Hoe de reductieverhouding en het koppel van de versnellingsbak berekenen voor servomotoraandrijfsystemen?

De gekozen verhouding van 1:10 was te hoog voor een indextijd van 0,8 seconden, en het belastingskoppel werd met ongeveer 18 procent onderschat zodra de efficiëntie van de versnellingsbak werd meegerekend. Een servomotor die tijdens het accelereren zijn koppellimiet bereikt, zal de aandrijving uitschakelen, de nauwkeurigheid van de positionering verslechteren en het reductiemiddel oververhitten. De oplossing ligt in een gedisciplineerde berekeningsvolgorde die de afstemming van verhouding, koppel, efficiëntie en traagheid omvat voordat een inkooporder wordt geplaatst.

Wat de reductieverhouding en het koppelvermogen betekenen in servomotoraandrijfsystemen

De reductieverhouding is het quotiënt van de ingangssnelheid van de servomotor gedeeld door de uitgangssnelheid van de versnellingsbak, terwijl het uitgangskoppel de rotatiekracht is die beschikbaar is op de uitgaande as na toepassing van het vermenigvuldigingseffect van die verhouding en de mechanische efficiëntie van de versnellingsbak.

Een servomotor is een apparaat met hoge snelheid en laag koppel, terwijl de meeste machinebelastingen een beweging met lage snelheid en hoog koppel vereisen. De versnellingsbak overbrugt die kloof. Het begrijpen van de exacte relatie tussen verhouding en koppel vormt de basis van elke afstemmingsbeslissing, omdat het bepaalt of de servoaandrijving de belasting binnen de vereiste cyclustijd kan versnellen zonder de thermische of piekstroomlimieten te overschrijden.

Driestapsmethode om de reductieverhouding te berekenen

Om de reductieverhouding voor een servomotoraandrijfsysteem te berekenen, hebt u drie waarden nodig: de vereiste uitvoersnelheid uit de cyclustijd, de nominale snelheid van de servomotor en het door de belasting gevraagde uitgangskoppel.

Berekening van het koppelvermogen na de reductieverhouding

Zodra de reductieverhouding is vastgesteld, berekent u het beschikbare koppel door het continue koppel van de servomotor te vermenigvuldigen met de verhouding en de efficiëntie van de versnellingsbak.

De efficiëntiefactor is van belang omdat deze de theoretische koppelvermenigvuldiging omzet in bruikbaar koppel. Een planetaire reductor met een efficiëntie van 0,97 levert 3 procent meer uitgangskoppel dan een reductor met een efficiëntie van 0,94 bij dezelfde verhouding, wat het verschil kan maken in een acceleratiefase die 0,8 seconden duurt.

Bijpassende servomotor en versnellingsbak: traagheid, precisie en speling

De verhoudingsberekening is slechts de helft van het dimensioneringsprobleem. De servomotor moet ook de gereflecteerde belastingtraagheid dynamisch regelen, en de speling van de versnellingsbak moet binnen de positioneringstolerantie van de machine blijven.

Traagheidsmismatch is een van de meest over het hoofd geziene factoren. De gereflecteerde traagheid van de belasting op de motoras is gelijk aan de traagheid van de belasting gedeeld door het kwadraat van de reductieverhouding. Voor nauwkeurige servobesturing wordt een traagheidsverhouding tussen rotor en belasting van 1:5 of beter aanbevolen. Een lagere verhouding is acceptabel voor langzamere assen, maar een hogere verhouding veroorzaakt problemen bij het afstemmen van de versterking en kan oscillatie veroorzaken tijdens snelle vertraging.

Automatiseringsassen die een hoog koppel en een compacte installatie nodig hebben, profiteren van de planetaire reductor uit de AHB-serie, die verhoudingen van 3:1 tot 100:1 dekt en de speling tot 3 boogminuten beperkt. Fabrikanten zoals ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD. (BEITTO) ontwerp hoog rendement planetaire versnellingsbak met servomotor eenheden voor deze inschakelduur.

