Мониторинг на състоянието на циклонните скоростни кутии

Независимо дали обмисляте използването на циклоидна скоростна кутия в дома, офиса или гаража си, ще искате да се уверите, че е изработена от качествен материал. Също така искате да се уверите, че е правилно проектирана, така че да не се повреди от вибрации.

Планетарни скоростни кутии

В сравнение с циклоидните скоростни кутии, планетарните скоростни кутии са по-леки и по-компактни, но им липсва прецизността и издръжливостта на първите. Те са по-подходящи за приложения с високи изисквания за въртящ момент или скорост. Поради тази причина те обикновено се използват в роботизирани приложения. Но циклоидните скоростни кутии все пак са по-добри за някои приложения, включително тези, включващи ударни натоварвания.
Има много фактори, които влияят върху работата на скоростните кутии по време на производството. Един от тях е броят на зъбите. При планетарните скоростни кутии броят на зъбите се увеличава с броя на планетите. При циклоидните скоростни кутии броят на зъбите е намален, което води до по-високи предавателни числа. Тези скоростни кутии имат и по-ниски моменти на откъсване, което означава, че могат да се управляват по-лесно от потребителя.
Циклоидната скоростна кутия се състои от три основни части: зъбен венец, слънчево зъбно колело и входен вал. Зъбният венец е фиксиран в скоростната кутия, докато слънчевото зъбно колело предава въртенето към планетарните зъбни колела. Входният вал предава движение към слънчевото зъбно колело, което от своя страна го предава към изходния вал. Изходният вал има по-голям въртящ момент от входния вал.
Циклоидните зъбни колела имат по-добра торсионна твърдост, по-ниско износване и по-ниско контактно напрежение по Херц. Те обаче са и по-големи по размер и изискват високо прецизна изработка. Циклоидните зъбни колела могат да бъдат по-трудни за производство от еволвентните зъбни колела, които изискват голяма прецизност.
Циклоидните зъбни колела могат да предложат предавателни отношения до 300:1 и това в малък размер. Те също така имат по-ниско износване и триене, което ги прави идеални за приложения, които изискват високо предавателно отношение.
Циклоидните скоростни кутии обикновено са оборудвани с хлабина от около една ъглова минута. Тази хлабина осигурява прецизността и контрола, необходими за точно движение. Те също така осигуряват ниско износване и устойчивост на ударни натоварвания.
Планетарните редуктори се предлагат в едностепенни и двустепенни конструкции, чиято дължина се увеличава с добавянето на степени. В допълнение към двете степени, те могат да бъдат оборудвани с опционален изходен лагер, който заема монтажно пространство. В някои приложения се предлага и трета степен.

Еволвентни зъбни колела

Обикновено еволвентните зъбни колела са по-сложни за производство от циклоидните зъбни колела. Например, профилът на зъба на еволвентното зъбно колело има една крива, докато профилът на зъба на циклоидното зъбно колело има две криви. Освен това, еволвентната крива не е в рамките на основната окръжност.
Еволвентната крива е много важен компонент на зъбното колело и може значително да повлияе на качеството на контактното зацепване между зъбите. По темата са извършени различни изследвания, фокусирани главно върху принципите на действие. Освен това, най-важната характеристика на двойно обгръщащото циклоидно задвижване са неговите двойни контактни линии между зацепващите се двойки зъби.
Циклоидните зъбни колела са по-мощни, по-тихи и издържат по-дълго от еволвентните. Те също така изискват по-малко производствени операции по време на производството. Циклоидните зъбни колела обаче са по-скъпи от еволвентните. Еволвентните зъбни колела се използват по-често при линейни движения, докато циклоидните се използват за въртеливи движения.
Въпреки че циклоидните зъбни колела са технически по-напреднали, еволвентните зъбни колела имат по-високо качество и са по-естетически приятни. Циклоидните зъбни колела се използват в различни промишлени приложения, като помпи и компресори. Те също така са широко използвани в часовникарската индустрия. Въпреки това, еволвентните зъбни колела все още не са заменили циклоидните зъбни колела в часовникарската индустрия.
Циклоидният диск има редица щифтове около външния си ръб, докато еволвентното зъбно колело има само една извивка за зъбите. Освен това, циклоидните зъбни колела имат по-здрава и надеждна конструкция. Еволвентните зъбни колела, от друга страна, имат по-евтин режещ механизъм и по-евтини еволвентни зъби.
Точността на предаване на циклоидния диск е около 98,51 TP3T, докато точността на предаване на зъбния венец е около 961 TP3T. Скоростта на въртене на циклоидния диск е с величина 3 rad/s. Малка промяна в разстоянието между центровете не влияе на точността на предаване. Колебанията на скоростта на въртене обаче могат да повлияят на точността на предаване.
Циклоидните зъбни колела също имат скорост на въртене, подобна на диска на циклоидното зъбно колело. Дискът има N лобове. Точността на предаване на диска на циклоидното зъбно колело обаче все още не е перфектна. Това се дължи на големите ъгли на въртене между лобовете. Това също затруднява производството му.

