Réducteurs à engrenages planétaires servo - Vous servir juste comme il faut !

Le servo-réducteur planétaire est un type de système d'engrenage. Pour réduire le nombre de tours du moteur au nécessaire et atteindre un couple élevé, il utilise un convertisseur de vitesse de boîte de vitesses. Comment ça marche pour un réducteur planétaire ? À partir du cadre, nous en comprendrons plus à ce sujet. L'engrenage planétaire, l'engrenage solaire et la couronne dentée sont les principaux cadres de la boîte de vitesses servo planétaire.

La couronne dentée est en contact direct avec le carter intérieur de la boîte de vitesses. Le milieu de la couronne dentée comprend une roue solaire à entraînement forcé supplémentaire. Il y a un ensemble planétaire entre le planétaire et la couronne, composé de trois pignons également placés sur le porte-satellites, flottant entre eux sur le support de l'arbre de sortie, le rebord de la couronne et le planétaire. Les engrenages planétaires sont amenés à tourner lorsque la roue solaire est actionnée par la puissance d'entrée, puis à tourner avec l'orbite de la couronne dentée autour du noyau. Examinons de plus près pourquoi les servo-réducteurs planétaires sont un outil formidable.

Fonctions principales d'un servo-réducteur planétaire

Le servo-réducteur planétaire sert de réducteur de vitesse et d'amplificateur de couple. La multiplication du couple facilite le fonctionnement de la machine avec un moteur beaucoup plus petit, économisant à la fois les ressources et l'énergie. La position de l'engrenage planétaire servo en tant que réducteur de vitesse est tout aussi importante dans certaines applications que sa fonction de multiplicateur de couple. La croissance cristalline, par exemple, implique l'élévation progressive de la boule du tambour qui contient le matériau fondu. L'ensemble doit être tourné assez régulièrement, à un rythme de 15° par heure pour garder le cristal aussi rond, lisse et uniforme que possible. Un contrôle serré de la vitesse angulaire est fourni par le servomécanisme, mais les servomoteurs ne fonctionnent généralement pas bien ou ne produisent pas un couple élevé à basse vitesse. L'inclusion d'une boîte de vitesses aide le servomoteur à fonctionner d'un point de vue de contrôle à la vitesse maximale tout en produisant une quantité limitée de couple qui est augmentée par le rapport de vitesse au degré approprié.

Pourquoi le « servo » dans le réducteur à engrenages planétaires servo est-il important ?

Dans les applications servo - où un dispositif de rétroaction est utilisé pour contrôler le couple, la position ou la vitesse d'un système linéaire ou rotatif - le rapport de l'inertie de la charge à l'inertie du moteur est un facteur critique dans les performances du système. Le rapport d'inertie inférieur permet au moteur de contrôler la charge avec plus de précision et d'éviter les dépassements et les oscillations, améliorant ainsi la réponse du système. Si l'inertie réelle de la charge ne peut pas être modifiée, l'ajout d'un engrenage au système peut réduire la quantité d'inertie de la charge renvoyée au moteur, donnant essentiellement l'impression que le moteur a moins d'inertie à transférer.

La boîte de vitesses réduit l'inertie de la charge réfléchie par le carré du rapport de vitesse, donc l'ajout d'une boîte de vitesses peut améliorer considérablement le rapport d'inertie du système. Les engrenages multiplient également le couple du moteur à la charge d'une quantité proportionnelle au rapport d'engrenage, tout en abaissant la vitesse du moteur requise de la même quantité. Dans certaines applications, cela signifie qu'un moteur plus petit peut être utilisé et que le moteur peut fonctionner à une vitesse plus élevée et plus efficace.

Principaux avantages des servo-réducteurs planétaires

Les engrenages planétaires servo utilisent trois types d'engrenages pour transmettre le couple :les engrenages planétaires, les engrenages solaires et les couronnes dentées. Le moteur attaché entraîne l'engrenage solaire qui est situé au centre de l'ensemble d'engrenage. De nombreux engrenages planétaires fonctionnent à la fois avec la roue solaire et la couronne dentée, qui sont fixes et fixées à l'intérieur du carter de la boîte de vitesses. Lorsque l'engrenage solaire tourne, il entraîne les engrenages planétaires à tourner autour de leurs axes et à tourner autour de l'engrenage solaire. Les positions des engrenages planétaires sont définies par la culasse, qui comprend également l'arbre de sortie.

Avec cet agencement, la charge est répartie sur plusieurs dents d'engrenage, ce qui confère aux conceptions planétaires une grande rigidité et contribue à un faible jeu - seulement 1 à 2 minutes d'arc sur certains modèles. Une rigidité élevée est également importante dans les applications qui nécessitent des cycles de démarrage/d'arrêt fréquents ou des changements de sens de rotation.

Les conceptions planétaires sont également compactes, offrant des facteurs de réduction élevés dans un petit ensemble global. Cette conception compacte signifie également qu'ils ont une faible inertie, ce qui est particulièrement avantageux dans les applications servo car l'inertie du réducteur augmente directement l'inertie de la charge que le moteur doit équilibrer. Et bien que les engrenages planétaires, comme d'autres conceptions, puissent être lubrifiés avec de la graisse ou de l'huile, la plupart d'entre eux sont lubrifiés par le fabricant avec de la graisse et ne nécessitent aucune relubrification ni entretien pendant toute la durée de vie de la boîte de vitesses. Les autres avantages du réducteur à engrenages planétaires servo incluent :

Multiplication de couple

Les engrenages planétaires servo offrent un avantage mécanique lorsqu'ils sont montés sur l'arbre de sortie du moteur. Le nombre d'engrenages et le nombre de dents sur chacun fournit l'avantage mécanique défini par le rapport d'engrenage. Si le moteur produit 100 livres par pouce. couple, la connexion d'un réducteur à engrenages planétaires servo 5:1 génère un couple de sortie proche de 500 lb-in. en fonction de l'efficacité du réducteur planétaire servo.

Réduction de vitesse

Les servo-engrenages planétaires sont souvent appelés réducteurs car la plupart d'entre eux augmentent le couple de sortie tout en réduisant la vitesse de sortie. Le moteur fonctionnant à une vitesse de 1000 tr/min, équipé d'un servo-réducteur planétaire avec un rapport de démultiplication de 5:1, atteint 200 tr/min. Cette réduction de vitesse améliore l'efficacité du système car de nombreux moteurs ne sont pas efficaces à bas régime. Par exemple, avec un mécanisme de meulage qui doit tourner à quinze, l'engrènement du moteur rend la rotation de la meule incohérente. La résistance variable de la pierre polie rend également la rotation de la roue imprévisible. En revanche, le montage d'un réducteur planétaire servo 100:1 sur le moteur lui permet de tourner à 1 500 tr/min. La combinaison du moteur, de l'engrenage et de la poupée fournit une force de sortie plus constante et une rotation de la roue en douceur malgré les variations de friction et de charge.

Inertie correspondante

Au cours des 20 dernières années, les fabricants d'asservissements ont introduit des matériaux légers, des enroulements en cuivre denses et des aimants de moteur à haute énergie qui génèrent plus de couple pour des tailles de châssis données. Bien que favorable, cette tendance a augmenté le risque de décalage d'inertie entre les servomoteurs et les charges qu'ils contrôlent.