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如何为机器选择行星减速机

为CNC机床选择齿轮可能是一个很大的挑战。客户不断面对设计用于各种任务的各种行星减速机。错误的选择会导致购买更昂贵的行星减速机。在机械能量传输行业中,需要齿轮箱来支撑较大的外部径向载荷,而需要能够承受动态载荷的齿轮箱以实现精确的运动控制或伺服机构。


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客户将遇到的第一个问题是如何选择行星减速机和负载参数,它们必须与电动机参数相对应,同时必须与预期负载相对应。行星减速机参数的选择可以简化,结果,您仍然可以得到可行的设计,仅需花费很多钱,行星减速机将具有超出您的任务所需的特性。同时,正确选择参数可确保您的行星减速机能够应对负载,具有成本效益并占据较小的面积。


如何选择齿轮参数

行星减速机任务评估的一般方面

在所有情况下都需要考虑评估行星减速机参数的几个方面。在本文的这一部分中,将对它们进行详细讨论。


1.过载系数

在确定最佳行星减速机任务的参数之前,客户必须确定过载系数的值。过载系数通常被定义为参数的给定值超过特定设备的参数的标称值的差。过载系数应考虑到诸如负载不均,易于维护和工作温度升高等因素。


如何正确解释过载系数?过载系数1.0表示设备具有足够的功率来处理任务。同时,当系数值为1.0时,系统的特性没有裕度,这可能导致齿轮箱过热或损坏。为了解决大多数工业问题,过载系数应为1.4,从而确保齿轮箱可以承受标称值1.4倍的负载。如果任务需要处理113 Nm的负载,则考虑所选系数,行星减速机必须应对160 Nm的负载。每个特定任务的过载系数的最终值将受许多因素影响。过载系数还取决于行星减速机制造商,


2.工作和环境温度


较高的环境温度会增加内部压力,这也可能需要增加过载系数。在高温或低温下运行可能需要使用其他密封材料和特殊润滑剂。


在选择行星减速机参数时,行星减速机运行的环境条件也是一个重要参数。恶劣的工作条件会增加设备的磨损。在多尘或肮脏的条件下的工作条件通常需要使用特殊的材料来防止腐蚀或细菌滋生。食品或饮料行业需要符合FDA要求的特殊涂料和润滑剂。真空介质还需要使用特殊的润滑剂和散热方案,因为在真空条件下传热非常困难。不遵守这些要求可能会导致减速器无法承受负载。在选择行星减速机参数时,应考虑所有这些方面。


3.冲击载荷或载荷类型


高冲击力或动态负载会导致齿轮和轴承的磨损增加,如果在选择参数时未考虑这些磨损,则会导致过早失效。另外,这样的负载将需要增加的负载系数。均匀载荷是指在整个应用过程中保持不变的载荷,而异质载荷是指在应用过程中随时间变化的载荷。通常,不均匀载荷的存在,甚至很小的载荷,都将需要更高的载荷系数。具有均匀负载的任务的一个示例是输送量恒定的产品的输送机。负载不均匀的一个例子是与切割相关的任何任务。


4.输出或输出机构


的类型输出机构包括星号,皮带轮或齿轮。输出机构的各种配置(例如双输出轴或安装在轴上的套筒)可减少设备设计所要承受的负载。各种输出机构会改变轴上可能的负载,还必须考虑其值。大多数机构会产生很高的径向载荷,而同时,诸如螺旋传动之类的东西也会产生很大的轴向载荷。这样的各种条件可能需要不同的轴承,以应对高的径向或轴向载荷。


5.输出轴或输出主轴腔的尺寸


在选择应用参数时,输出轴和主轴腔的孔尺寸必须满足客户的要求。输出轴可以由不锈钢制成,可以是无钥匙或无钥匙的,空心的有钥匙或无钥匙的,或者是法兰连接的,可以与任何先前的选件组合使用。知道缸体上正确的孔尺寸可以促使客户购买更大的齿轮箱以将其安装在现有的轴上。在某些情况下,客户有机会修改其杆身,以便能够使用最经济的设备并获得最佳的解决方案。


