд 200–220 кЖ дулаан шингээнэ. Нарны хяналтын системд PCM нь шийдвэрчиг температур хүрэх хугацааг 90–120 минутаар хойшлуулж, хөргөгдөөгүй нэгжүүдтэй харьцуулахад тосны зайн 78% илүү хугацааг үргэлжлүүлэн хадгална.

Багтаамжтай суурилуулалтад агаарын урсгал ба гадаад хөргөлтийг зохион байгуулах

Багтаамжтай суурилуулалт нь төвөөс зугтах сэнс (25–40 CFM) ба чиглэл заагч вентилляторыг ашиглан 18–22°C-ийн температурын бууралттай болгодог. Чиглэлийн вентилляцийн тохируулгыг сайжруулсан роботын гарын бууруулагч нь термал тэлэлтийг тогтворжуулах замаар гармоник хэлбэлзлийг 41% бууруулсан байдаг.

Нарийн нарийвчлалын хэрэглээнд чийгшилтийг бууруулах ба хэлбэлзлийг хянах

Чимээний эх үүсвэр: Шаталт хоорондын харилцан үйлчлэл ба багцын хэлбэлзэл

Номхон дамжуулагчийн чимээ нь ихэвчлэн 2,000 эрг/мин-аас дээш хурдтай үед шаталт хоорондын динамик байдлаас үүдэлтэй. Багцын хэлбэлзэл эдгээр хэлбэлзлийг ихэсгэдэг бөгөөд эгнэлтийн зөрүү нь чимээний асуудлын 68%-ийг эзэлдэг байна. Энэ нь материал дахь дутагдалтай харьцуулахад хамаагүй их байна. Энэ тухай 2023 оны Механик Инженерчлэлийн Сэтгүүлд судалгаа хийгдсэн.

Хэлбэлзлийг бууруулах ба зөрүүг хамгийн бага хэмжээнд устгах аргууд

Хэлбэлзлийг бууруулах гурван үр дүнтэй арга бол тодорхой 500–5,000 Гц давтамжид зориулсан массын хялбаршуулсан шингээгч, 40–60 мкм-ээр тэнхлэгийн зөрүүг бууруулдаг урд чанга шахсан өнцгийн харилцан холбоот үзүүр, арах зөрүү нь 8 нумын минутаас бага байдаг муруй шугамын шаталт юм. Эдгээр нь хамтдаа нарийн системд ажиллаж байх үеийн чимээг 12–18 дБ(А)-аар бууруулдаг.

Ажиллагааны чимээг бууруулахын тулд нийлмэл материал ашиглах

Полимерээр нэвтэрсэн ган сплав ба нүүрстөрөгчийн шилээр баталгаажуулсан багц нь хуурай чулуунаас 30% илүү сайн хэлбэлзлийг шингээдэг. Чимээний хувьд шаардлага ихтэй орчинд эдгээрийн гүйцэтгэлийг доорх хүснэгтэд харуулсан.

Нарийвчлалын тохируулга болон урдчилсан ачааллын тохируулгын стратеги

Лазераар удирддаг тохируулга нь микрон түвшний байршлтыг хангаж, радиаль хазайлтыг 15 мкм-ээс бага байлгана. Хэрэв энэ нь динамик ачааллын зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс 0.03–0.05C хэмжээтэй конусан өргийн өргөөр хослуулбал тогтмол ажиллагааны үед холбогдох чичирхийллийн энергийн алдагдлыг 19%-иар бууруулна.

Тэнхлэгийн шилжилтийн хурдаскагчийн үйл ажиллагааг сайжруулах систем түвшний оптимизаци

Тэнхлэгийн шилжилтийн хурдаскагчийг хөдөлгүүр болон хяналтын системтэй интеграцичлах

Хурдаскагчийн үйл ажиллагаанд хөдөлгүүр, хяналтын системтэй нэгтгэх нь шууд нөлөөлдөг. Зөв тохируулга нь урагшлаг хөдөлгөөний чичирхийллийг хамгийн бага байлгах ба инерцийн ачааллыг тохируулах нь динамик хариуцлагыг сайжруулдаг. Чичирхийлэлгүй тэнхлэгийн шилжилтийн хурдаскагчтай серво хөдөлгүүрийн хослол нь дэд 0.01° давталт боломжийг бий болгох бөгөөд робототехник, нарийвчлалын автоматжуулалтад чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.

Газрын ачаалалд нийцүүлэн шугамын харьцааг оновчтой болгох

Зөв шатлалын харьцааг сонгох нь хурдны бууруулалт, эргэлтийн моментийн дамжуулалт болон системийн үр дүнтэй ажиллагааг тэнцвэржүүлдэг. Жишээлбэл, 20:1 харьцаа нь конвейер шиг эхлэх үеийн өндөр эргэлтийн момент шаарддаг төхөөрөмжүүдэд тохиромжтой байдаг бол 10:1 харьцаа нь баглах төхөөрөмж шиг хурдан мөчлөгт ажилладаг машинуудад илүү сайн ажилладаг. Мэдээллийн дагуу циклээр ажилладаг нөхцөлд тухайн хэрэглээнд нийцүүлэн тохируулга хийснээр шатлалын амьдралын хугацааг 18–32% нэмэгдүүлдэг.

Нарийвчлал, өртөг болон үйлдвэрлэлийн боломжийг тэнцвэржүүлэх

Дээд зэргийн савлалтаар ISO 1328-1 Класс 4 нарийвчлалд хүрэх нь шуугианыг 12 дБ-аар бууруулдаг ч үйлдвэрлэлийн өртгийг 40%-иар нэмэгдүүлдэг. Ихэнх үйлдвэрлэгчид хиймэл хайлштай хар тугалдаж, шүдний хэлбэр ¥5 мкм хазайлттайгаар хийдэг нь ерөнхий үйлдвэрлэлд 92% үр дүнтэй ажиллах боломжийг олгох бөгөөд илүүдэл өртгийг шаарддаггүй зохистой шийдэл болдог.

Ирээдүйн үзэл баримжилал: Дараагийн үеийн өндөр үр дүнтэй планетар шатлалууд

Хөгжингүй байгаа өөрөө смазкадаг хиймэл материалын технологи болон ухаалаг технологийн топологийн үр дүнтэй ажиллах нь ашиг шимийн хязгаарыг дахин тодорхойлох болно. Графенийг хүчирхийлсэн шатанцангийн загвар нь 200 Нм ачаалал дор 97,3% ашиг шимтэй ажиллаж, харьцуулагддаг дизайнгаас 4,1%-иар илүү үр дүнтэй байх ба найдвартай, үр дүнтэй ажиллах шаардлагатай нисэх онгоц болон сэргээгдэх эрчим хүчний салбарт өргөнөөр нэвтрэх зам нээж өгч байна.