Apabila melibatkan pereduksi planetari, terdapat tiga tahap tork yang berbeza yang perlu dikendalikan. Yang pertama dikenali sebagai tork nominal, yang secara asasnya merujuk kepada jumlah daya putaran berterusan yang boleh ditanggung oleh pereduktor dari hari ke hari tanpa menjadi terlalu panas atau haus secara pramatang. Kebanyakan pengilang menentukan nilai ini berdasarkan operasi selama kira-kira lapan jam sehari sebagai amalan piawaian. Seterusnya, kita mempunyai tork puncak, yang biasanya bernilai kira-kira dua kali ganda daripada tork normal. Keadaan ini berlaku apabila motor mula beroperasi atau apabila beban berubah secara tiba-tiba, dan biasanya hanya berlangsung selama dua hingga tiga saat sebelum sistem kembali stabil. Terdapat juga tork henti kecemasan yang perlu disebut. Ini mengukur beban maksimum mutlak yang boleh ditanggung oleh sistem semasa hentian tidak dijangka. Namun hakikatnya, sekiranya beban ekstrem sedemikian menjadi perkara biasa, gear pasti akan mengalami tekanan lebih tinggi dan haus lebih cepat daripada jangkaan. Oleh itu, jurutera yang bijak sentiasa memeriksa nombor-nombor ini berbanding dengan keperluan sebenar aplikasi tertentu mereka dari masa ke masa, memastikan keseluruhan sistem kekal boleh dipercayai dalam jangka panjang.
Apabila tork masukan melebihi nilai yang diberi kadar, ia mula menyebabkan kehausan beransur-ansur pada komponen mekanikal. Jika terdapat lebihan tork sekitar 10%, gear cenderung untuk membengkok lebih banyak, iaitu peningkatan lenturan sebanyak 12 hingga 18 peratus. Ini menjadikannya jauh lebih berkemungkinan untuk mengalami kerosakan seperti lubang-lubang kecil dan mikro lubang yang kita lihat dalam simulasi tahun lepas. Bantalan juga mengalami tekanan yang besar, terutamanya bantalan rola kon. Mereka perlu menangani beban yang jauh lebih tinggi apabila tork meningkat, yang mengurangkan jangka hayat mereka sebanyak kira-kira 40%. Bagi sesiapa yang mahukan komponen yang tahan lebih lama, perkara penting ialah mencocokkan motor dan pengurang dengan betul. Mengekalkan tork puncak pada atau di bawah 85 hingga 95% daripada kemampuan pengurang adalah titik optimum berdasarkan kebanyakan laporan lapangan.
Tork keluaran dikira menggunakan formula:
T_out = T_in × i × η
Di mana:
Sebagai contoh, input 10 Nm melalui pengurangan 10:1 dengan kecekapan 96% menghasilkan 96 Nm pada output. Walau bagaimanapun, kehilangan haba daripada beban tinggi yang berterusan mengurangkan kecekapan sebanyak 0.5–0.7% setiap kenaikan suhu 20°C, menjadikan penurunan kadar perlu dilakukan dalam aplikasi tugas berterusan untuk mengelakkan kerosakan pelincir dan komponen.
Kajian ke atas bahan gear menunjukkan bahawa gear heliks boleh mengendalikan kira-kira 30 hingga 50 peratus lebih tork berbanding gear spur piawai apabila digunakan dalam susunan planetari yang serupa. Apakah yang membolehkan ini? Gigi-giginya ditebahkan pada sudut tertentu dan bukannya lurus, maka ia bersambung secara beransur-ansur dan bukannya serentak. Keterlibatan beransur-ansur ini menyebarkan daya ke atas beberapa titik sentuhan, yang mengurangkan kejutan mengejut semasa operasi. Apabila pengilang meningkatkan sudut heliks daripada kira-kira 12 darjah kepada 15 darjah, mereka biasanya mendapati peningkatan dalam pengendalian tork sebanyak kira-kira 17 hingga 20 peratus. Selain itu, jentera juga beroperasi lebih senyap, dengan aras bunyi menurun sehingga 10 desibel. Kelebihan-kelebihan ini menjadikan gear heliks sangat menarik untuk aplikasi yang mengutamakan kecekapan pemindahan kuasa dan pengurangan tekanan mekanikal.
Reka bentuk ini meningkatkan ketumpatan kuasa dan prestasi akustik, menjadikannya sesuai untuk automasi tepat dan jentera berat.
Apabila melibatkan pereduksi planetari yang mengendalikan tork melebihi 7,500 Nm, galas kondua berganda benar-benar meningkatkan prestasi, menambah ketegaran kilasan sebanyak kira-kira 54%. Galas ini menyokong aci output pada kedua-dua hujung, yang membantu mengurangkan masalah pesongan jejarian yang sebaliknya menyebabkan isu seperti beban pinggir dan kepitihan gear dari semasa ke semasa. Pengujian dunia sebenar menunjukkan bahawa susunan galas berganda ini mampu mengekalkan ketepatan penentududukan dalam julat plus atau minus 1 minit busur, walaupun menghadapi beban hentakan besar sehingga 12,000 Nm. Prestasi sebegini menjadikannya sangat penting bagi peralatan berat seperti kren pengangkat dan penghantar perlombongan di mana pemeliharaan ketepatan paling utama semasa operasi dinamik yang intensif.