Вибрации

Използвайки съвременни техники за вибрационна диагностика и методи, базирани на данни, тази статия представя нов подход към мониторинга на състоянието на циклоидни скоростни кутии. Този подход се фокусира върху откриването на първопричината за повреда на скоростната кутия. Статията има за цел да предостави унифициран подход на конструкторите на зъбни колела.
Циклоидната скоростна кутия е високопрецизна скоростна кутия, която се използва в тежкотоварни машини. Тя има голямо предавателно число, което налага много голяма входна скорост. Циклоидните зъбни колела имат висока точност, но са податливи на вибрации. В тази статия авторите описват как работи циклоидната скоростна кутия и как се измерват вибрациите. Те също така показват как тази скоростна кутия може да се използва за откриване на повреди.
Скоростната кутия се използва в позиционери, многоосни роботи и тежкотоварни машини. Основните характеристики на тази скоростна кутия са висока точност, капацитет на претоварване и голямо предавателно число.
Има малко документация относно вибрациите и мониторинга на състоянието на циклоидни скоростни кутии. Авторите описват своя подход към проблема, използвайки циклоидна скоростна кутия и тестов стенд. Подходът им включва измерване на честотата на скоростната кутия с различни входни скорости.
Резултатите показват добро разделение между здравословно и повредено състояние. Честотите на повредите се проявяват в по-ниските порядъци на честотите. Повредите могат да бъдат открити чрез бининг, което елиминира необходимостта от тахометър. Освен това, бинингът се комбинира с анализ на главните компоненти, за да се определи състоянието на скоростната кутия.
Този метод е сравнен с традиционните техники. Освен това, резултатите показват как бинингът може да се използва за изчисляване на честотите на дефектите на лагерите. Той се използва и за определяне на честотите на компонентите.
Сигналите от тестовия стенд се получават с помощта на четири сензора. Тези сензори са акселерометри със средна чувствителност 100 mV/g. След това сигналите се обработват с помощта на различни техники за обработка на сигнали. Резултатите показват, че вибрационните сигнали са корелирани с вътрешното движение на скоростната кутия. Тази информация се използва за идентифициране на вътрешната честота на трансмисията.
Честотният анализ на вибрационните сигнали се извършва в циклостационарни и нециклостационарни условия. След това сигналите се анализират, за да се определи големината на честотата на зацепване на зъбните колела.

Дизайн

С помощта на прецизни скоростни кутии, сервомоторите вече могат да контролират тежки товари с висока скорост. За разлика от устройствата с индексиране на гърбицата, циклоидните зъбни колела осигуряват изключително точно позициониране и висок въртящ момент. Те също така осигуряват отлична торсионна якост и капацитет за ударно натоварване.
Циклоидните зъбни колела са специално проектирани да минимизират вибрациите при високи обороти. За разлика от еволвентните зъбни колела, те не са подредени една върху друга, което намалява триенето и силите, изпитвани от всеки зъб. Освен това, циклоидните зъбни колела имат по-ниско херцово контактно напрежение.
Циклоидните зъбни колела често се използват в многоосни роботи за позиционери. Те могат да осигурят предавателни отношения до 300:1 в компактен корпус. Използват се и в първични съединения в тежки машини. Те обаче изискват изключително прецизна изработка. Освен това са по-трудни за производство от еволвентните зъбни колела.
Циклоидната скоростна кутия е вид планетарна скоростна кутия. Циклоидните зъбни колела са специално проектирани за високи предавателни числа. Те също така имат способността да осигуряват голямо предавателно число в един етап. Те се използват все по-често в първични съединения в тежки машини. Те също така стават все по-често срещани в роботиката.
За да се постигне голямо предавателно число, входната скорост на зъбното колело трябва да бъде много висока. Обикновено входната скорост е между 500 об/мин и 4500 об/мин. В някои случаи обаче входната скорост може да е по-ниска.
Циклоида се образува чрез търкаляне на търкаляща се окръжност по основна окръжност. Съотношението между диаметъра на търкалящата се окръжност и диаметъра на основната окръжност определя формата на циклоидата. Хипоциклоида се образува чрез търкаляне предимно по вътрешната страна на основната окръжност, докато епициклоида се образува чрез търкаляне предимно по външната страна на основната окръжност.
Циклоидните зъбни колела имат много малък хлабинен ход, което минимизира силите, въздействащи върху всеки зъб. Тези зъбни колела също така имат добра торсионна твърдост, ниско триене и капацитет за ударно натоварване. Те също така осигуряват най-добра точност на позициониране.
Циклоидната скоростна кутия е проектирана и изработена в университета в Радом. Дизайнът е базиран на три различни циклоидни зъбни колела. Първата двойка има външен профил с номиналния размер, докато втората двойка има профил минус толеранс. Натоварващата плоча има резбовани отвори за винтове, разположени на 15 мм от центъра.

редактор от CX 2023-06-01