Планетарний редуктор для NEMA 23 та NEMA 24: посібник із вибору

Посібник із вибору планетарного редуктора для крокових двигунів NEMA 23 / 24 : від підгонки фланця до вибору параметрів

Спеціалісти, які здійснюють вибір обладнання, мають такий досвід: параметри планетарних редукторів є надзвичайно багатогранними, але коли цей продукт справді потрібен, проблема полягає не в невизначеності параметрів, а в неможливості його встановлення, крутяний момент а також недостатньої точності.

Сьогодні ми оцінюємо процес вибору у чотири етапи для сценарію, у якому крокові двигуни NEMA 23 та NEMA 24 оснащуються планетарними редукторами з фланцем 60 мм: фланець, передавальне співвідношення, крутний момент та кутовий люфт .

1. Підгонка між посадочним отвором та фланцем

Це найпростіший і найпоширеніший спосіб помилки. Розміри фланця кріплення крокових двигунів NEMA 23 та NEMA 24 становлять 56 × 56 мм (це промисловий стандарт), тоді як у нашого серійного редуктора з діаметром корпусу 60 мм розмір вхідного фланця — 60 × 60 мм, а відстань між отворами для кріплення повністю відповідає фланцевому двигуну з розміром 56 мм.

Крокові двигуни NEMA 23 та NEMA 24 можна встановлювати безпосередньо, без необхідності використовувати перехідні пласти.

Однак слід звернути увагу на одну деталь: діаметр вала різних брендів двигунів відрізняється. Поширеними діаметрами валів для NEMA 23 є 6,35 мм та 8 мм, а для NEMA 24 — аналогічні значення. Тому при виборі слід звертати увагу на відповідність діаметра вала двигуна діаметру вхідного вала редуктора. Наприклад, якщо стандартний редуктор має вхідний вал діаметром 8 мм, а вал вашого двигуна — 6,35 мм, потрібно додати втулку; це не впливає на продуктивність.

2. Як вибрати передаточне число — спочатку визначити потрібну вихідну швидкість, а не задавати передаточне число

Багато людей звикли спочатку встановлювати передаточне число, а потім перевіряти, чи достатня вихідна швидкість. Це помилка. Правильно спочатку визначити кінцеву швидкість, необхідну для обладнання, а потім поділити швидкість двигуна на цю швидкість, щоб отримати передаточне число.

Формула:

Передаточне число = номінальна швидкість двигуна ÷ потрібна вихідна швидкість

Наприклад: номінальна швидкість вашого крокового двигуна становить 1000 об/хв, а обладнанню потрібна кінцева швидкість близько 100 об/хв, тому передаточне число дорівнює 10:1. Якщо вибрати 20:1, вихідна швидкість знизиться до 50 об/хв — крутний момент буде високим, але швидкість не зможе підтримуватися.

Діапазон типових передаточних відношень: наша серія з діаметром 60 мм пропонує багаторівневі передаточні відношення від 3:1 до 100:1, що охоплює більшість автоматизованих сценаріїв.

Рекомендації щодо вибору: спочатку задовольняються вимоги до швидкості, а потім перевіряється крутний момент. Якщо швидкість недостатня, навіть найбільший крутний момент буде марним.

3. Перевірте, чи достатньо крутного моменту — слід враховувати не лише номінальне значення, а й пікове.

Перевірка крутного моменту — це найпоширеніша помилка при виборі моделі. Багато хто враховує лише робочий крутний момент у сталому стані, ігноруючи навантаження під час пуску та зупинки, а також ударні навантаження.

Формула перевірки:

Вимаганий вихідний крутний момент = максимальний крутний момент двигуна × передаточне відношення × ККД × коефіцієнт умов роботи

Після розрахунку виберіть модель із номінальним вихідним моментом, що перевищує це значення, і залиште запас; інакше виникне знос зубчастих коліс та підвищення температури, що вплине на термін служби.

Зазначено кілька ключових параметрів:

Максимальний момент двигуна: максимальний використовуваний момент, а не номінальний. Характеристики моменту крокового двигуна на низьких швидкостях відрізняються від характеристик сервоприводу; слід зрозуміти криву залежності моменту від частоти для вашого двигуна.

ККД: наш виміряний ККД одноступеневого редуктора серії 60 мм становить 97 %, а багатоступеневого — 94 %.

Коефіцієнт умов експлуатації : 1,2–1,5 для стабільної роботи (транспортні лінії тощо), 1,5–2,0 для ударного навантаження та понад 2,5 — для важких умов експлуатації з частими пусками й зупинками.

4. Як обрати j кутовий привід — залежить від того, чи має бути ваша застосовна сила додатною чи оберненою

Параметр j кутовий привід  (Набір шестерень ) легко надто уважно стежити або може бути повністю проігнорованим. Правильний спосіб оцінки залежить від напрямку руху.

Одностороннє функціонування (транспортна лінія й х обертальна частина завжди обертаються в одному напрямку —:кутовий люфт  має незначний вплив, і  ≤20 15 arcmin є цілком достатньо.

Часта позитивна інверсія, альтернативний рух позиціонування (роботизована шарнірна з’єднання, індексація поворотного стола, платформа позиціонування): люфт безпосередньо впливає на точність повторного позиціонування, і чим вищий вимоги до точності, тим краще. Наша серія 60 мм ≤має люфт 15 arcmin, що відповідає середньому рівню точності й підходить для переважної більшості універсальних автоматизованих сценаріїв.

Загальновідомий факт: вартість високоточних редукторів ( ≤3~ 5 arcmin) збільшується вдвічі, а також пред’являються вищі вимоги до точності монтажу й системи керування. Якщо вони не використовуються в прецизійному верстатному обладнанні або роботизованих шарнірах, немає потреби домагатися екстремального люфту.

5. Швидкий огляд базових параметрів — модель 60 мм, сумісна з двигунами NEMA23/NEMA24

Параметри показників

• Сумісні двигуни NEMA 23 / NEMA 24 (фланець 56 мм)
• Фланец редуктора 60 × 60 мм
• Діапазон передавального відношення 3:1–100:1
• Коефіцієнт корисної дії передачі ≥97%
• Зворотній люфт ≤15 аркмін
• Сертифікація ISO 9001, CE
• Ступінь захисту IP54 (захист від пилу та бризок)
• Діаметр вхідного валу 8 мм (для 6,35 мм потрібен втулковий вал)

Короткий огляд: чотири кроки для вибору моделі

По-перше, фланець: NEMA 23/24, 60-мм фланець встановлюється безпосередньо — підтвердіть діаметр валу.

По-друге, встановіть передавальне відношення: розрахуйте зворотним ходом від потрібної вихідної швидкості, спочатку забезпечте вимоги до швидкості.

Перевірка крутного моменту: використовується максимальний крутний момент двигуна × передаточне відношення редуктора × ККД 94 % × коефіцієнт умов роботи з резервом.

Кутовий люфт вибирається за потребою: робота в одному напрямку ≤20 кутових хвилин достатньо; високий рівень точності розглядається лише тоді, коли часті обертання в обох напрямках.

Вибір — це суттєво вибір, ідеальної комбінації параметрів не існує, лише підходяща для вашого обладнання.

Якщо потрібна допомога у виборі конкретних моделей двигунів або сценаріїв застосування, надайте параметри двигунів та умови навантаження — ми надамо детальний розрахунок вибору.