Sgr ' s n Řada koaxiální planetární ...
Viz podrobnostiA planetová redukční převodovka je kompaktní přenosová jednotka s vysokým kroutícím momentem, ve které více planetových kol obíhá kolem centrálního centrálního kola a zároveň zabírá s vnějším věncovým kolem – rozděluje zatížení na několik kontaktů ozubených kol současně. Tato architektura poskytuje hustotu točivého momentu, účinnost a tuhost, které se žádné jednoosé uspořádání převodů nemůže rovnat při ekvivalentní velikosti a hmotnosti, díky čemuž jsou planetové jednotky preferovaným reduktorem v robotice, CNC obráběcích strojích, servopohonech a průmyslové automatizaci.
Točivý moment planetové reduktorové převodovky je v zásadě produktem její architektury sdílení zátěže. Tam, kde standardní spirálová převodovka s paralelním hřídelem přenáší točivý moment prostřednictvím záběru jediného ozubeného kola, tříplanetový planetový stupeň sdílí stejný krouticí moment přes tři současné záběrové kontakty – což snižuje zatížení jednotlivých zubů přibližně o 65 % pro ekvivalentní výstupní krouticí moment.
V praxi tento efekt sdílení zátěže umožňuje planetovým jednotkám dosáhnout výstupního krouticího momentu 10–2 000 Nm v průměru příruby, který by spirálová jednotka vyžadovala 2–3násobek velikosti pouzdra. Špičkový točivý moment – maximální momentální točivý moment, který může jednotka absorbovat během zrychlení nebo nouzového zastavení – obvykle běží na 2,0–2,5násobek jmenovitého jmenovitého točivého momentu, což poskytuje značnou rezervu pro aplikace servopohonů s vysokým dynamickým zatížením cyklu.
| Velikost rámu | Průměr příruby | Jmenovitý výstupní moment | Špičkový točivý moment | Typický rozsah poměru |
| PL042 | 42 mm | 8-18 Nm | 20–45 Nm | 3:1 – 100:1 |
| PL060 | 60 mm | 20–50 Nm | 50–125 Nm | 3:1 – 100:1 |
| PL090 | 90 mm | 80-120 Nm | 200–300 Nm | 3:1 – 100:1 |
| PL120 | 120 mm | 160–240 Nm | 400–600 Nm | 3:1 – 100:1 |
| PL160 | 160 mm | 360–500 Nm | 900–1 250 Nm | 3:1 – 100:1 |
| PL220 | 220 mm | 800–1 200 Nm | 2 000–3 000 Nm | 3:1 – 100:1 |
Účinnost převodovky s planetovým reduktorem patří mezi nejvyšší ze všech technologií mechanické redukce – obvykle 97–99 % na stupeň při jmenovitém zatížení a provozní teplotě. Tento údaj odráží poměr valivého kontaktu mezi planetovými koly a centrálním i věncovým kolem, což minimalizuje kluzné tření ve srovnání s uspořádáním šnekového nebo kuželového kola.
Jediný planetový stupeň s poměrem 3:1–10:1 dosahuje 97–99 % mechanické účinnosti při plném jmenovitém zatížení. Při částečném zatížení (pod 30 % jmenovitého točivého momentu) účinnost klesá na 93–96 %, protože se úměrně zvětšují ztráty způsobené vířením ozubených kol a odporem těsnění. Tepelné rovnováhy je dosaženo během 20–40 minut nepřetržitého provozu při jmenovitých otáčkách.
Dvoustupňová jednotka s kombinovaným poměrem 25:1–100:1 slučovací účinnost stupně: 0,98 × 0,98 = 96,0 % teoretická dvoustupňová účinnost. Reálné hodnoty 94–97 % odpovídají za ztráty ložisek, odpor těsnění a víření oleje ve druhé fázi. To zůstává podstatně lepší než alternativy šnekového převodu (50–90 %) nebo hypoidního převodu (95–97 %) ve stejném rozsahu převodů.
Při 97% účinnosti odvádí 5 kW vstupní měnič pouze 150 W jako teplo. Šnekový reduktor se 75% účinností rozptýlí 1 250 W pro stejný výkon – vyžaduje nucené chlazení nad skromné pracovní cykly. Planetové jednotky v nepřetržitém provozu zřídka vyžadují dodatečné chlazení pod 10 kW příkonu, což snižuje náklady na instalaci a složitost.
Vůle planetové redukční převodovky je úhlová vůle na výstupním hřídeli, když je vstupní hřídel držena v klidu a výstup se otáčí střídavě ve směru a proti směru hodinových ručiček pod definovaným kroutícím momentem. Vyjadřuje se v úhlových minutách a je jediným nejkritičtějším parametrem pro přesnost polohování v aplikacích servořízení a řízení pohybu.
Vůle je řízena během výroby prostřednictvím předpětí aplikovaného na ložiska planetového unašeče, třídou tolerance zubů ozubených kol a metodou planetového polohování – planety namontované na čepu s broušenými boky zubů trvale dosahují těsnější vůle než konstrukce namontované na pouzdrech. Vůle se během životnosti mírně zvyšuje, protože se opotřebovávají boky ozubených kol a oběžné dráhy ložisek; kvalitní planetové jednotky specifikují životnost vůlí udávající očekávanou hodnotu na konci jmenovité životnosti.
Vůle v planetových převodovkách se měří podle DIN 3962 / ISO 1328 při 2 % jmenovitého výstupního krouticího momentu aplikovaného střídavě v obou směrech. Hodnoty uváděné při vyšších úrovních krouticího momentu se zdají nižší kvůli vůli maskování elastického vychýlení – vždy porovnejte specifikace naměřené při stejné referenci krouticího momentu.