Untuk pengekang planetari tork tinggi, dinding rumah perlu sekitar 25 hingga 40 peratus lebih tebal berbanding model biasa jika ingin menahan ubah bentuk elastik semasa dibebankan. Kajian menggunakan analisis unsur terhingga mendedahkan sesuatu yang menarik: rumah aluminium berusuk yang dibina daripada aloi EN AC-42100 mampu menahan daya lenturan yang 32% lebih kuat berbanding versi besi tuang, selain menjimatkan berat secara ketara. Apabila melibatkan permukaan pemasangan, penggilapan tepat adalah penting. Permukaan ini perlu sangat rata, dalam had ralat 0.02 mm per meter, yang mengelakkan rumah daripada berubah bentuk dari semasa ke semasa. Perhatian terhadap butiran ini mengekalkan penyelarasan gear yang betul semasa operasi dan memperpanjang jangka hayat komponen-komponen ini sebelum perlu diganti.
Pereduksi planetari moden mencapai penggandaan tork yang besar melalui nisbah gear yang tepat dan susunan komponen yang dioptimumkan. Reka bentuk satu peringkat boleh memberikan nisbah sehingga 12:1, manakala peringkat gabungan boleh melebihi 250:1, membolehkan penyelesaian padat untuk keperluan tork tinggi.
Apabila melihat bagaimana tork berfungsi dalam sistem gear, didapati bahawa tork output bersamaan tork input didarab nisbah gear dikali kecekapan. Inilah maksudnya dalam amalan: GR merujuk kepada nisbah gear manakala η merujuk kepada tahap kecekapan yang biasanya berada antara 94% hingga 98%. Ambil contoh mudah dengan nisbah gear 10:1 dan input 100 Nm. Sebelum mengambil kira kehilangan haba, susunan ini akan menghasilkan antara 940 hingga 980 Nm pada output. Hubungan antara nombor-nombor ini agak mudah, yang menerangkan mengapa nisbah gear begitu penting ketika memilih pereduksi untuk kerja-kerja tertentu. Mendapatkan nisbah yang betul memastikan sistem berfungsi dengan baik di bawah pelbagai keadaan tanpa membebankan komponen secara berlebihan.
Walaupun nisbah yang lebih tinggi memperbesar tork, ia membawa penalti kecekapan dan cabaran termal:
| Julat Nisbah Gear | Peningkatan Kilas | Kehilangan Kecekapan | Kesan Terma |
|---|---|---|---|
| 3:1 - 10:1 | 3x - 10x | 2-3% per peringkat | ≈15°C naik |
| 15:1 - 50:1 | 15x - 50x | 5-7% setiap peringkat | kenaikan 20-35°C |
| 60:1 - 250:1 | 60x - 250x | 8-12% setiap peringkat | kenaikan 40-60°C |
Nisbah melebihi 50:1 kerap kali memerlukan penyejukan paksa atau sistem peredaran minyak untuk mengawal haba dan mencegah kerosakan pelincir semasa operasi berpanjangan.
Reka bentuk penggantung empat faktor utama apabila memilih nisbah gear:
Pemilihan nisbah yang betul memastikan penghantaran tork yang cekap tanpa mengorbankan jangka hayat atau sambutan sistem.
Pemindahan kuasa bermula dengan gear matahari, yang memandu mana-mana antara tiga hingga tujuh gear planet kecil yang diletakkan di sekelilingnya seperti jejari pada roda. Jumlah beban yang ditanggung oleh setiap gear planet berbeza-beza bergantung kepada bilangannya. Apabila hanya tiga gear planet digunakan, setiap satunya biasanya menanggung kira-kira sepertiga daripada jumlah tork. Namun apabila tujuh gear planet berkongsi beban tersebut, beban per gear menurun kepada kira-kira 12-14%. Mengenai kapasiti beban, gear cincin memainkan peranan penting di sini. Kebanyakan pengilang mengeras bahagian-bahagian ini kepada tahap kira-kira 60-62 HRC untuk menahan tekanan kitaran yang sangat tinggi yang boleh melebihi 500 MPa. Tahap kekerasan ini memberi perbezaan besar dalam aplikasi jentera berat seperti penggali dan jentera buldoser, di mana komponen perlu terus berfungsi walaupun mengalami perubahan beban secara berterusan sepanjang hari.
