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      行星減速機配合伺服電機的應(yīng)用場合選擇與好處

      2010年01月13日 13:47:48人氣:2123來源:上海漣恒精密機械有限公司

      現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備應(yīng)用中在高精度應(yīng)用場合隨著伺服馬達技術(shù)的發(fā)展,從高扭矩密度乃至于高功率密度,使轉(zhuǎn)速的提升高過3000rpm,由于轉(zhuǎn)速的提升,使得伺服馬達的功率密度大幅提升。這意謂著伺服馬達是否需要搭配減速機,其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來審視。 

       

          然而,到底在什么樣的應(yīng)用場合需求必須搭配伺服行星齒輪減速機

          1、重負(fù)何高精度:必須對負(fù)載做移動并要求精密定位時便有此需要。一般像是航空、衛(wèi)星、醫(yī)療、軍事科技、晶圓設(shè)備、機器人等自動化設(shè)備。他們的共同特征在于將負(fù)載移動所需的扭矩往往遠超過伺服馬達本身的扭矩容量。而透過減速機來做伺服馬達輸出扭矩的提升,便可有效解決這個問題。 

          2、提升扭矩:輸出扭矩提升的方式,可能采用直接增大伺服馬達的輸出扭矩方式,但這種方式不但必須使用昂貴大功率的伺服電機,馬達還要有更強壯的結(jié)構(gòu),扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時采用比較大的驅(qū)動器,功率電子組件和相關(guān)機電設(shè)備規(guī)格的增大,又會使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。 

          3、 增加使用效率:理論上,提升伺服馬達的功率也是輸出扭矩提升的方式,可藉由增加伺服馬達兩倍的速度來使得伺服系統(tǒng)的功率密度提升兩倍,而且不需要增加驅(qū)動器等控制系統(tǒng)組件的規(guī)格,也就是不需要增加額外的成本。而這就需透過行星減速機的搭配來達到提升扭矩的目的了。所以說,高功率伺服馬達的發(fā)展是必須搭配應(yīng)用減速機,而非將其省略不用。 

          4、提高使用性能:據(jù)了解,負(fù)載慣量的不當(dāng)匹配,是伺服控制不穩(wěn)定的zui大原因之一。對于大的負(fù)載慣量,可以利用減速比的平方反比來調(diào)配*的等效負(fù)載慣量,以獲得*的控制響應(yīng)。所以從這個角度來看,行星減速機為伺服應(yīng)用的控制響應(yīng)的*匹配。

          5、增加設(shè)備使用壽命:行星減速機還可有效解決馬達低速控制特性的衰減。由于伺服馬達的控制性會由于速度的降低,導(dǎo)致產(chǎn)生某程度上的衰減,尤其在對于低轉(zhuǎn)速下的訊號擷取和電流控制的穩(wěn)定性上,特別容易看出。因此,采用減速機能使馬達具有較高轉(zhuǎn)速。

          6、降低設(shè)備成本: 從成本觀點,假設(shè)0.4KW的AC伺服馬達搭配驅(qū)動器,需耗費一單位設(shè)備成本,以5KW的AC伺服馬達搭配驅(qū)動器必須耗費15單位成本,但是若采用0.4KW伺服馬達與驅(qū)動器,搭配一組減速機就能夠達到前述耗費15個單位成本才能完成的事,在操作成本上節(jié)省50%以上。 

          因此使用者依其加工需求不同,決定選用的行星齒輪減速機產(chǎn)品。一般而言,在機臺運轉(zhuǎn)上有低速、高扭矩、高功率密度場合需求,絕大部分采用行星齒輪減速機。 

          行星式減速機原理與技術(shù) 

          至于行星式齒輪減速機,基本結(jié)構(gòu)由輸入太陽輪、行星輪、輸出行星臂架,以及固定的內(nèi)齒環(huán)所構(gòu)成。行星式齒輪減速機的工作原理,動力是由馬達端輸入至太陽輪,而太陽輪將驅(qū)動保持于行星臂架上的行星輪,而行星輪除了繞本身軸線自轉(zhuǎn)外,并驅(qū)動行星臂架繞傳動系統(tǒng)的中心,將他轉(zhuǎn)動。 

          行星式齒輪減速機擁有較多優(yōu)點,像是結(jié)構(gòu)緊湊,可節(jié)省50%的體積;同軸的輸入輸出使設(shè)計更具彈性;重量輕、率、免保養(yǎng)(無須更換潤滑油)、壽命長(無需更換零組件)且經(jīng)由模塊化設(shè)計,使應(yīng)用更為容易。

          上海漣恒精密傳動機械有限公司生產(chǎn)的伺服用行星式齒輪減速機還具有高輸入速度、高扭矩密度、高扭轉(zhuǎn)剛性、低背隙、率、溫升低、低噪音、安裝容易等特性。 

          在實用上,所有的高性能伺服用齒輪減速機,均選用行星式的機構(gòu)并非偶然。行星式的齒輪減速機構(gòu)利用多齒接觸來分散它的負(fù)荷,所以在給定的設(shè)計空間下具有zui大的扭矩密度和剛性,而與一般的減速機構(gòu)相比較,行星式齒輪減速機在高速時的結(jié)構(gòu)動平衡特性較為優(yōu)異,且易于潤滑。一般而言,只要利用潤滑油脂即可達到充分潤滑的效果,基于上述之負(fù)荷均布、結(jié)構(gòu)動平衡優(yōu)異以及易于潤滑的特性,使得行星式齒輪減速機被一般使用者認(rèn)定為使用的伺服應(yīng)用方案。

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