Planetová reduktorová převodovka pro servomotory představuje dominantní aplikaci přesných planetových jednotek – spojuje vysokou hustotu točivého momentu převodovky a nízkou vůli s vysokorychlostním výstupem servomotoru s nízkým točivým momentem a vytváří kompaktní akční člen s přesným řízením polohy. Správná shoda vyžaduje analýzu tří vzájemně závislých parametrů.
Odražená setrvačnost zatížení na hřídeli motoru – setrvačnost zatížení dělená druhou mocninou převodového poměru – by měla být v rozmezí 1:1 až 10:1 setrvačnosti rotoru motoru. Poměry nad 10:1 způsobují nestabilitu v regulační smyčce serva, což způsobuje překmity a oscilace během pohybů polohy. Planetové převodovky umožňují konstruktérovi použít motor s menším rámem běžící vyšší rychlostí při zachování přijatelného přizpůsobení setrvačnosti prostřednictvím volby převodového poměru.
Servomotory běžně pracují při 3 000–6 000 ot./min. Planetové převodovky pro servo aplikace musí být dimenzovány na trvalé vstupní otáčky v tomto rozsahu bez nadměrného nárůstu teploty v ložiskách planetového unašeče. Prvotřídní planetové jednotky servomotoru jsou dimenzovány na nepřetržitý vstup 6 000 ot./min s přerušovanými otáčkami 10 000 ot./min pro přechodné jevy zrychlení.
Planetové servo převodovky používají standardizované vstupní příruby (IEC/NEMA nebo servopříruby specifické pro výrobce) s upínacím nábojem na adaptéru vstupního hřídele. Toto upínací rozhraní s nulovou vůlí eliminuje vůli klíče a drážky, která by jinak přidala úhlovou chybu na vstupní straně. Výstupní příruby odpovídají ISO 9409-1 pro přímé rameno robota a upevnění nástrojů.
Životnost převodovky s planetovým reduktorem se řídí třemi režimy poruchy: únava ložiska, únava povrchu zubů ozubeného kola (pitting) a degradace těsnění. Z těchto faktorů je únava ložiska v planetovém unašeči typicky faktorem omezujícím životnost, protože planetová ložiska se otáčejí kompozitní rychlostí kombinující rotaci unašeče a rotaci planety – vyšší než kterákoli rychlost jediného ložiska v ekvivalentní spirálové převodovce.
Životnost ložisek ISO 281 L10 při jmenovitém zatížení a otáčkách u kvalitních planetových jednotek se pohybuje od 20 000 do 30 000 hodin. Při 50 % jmenovitého krouticího momentu – běžné provozní podmínky v reálném světě – se životnost L10 prodlužuje faktorem 8 v závislosti na kubickém zatížení a životnosti a blíží se teoretické životnosti ložisek 160 000–240 000 hodin při částečném zatížení.
Většina utěsněných planetových převodovek je v továrně naplněna syntetickým mazivem nebo syntetickým převodovým olejem a je dimenzována na intervaly mazání 10 000–20 000 hodin, než je nutná výměna oleje. Jednotky pracující při trvalé výstupní teplotě nad 80 °C vyžadují zkrácené intervaly — syntetické převodové oleje PAO si udržují stálou viskozitu až do 120 °C, čímž se oproti minerálnímu oleji prodlužují servisní intervaly při vysokých teplotách.
Radiální břitová těsnění výstupního hřídele jsou první položkou údržby u planetové převodovky – obvykle se vyměňují po 15 000–20 000 hodinách provozu nebo když opotřebení povrchu hřídele způsobuje viditelné slzení. V kontaminovaných prostředích (oplach, prach, chladicí mlha) prodlužují výstupní těsnění labyrintového typu s pozitivním připojením pro čištění vzduchu 3–5krát životnost těsnění ve srovnání se standardními konstrukcemi břitových těsnění.
The planetová redukční převodovka Rozhodnutí vs. spirálová převodovka závisí na tom, zda aplikace upřednostňuje kompaktnost a hustotu točivého momentu nebo jednoduchost a cenu při nižších úrovních zatížení. Oba jsou vysoce účinné převodové systémy – rozdíly spočívají ve tvarovém faktoru, rozsahu převodu, kontrole vůle a celkových nákladech na vlastnictví při různých úrovních zatížení.
| Atribut | Planetová reduktorová převodovka | Šroubová převodovka |
| Hustota točivého momentu | Velmi vysoká — 3x šroubovice při stejném průměru pouzdra | Střední – větší pouzdro pro ekvivalentní točivý moment |
| Účinnost (jednostupňová) | 97–99 % | 96–99 % |
| Vůle (přesná třída) | <3 úhlové min achievable | Typická 5–20 arcmin |
| Poměrový rozsah (jednostupňový) | 3:1 – 10:1 | 1,5:1 – 8:1 |
| Poměrový rozsah (dvě stupně) | Až 100:1 | Až 50:1 |
| Koaxiální I/O hřídele | Ano – vstup a výstup na stejné ose | Ne – paralelní nebo pravoúhlý posun |
| Úroveň hluku | 60–72 dB(A) při jmenovitých otáčkách | 55–68 dB(A) — mírně tišší při nízké zátěži |
| Jednotkové náklady | Vyšší – vyžaduje přesnost výroby | Dolní — jednodušší obrábění a montáž |
| Ideální aplikace | Servopohony, robotika, CNC, automatizace | Obecné stroje, čerpadla, ventilátory, dopravníky |