6.外壳类型


选择行星减速机之前,请考虑安装方法,这一点也很重要。减速器可在一侧或几侧配备安装脚,输出法兰或螺纹孔。此类各种类型的外壳可能会对设备的安装施加一定的限制,因此,市场上存在的各种外壳选件会阻止使用其他紧固件,例如框架或托架。例如,在外壳底面上有螺纹孔,因此无需在行星减速机的输出端周围安装额外的L形支架。


齿轮传动


可能会影响选择设备参数的过程的某些要素是特定的,并且取决于此设备应在其上运行的行业。因此,对于动力传输任务,重要的参数是轴旋转速度(rpm),发动机功率和安装期间的壳体尺寸以及系统将要工作的工作负载的值。


输入轴转速


客户必须确定齿轮箱的工作传动比或提供输入/输出速度传动比和工作频率(Hz)进行计算。标准是电源电流频率为60 Hz时的转速为1750 rpm。选择任务的参数时,必须指出任何更改,因为这会影响关系的计算。否则可能会导致减速器不符合客户要求。


电机功率和外壳尺寸


在计算过载系数之前,必须确定齿轮箱和输入选件的尺寸。设置好行星减速机的尺寸后,使用所需功率的值来计算实际的过载系数。大功率电机会产生大量热量,可能会对行星减速机的机械特性产生不利影响。这种基于增加的热量产生的降低的额定值被称为齿轮箱的热功率,并且在操作发动机时应予以考虑。


轴负载 


确定参数时,请确保负载不会损坏行星减速机。轴能够承受的以N * m为单位的力称为外部径向载荷。如果该力小于技术规格中指定的力,则行星减速机将损坏。 


行星减速机运动控制

对于伺服机构行业,在确定设备参数时,必须考虑以下参数:驱动轴速度,惯性,动态转矩值,轴上的比重和轴直径本身。


传动轴

转速传动轴转速不得超过行星减速机的额定转速,否则,由于压力升高,可能导致密封提前磨损。驱动轴的速度可以随机增加,特别是在输出端有一个机构的情况下,在选择系统参数时未考虑其减速系数,因此确定输出端设备的参数非常重要。


惯性

为了精确控制机构,惯性失配必须小于10:1。这对于许多应用中要求的高精度至关重要。行星减速机的尺寸和传动比是影响行星减速机惯性的主要因素。控制系统工程师也可能要求较少的不合规,甚至要求这种不合规的具体含义。通常,发动机是根据动态能力而不是基于扭矩来选择的。通常,由于转子的惯性大,所以使用的扭矩比技术任务要求的扭矩高得多的发动机。一些制造商甚至专门为高和低惯性值设计了电动机。通过这种方式,由于较少的惯性失配,可以改善任务的电机调整。限制电动机的输出扭矩以防止损坏行星减速机也很重要。


动态运动

与匀速运动相比,循环运动可能需要使用更高的负载系数值。这是由于这样的事实,即恒定的启动和停止会导致齿,齿轮和密封件的额外磨损。周期性的反向运动需要比周期性或连续运动模式更高的负载系数。


特定轴载荷

必须考虑径向,轴向和瞬时轴载荷,并检查其是否符合特定单元的额定载荷。否则可能会损坏轴,轴承或齿轮齿。通常,为了选择合适的行星减速机,上述参数应用了一个过载系数。如果应用条件需要,其他类型的轴承也可以提高这些额定值。


直径和轴长

电机轴的直径和长度必须合适,才能与联轴器完全啮合。如果没有完全接触,则可能会发生轴打滑。尽管事实上这种影响不会影响过载系数,但重要的是要考虑它,以避免发动机安装出现问题。一些制造商进行了大输入设计,这使得行星减速机可以与功率更大的电机一起工作,而无需增加行星减速机的尺寸。


发现:

为了获得最佳解决方案,客户需要了解负载的大小,从而提供适合该应用的经济高效的解决方案。选择行星减速机时,过载系数,环境,环境温度,冲击载荷,输出连接的类型和使用时间是重要的参数。客户提供的信息越多,行星减速机的选择过程就越准确,最终将有助于选择最佳的行星减速机来解决客户的问题。有许多确定参数的程序可以帮助选择特定的齿轮模型。


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