Lage speling en hoog koppel AHB planetaire versnellingsbakreductiemiddel Deze planetaire reductor met spiraalvormige tandwielen levert een lage speling van minder dan 3 boogminuten voor nauwkeurige positionering en een hoog koppel in compacte automatiseringsassen, met een flensontwerp voor universele motormontage en onderhoudsvrije werking. Bekijk Product →

Voor pick-and-place- en indexeringsmechanismen die de laagst mogelijke speling en stille beweging vereisen, biedt de flexibele tandwielreductor uit de BSHF-serie een verhoudingsbereik van 50:1 tot 160:1 met een speling van minder dan 1 boogmin.

BSHF-serie flexibele tandwielreductor met holle as Dit lichtgewicht verloopstuk biedt een spelingsvrij ontwerp en verhoudingen van 50:1 tot 160:1 en ondersteunt pick-and-place- en indexeringsmechanismen met stille beweging en hoog koppel in een compacte, coaxiale lay-out. Bekijk Product →

Waar de bewegingsas 90 graden moet draaien zonder een aparte schuine doos toe te voegen, behoudt de haakse planetaire aandrijving uit de ATR-serie de verhoudingsnauwkeurigheid in een compact formaat.

Rechte hoek 90 graden planetaire aandrijfsnelheidsreductiemiddel ATR Deze haakse planetaire aandrijving zorgt voor een draai van 90 graden zonder extra schuine dozen, waarbij de verhoudingsnauwkeurigheid en hoge stijfheid behouden blijven met kegellagers, geschikt voor compacte bewegingsassen. Bekijk Product →

Veelvoorkomende maatfouten die servoaandrijvingen kapot maken

Vier fouten zijn verantwoordelijk voor de meeste overbelastings- en positioneringsfouten in servomotoraandrijfsystemen.

1. Het negeren van de efficiëntiefactor: Alleen al door het motorkoppel te vermenigvuldigen met de verhouding kan de koppelbehoefte met 5 tot 10 procent worden onderschat, wat leidt tot te kleine aandrijvingen die onder belasting uitvallen.
2. Verhouding alleen op basis van snelheid selecteren: Een verhouding die voldoet aan de snelheid maar de gereflecteerde traagheid negeert, kan oscillatie veroorzaken en afstemmingsfouten veroorzaken.
3. De verkeerde spelingsklasse kiezen: Een verloopstuk van 10 boogminuten op een positioneringssysteem van 0,01 mm zal nooit de vereiste nauwkeurigheid halen.
4. Overdimensionering van het verloopstuk: Een verloopstuk dat ruim boven het motorkoppel scoort, kost meer, voegt gereflecteerde traagheid toe en verlaagt de algehele systeemefficiëntie.

Snelle selectiechecklist voor inkoop

Gebruik deze checklist voordat u een inkooporder plaatst om een servoaandrijfsysteem in te schakelen dat voldoet aan de snelheids-, koppel- en nauwkeurigheidsdoelstellingen zonder risico op overbelasting.

Veelgestelde vragen over de afmetingen van servoversnellingsbakken

Wat is de formule voor de reductieverhouding van de versnellingsbak?

Reductieverhouding = ingangssnelheid van de motor gedeeld door de uitgangssnelheid van de versnellingsbak. Een servomotor van 3000 tpm met een 10:1 versnellingsbak produceert 300 tpm aan de uitgaande as.

Hoe bereken ik het koppel van een servomotor met versnellingsbak?

Koppelvermogen = motorkoppel x reductieverhouding x versnellingsbakrendement. Een servomotor van 5 Nm via een planetaire reductor van 10:1 met een rendement van 95 procent levert 47,5 Nm aan de uitgaande as.

Hoe kies ik de juiste reductieverhouding voor een servomotoraandrijfsysteem?

Begin met het vereiste uitgangstoerental en uitgangskoppel en bereken vervolgens de verhouding op basis van het motortoerental. Controleer het resulterende koppel nadat efficiëntie is toegepast, en controleer of de traagheidsverhouding binnen het bruikbare regelbereik van de servoaandrijving blijft.

Wat is het verschil tussen planetaire en flexibele tandwielreductoren voor servosystemen?

Planetaire reductoren bieden een hogere efficiëntie en koppeldichtheid, terwijl flexibele tandwielreductoren zorgen voor minder speling en een soepelere beweging bij lage snelheid. Kies planetair voor draagvermogen en flexibel voor precisie, of stem het verloopstuk af op de dominante vereisten van de as.