Планетарный редуктор для шаговых двигателей NEMA 23 и NEMA 24: руководство по выбору

Руководство по выбору планетарного редуктора для шаговых двигателей NEMA 23 / 24 : от подбора посадочного места до выбора параметров

Люди, отвечающие за подбор оборудования, сталкиваются с такой ситуацией: параметры планетарных редукторов очень плотно упакованы, однако на практике проблема заключается не в неопределённости параметров, а в невозможности установки изделия, крутящий момент а также недостаточной точности.

Сегодня мы оцениваем подбор по четырём этапам для сценариев, в которых шаговые двигатели NEMA 23 и NEMA 24 оснащаются планетарными редукторами с фланцем 60 мм: фланец, передаточное отношение, крутящий момент и угловое люфты .

1. Совместимость посадочного места и фланца

Это самый базовый этап, но при этом наиболее подверженный ошибкам. Габариты монтажного фланца шаговых двигателей NEMA 23 и NEMA 24 составляют 56 × 56 мм (это промышленный стандарт), тогда как у нашего серийного редуктора с фланцем 60 мм размер входного фланца — 60 × 60 мм, а расстояние между отверстиями крепления полностью совпадает с таковым у 56-мм фланцевого двигателя.

Шаговые двигатели NEMA 23 и NEMA 24, устанавливаемые напрямую, не требуют переходных пластин.

Однако следует учитывать один нюанс: диаметр вала у двигателей разных марок различается; типичные диаметры вала для NEMA 23 — 6,35 мм и 8 мм, а у NEMA 24 — аналогичны. Поэтому при выборе необходимо обращать внимание на сопоставление диаметра вала двигателя и редуктора: например, если редуктор рассчитан на входной вал диаметром 8 мм, а вал вашего двигателя имеет диаметр 6,35 мм, потребуется установить переходную втулку; это не повлияет на производительность.

2. Как выбрать передаточное отношение — сначала определите требуемую скорость, а уже затем выбирайте передаточное отношение

Многие люди привыкли сначала подбирать передаточное отношение редуктора, а лишь затем проверять, достаточна ли выходная скорость. Это ошибка. Правильный подход — сначала определить требуемую конечную скорость оборудования, а затем разделить номинальную скорость двигателя на эту скорость, чтобы получить передаточное отношение.

Формула:

Передаточное отношение = номинальная скорость двигателя ÷ требуемая выходная скорость

Например: номинальная скорость вашего шагового двигателя составляет 1000 об/мин, а оборудование требует конечной скорости около 100 об/мин; следовательно, передаточное отношение равно 10:1. Если выбрать 20:1, выходная скорость снизится до 50 об/мин: крутящий момент возрастёт, но скорость не будет соответствовать требованиям.

Типичный диапазон передаточных отношений: в нашей серии 60 мм доступны многоступенчатые варианты передаточных отношений от 3:1 до 100:1, что охватывает большинство автоматизированных сценариев.

Рекомендации по выбору: сначала удовлетворяются требования к скорости, затем проверяется крутящий момент. Если скорость недостаточна, то даже самый большой крутящий момент бесполезен.

3. Подтвердите достаточность крутящего момента — для этого следует учитывать не только номинальное значение, но и пиковое.

Проверка крутящего момента — наиболее частая ошибка при выборе модели. Многие учитывают только рабочий крутящий момент в установившемся режиме, игнорируя нагрузки при пуске и остановке, а также ударные воздействия.

Формула проверки:

Требуемый выходной крутящий момент = максимальный крутящий момент двигателя × передаточное отношение редуктора × КПД × коэффициент условий эксплуатации

После расчёта выберите модель с номинальным выходным крутящим моментом, превышающим полученное значение, с запасом. В противном случае возникнет износ зубчатых колёс и повышение температуры, что сократит срок службы.

Ключевые параметры указаны ниже:

Максимальный крутящий момент двигателя: максимальный момент используется, а не номинальный. Характеристики крутящего момента шагового двигателя на низких скоростях отличаются от характеристик серводвигателя; необходимо понимать кривую зависимости момента от частоты для вашего двигателя.

Эффективность: измеренная эффективность нашей одноступенчатой серии диаметром 60 мм составляет 97 %, а многоступенчатой — 94 %.

Коэффициент условий эксплуатации : 1,2–1,5 при стабильной работе (конвейерные линии и т. д.), 1,5–2,0 при ударных нагрузках и более 2,5 при тяжёлых нагрузках с частыми пусками и остановками.

4. Как выбрать j угловое люфты — зависит от того, должна ли ваша система работать в прямом и обратном направлениях

Параметр j угловое люфты  (Люфт передачи ) легко чрезмерно сосредоточиться на нём или, наоборот, полностью проигнорировать. Правильный способ оценки зависит от направления движения.

Односторонняя работа (линия транспортировки и м такой поворотный элемент всегда вращается в одном направлении ; ): угловой люфт  оказывает незначительное влияние, и  ≤20 дуговая минута является вполне достаточной.

Частая положительная инверсия, позиционирующее чередующееся движение (роботизированный сустав, индексация поворотного стола, платформа позиционирования): люфт в обратном направлении напрямую влияет на точность повторного позиционирования; чем выше предъявляемые требования, тем лучше. наша серия диаметром 60 мм ≤15 угловых минут, что соответствует среднему уровню точности и подходит для подавляющего большинства универсальных автоматизированных сценариев.

Общее правило: стоимость высокоточных редукторов ( ≤3~ 5 угловых минут) удвоилась, а требования к точности монтажа и системе управления стали выше. Если такие редукторы не используются в прецизионных станках или роботизированных сочленениях, нет необходимости добиваться экстремально малого люфта. ciones robóticas, no es necesario perseguir la brecha dorsal extrema.

5. Быстрый обзор основных параметров — модель с размером фланца 60 мм, совместимая с двигателями NEMA23 / NEMA24

Параметрические показатели

• Совместимые двигатели NEMA 23 / NEMA 24 (фланец 56 мм)
• Фланец редуктора 60 × 60 мм
• Диапазон передаточных отношений от 3:1 до 100:1
• КПД передачи ≥97%
• Задний зазор возврата ≤15 аркмин
• Сертификация ISO 9001, CE
• Степень защиты IP54 (пылезащищённость и защита от брызг)
• Диаметр входного вала 8 мм (для диаметра 6,35 мм требуется втулочный вал)

Краткое руководство: четыре шага выбора модели

Сначала фланец: NEMA 23 / 24; фланец диаметром 60 мм устанавливается напрямую — подтвердите диаметр вала.

Затем задайте передаточное отношение: рассчитайте обратно от требуемой выходной скорости, сначала обеспечьте нужную скорость.

Проверка крутящего момента: используется максимальный крутящий момент двигателя × передаточное отношение × КПД 94 % × коэффициент условий эксплуатации с запасом.

Угловой люфт выбирается по требованию: односторонняя работа ≤20 угловых минут достаточно, и положительные и отрицательные вращения часто встречаются до того, как будет рассмотрен уровень высокой точности.

Выбор по сути является решением: идеальной комбинации параметров не существует — только подходящая комбинация для вашего оборудования.

Если требуется помощь в выборе конкретных моделей двигателей или сценариев применения, можно предоставить параметры двигателей и условия нагрузки, и мы выполним подробный расчёт подбора.