Baru-baru ini terdapat perbincangan yang agak hangat mengenai bagaimana tork diedarkan merentasi gear planet tersebut. Sesetengah pakar dalam bidang kejuruteraan sebenarnya lebih gemar susunan beban yang tidak sekata, di mana satu bahagian mungkin mengambil 35%, bahagian lain 30%, dan kembali kepada 35% apabila berkaitan dengan aktuator linear. Mereka mendakwa ini membantu mengelakkan sistem menjadi terlalu longgar dari semasa ke semasa. Namun tunggu—ujian terkini yang dijalankan tahun lepas menunjukkan sesuatu yang berbeza. Apabila pengedaran tidak sekata ini diuji, komponen mula menunjukkan tanda-tanda haus lebih cepat daripada jangkaan, lebih kurang 12 hingga 18 peratus lebih cepat dalam sesetengah kes. Sebaliknya, apabila tork dikongsi secara sama rata antara semua bahagian, peningkatan nyata telah dilihat dari segi keupayaan sistem menangani hentakan mengejut. Lengan robot yang menggunakan pendekatan ini mampu menyerap kejutan dengan lebih baik sebanyak kira-kira 15 peratus berbanding yang lain. Ini bertentangan dengan kepercayaan kebanyakan orang sebelum ini dan memberi hujah kukuh untuk menggunakan rekabentuk seimbang apabila kebolehpercayaan paling utama.
Dalam pengurang planetari berkilas tinggi, aloi keluli keras kes masih kekal sebagai piawaian industri. Bahan-bahan ini mencapai tahap kekerasan permukaan melebihi 60 HRC yang membantu mereka menahan tegasan ricih melebihi 2000 Nm. Versi karburis 20MnCr5 memberikan rintangan lesu kira-kira 18% lebih baik berbanding 18CrNiMo7-6 konvensional menurut kajian ASM tahun lepas. Ini menjadikan komponen tahan lebih lama apabila digunakan dalam kitaran operasi yang mencabar. Apabila berhadapan dengan keadaan mudah terkorosi, pengilang kerap menggunakan keluli tahan karat dupleks 1.4462. Ia mempunyai kekuatan tegangan kira-kira 1100 MPa dan juga tahan dengan baik terhadap klorida. Namun, terdapat kelemahannya. Bahan ini kosnya kira-kira 12 hingga 15 peratus lebih tinggi berbanding keluli karbon biasa, jadi jurutera perlu menimbangkan perbelanjaan tambahan ini terhadap manfaat potensi untuk keperluan aplikasi tertentu mereka.
Nitridasi gas presisi membentuk lapisan resapan setebal 0.3–0.5 mm pada permukaan gigi gear, meningkatkan rintangan terhadap mikropitting sebanyak 40% dalam operasi berterusan (ASTM 2021). Kerasan aruhan frekuensi dwi membolehkan pengerasan setempat pada akar gear cincin hingga 62–64 HRC tanpa menggugat keuletan teras—penting untuk menahan beban lebih transien sehingga 300% daripada tork pengenal.
Pengujian dipercepatkan (AGMA 2023) menunjukkan set gear yang beroperasi pada 150% daripada tork nominal menunjukkan perambatan retakan 73% lebih cepat. Operasi puncak berterusan selama 8 jam mengurangkan jangka hayat dijangka daripada 20,000 kepada 6,500 jam dalam konfigurasi keluli sepenuhnya. Gear planet hibrid seramik-keluli memanjangkan tempoh ini kepada 9,200 jam dengan mengurangkan tekanan sentuh dan ketidaksepadanan pengembangan haba.
Apabila beroperasi pada kira-kira 90% daripada kapasiti tork maksimum, peringkat gear planet heliks biasanya mencapai kecekapan antara 96 hingga 97 peratus. Namun, keadaan berubah dengan cepat apabila melepasi had tersebut. Di bawah keadaan beban lebih berterusan seperti yang ditakrifkan mengikut piawaian ISO 14635, kecekapan merosot kepada kira-kira 88%. Punca utama masalah ini adalah geseran yang meningkat dan kehilangan kacauan (churning losses) yang mula terkumpul. Bagi setiap peningkatan 15% tork melebihi tahap kadar, pengendali boleh menjangkakan peningkatan haba sebanyak kira-kira 22 darjah Celsius dalam takungan minyak. Ini bermakna penyejukan aktif menjadi sangat perlu hanya untuk mengekalkan kelikatan pelincir dalam had selamat, idealnya di bawah 65 darjah Celsius bagi mengelakkan degradasi dan kehausan awal komponen.
Pelincir sintetik berbasis PAO dengan tambahan 3% MoS2 mengekalkan kekuatan filem sehingga 2.5 GPa tetapi kehilangan 40% sifat anti-haus selepas 1,200 jam di bawah beban tork 120% (FZG 2022). Sistem minyak peredaran dengan penapisan 10-mikron memanjangkan selang waktu pelinciran semula sebanyak 300% berbanding unit gris tertutup, meningkatkan masa operasi dan mengurangkan kos penyelenggaraan dalam operasi berkitaran tinggi.
Berita Hangat2026-01-16
2026-01-13
2026-01-09
2026-01-08
2026-01-07
2026-01-04
Hak Cipta © 2025 oleh Delixi New Energy Technology (hangzhou) Co., Ltd. - Dasar Privasi
EN
