Reduktory to przekładnie mechaniczne szeroko stosowane w przemyśle stoczniowym, oszczędzaniu wody, energetyce, maszynach inżynieryjnych, przemyśle petrochemicznym i innych gałęziach przemysłu. Istnieje wiele rodzajów reduktorów. Zanim wybierzesz właściwy, pasujący do Twojego zastosowania, musisz poznać ich zalety i wady. Następnie wyjaśnijmy zalety i wady różnych reduktorów:
Reduktor ślimakowy ma ślimak wejściowy i przekładnię wyjściową. Charakteryzuje się wysokim momentem obrotowym przekładni, wysokim przełożeniem redukcyjnym oraz szerokim zakresem, czyli przełożeniem redukcyjnym od 5 do 100 dla napędu jednostopniowego. Jednak jego mechanizm transmisji nie jest wejściem i wyjściem koncentrycznym, co ogranicza jego zastosowanie. A jego wydajność transmisji jest dość niska – nie więcej niż 60%. Ponieważ jest to przekładnia z względnym tarciem ślizgowym, sztywność skrętna reduktora ślimakowego jest nieco niższa, a elementy przekładni są łatwe w zużyciu i charakteryzują się krótką żywotnością. Ponadto reduktor łatwo generuje ciepło, dlatego dopuszczalna prędkość wejściowa nie jest wysoka (2000 obr/min). Ograniczają one jego zastosowanie.
Użyj serwomotorów w celu zwiększenia momentu obrotowego: wraz z rozwojem technologii serwomotorów od gęstości o wysokim momencie obrotowym do dużej gęstości mocy, prędkość można zwiększyć do 3000 obr./min. Wraz ze wzrostem prędkości znacznie poprawia się gęstość mocy serwomotoru. Oznacza to, że to, czy serwomotor będzie wyposażony w reduktor, czy nie, zależy od potrzeb aplikacji i kosztów. Jest to przydatne na przykład w zastosowaniach wymagających przenoszenia ładunku lub precyzyjnego pozycjonowania. Ogólnie rzecz biorąc, może być stosowany w lotnictwie, satelitach, przemyśle medycznym, technologiach wojskowych, sprzęcie płytkowym, robotach i innym sprzęcie zautomatyzowanym. We wszystkich tych scenariuszach moment obrotowy wymagany do przeniesienia obciążenia zawsze znacznie przekracza moment obrotowy samego serwosilnika. Problem ten można skutecznie rozwiązać, zwiększając wyjściowy moment obrotowy serwosilnika za pomocą reduktora.
Jest w stanie zwiększyć wyjściowy moment obrotowy poprzez bezpośrednie zwiększenie wyjściowego momentu obrotowego serwomotoru. Wymaga to jednak nie tylko drogich materiałów magnetycznych, ale także solidniejszej konstrukcji silnika. Wzrost momentu obrotowego jest proporcjonalny do wzrostu prądu sterującego. Wówczas rosnący prąd będzie wymagał stosunkowo większego sterownika, mocniejszych komponentów elektronicznych i sprzętu elektromechanicznego, co zwiększy koszt systemu sterowania.
Innym sposobem na zwiększenie wyjściowego momentu obrotowego jest zwiększenie mocy serwomotoru. Podwajając prędkość serwomotoru, można również podwoić gęstość mocy serwo, bez zmiany sterownika lub elementów układu sterowania i bez dodatkowych kosztów. W tym przypadku wymagane jest, aby reduktory osiągnęły „hamowanie i zwiększanie momentu obrotowego”. Dlatego reduktory są koniecznością w przypadku serwomotorów dużej mocy.
Reduktor harmonicznych składa się ze sztywnego wewnętrznego pierścienia zębatego, elastycznego zewnętrznego pierścienia zębatego i generatora harmonicznych. Wykorzystuje generator harmonicznych jako element wejściowy, sztywny wewnętrzny pierścień zębaty jako element stały i elastyczny zewnętrzny pierścień zębaty jako element wyjściowy. Wśród nich elastyczny zewnętrzny pierścień zębaty wykonany jest ze specjalnego materiału o cienkich ściankach wewnętrznych i zewnętrznych. Jest to podstawowa technologia tego typu reduktorów. Obecnie na Tajwanie w Chinach nie ma producenta, który mógłby produkować reduktory harmoniczne. Seria reduktorów planetarnych z małymi różnicami w liczbie zębów ma mechaniczną charakterystykę wyjściową pomiędzy przekładniami harmonicznymi a reduktorami prędkości z cykloidalnymi kołkami. Może osiągnąć zerowy luz i jest produktem rynkowym najbardziej porównywalnym z reduktorami harmonicznymi.
Reduktory harmoniczne charakteryzują się wysoką precyzją transmisji i niskim luzem przekładni. Wyposażone są w wysoki i szeroki przełożenie redukcyjne od 50 do 500 dla napędu jednostopniowego. Ponadto jego wydajność przekładni jest wyższa niż w przypadku reduktora ślimakowego. Wraz ze zmianą przełożenia redukcja sprawność napędu jednostopniowego może wahać się od 65 do 80%. Jednak ze względu na elastyczną przekładnię sztywność skrętna jest niska. Żywotność elastycznego zewnętrznego pierścienia zębatego jest krótka, a reduktor łatwo generuje ciepło. W rezultacie jego dopuszczalna prędkość wejściowa nie jest wysoka – zaledwie 2000 obr/min. To są jego wady.
Czas publikacji: 6 maja 2023 r