Praćenje stanja ciklonskih mjenjača

Bez obzira da li razmišljate o upotrebi cikloidnog mjenjača u svom domu, kancelariji ili garaži, trebali biste biti sigurni da je napravljen od kvalitetnog materijala. Također, želite biti sigurni da je pravilno dizajniran kako ga vibracije ne bi oštetile.

Planetarni mjenjači

U poređenju sa cikloidnim mjenjačima, planetarni mjenjači su lakši i kompaktniji, ali im nedostaje preciznost i izdržljivost prvih. Pogodniji su za primjene s visokim zahtjevima za obrtnim momentom ili brzinom. Iz tog razloga se obično koriste u robotskim primjenama. Međutim, cikloidni mjenjači su i dalje bolji za neke primjene, uključujući one koje uključuju udarna opterećenja.
Postoji mnogo faktora koji utiču na performanse mjenjača tokom proizvodnje. Jedan od njih je broj zuba. Kod planetarnih mjenjača, broj zuba se povećava sa brojem planeta. Broj zuba se smanjuje kod cikloidnih mjenjača, što rezultira većim prenosnim odnosima. Ovi mjenjači takođe imaju niže obrtne momente, što znači da ih korisnik može lakše kontrolisati.
Cikloidni mjenjač sastoji se od tri glavna dijela: prstenastog zupčanika, sunčanog zupčanika i ulaznog vratila. Venasti zupčanik je fiksiran u mjenjaču, dok sunčani zupčanik prenosi rotaciju na planetarne zupčanike. Ulazno vratilo prenosi kretanje na sunčani zupčanik, koji ga zauzvrat prenosi na izlazno vratilo. Izlazno vratilo ima veći obrtni moment od ulaznog vratila.
Cikloidni zupčanici imaju bolju torzijsku krutost, manje habanje i niži Hertzov kontaktni napon. Međutim, oni su također veći i zahtijevaju vrlo preciznu proizvodnju. Cikloidne zupčanike može biti teže proizvesti od evolventnih zupčanika, koji zahtijevaju veliku preciznost.
Cikloidni zupčanici mogu ponuditi prijenosne omjere do 300:1, i to u malom pakiranju. Također imaju manje habanje i trenje, što ih čini idealnim za primjene koje zahtijevaju visok prijenosni omjer.
Cikloidni mjenjači su obično opremljeni zazorom od oko jedne ugaone minute. Ovaj zazor pruža preciznost i kontrolu potrebnu za precizno kretanje. Također pružaju malo habanje i otpornost na udarna opterećenja.
Planetarni mjenjači dostupni su u jednostepenim i dvostepenim izvedbama, čija se dužina povećava dodavanjem stepena. Pored dva stepena, mogu biti opremljeni opcionim izlaznim ležajem, koji zauzima prostor za montažu. U nekim primjenama dostupan je i treći stepen.

Evolventni zupčanici

Generalno, evolventni zupčanici su složeniji za proizvodnju od cikloidnih zupčanika. Na primjer, profil zuba evolventnog zupčanika ima jednu krivulju, dok profil zuba cikloidnog zupčanika ima dvije krivulje. Osim toga, evolventna krivulja se ne nalazi unutar osnovnog kruga.
Evolventna krivulja je vrlo važna komponenta zuba zupčanika i može značajno utjecati na kvalitet kontaktnog zahvata između zuba. Različiti radovi su urađeni na ovu temu, uglavnom fokusirajući se na principe rada. Osim toga, najvažnija karakteristika dvostruko obuhvatnog cikloidnog pogona su njegove dvostruke kontaktne linije između parova zuba koji se zahvataju.
Cikloidni zupčanici su snažniji, manje bučni i traju duže od evolventnih zupčanika. Također zahtijevaju manje proizvodnih operacija tokom proizvodnje. Međutim, cikloidni zupčanici su skuplji od evolventnih zupčanika. Evolventni zupčanici se češće koriste kod linearnih kretanja, dok se cikloidni zupčanici koriste za rotacijska kretanja.
Iako su cikloidni zupčanici tehnički napredniji, evolventni zupčanici imaju vrhunski kvalitet i estetski su ugodniji. Cikloidni zupčanici se koriste u raznim industrijskim primjenama kao što su pumpe i kompresori. Također se široko koriste u industriji satova. Ipak, evolventni zupčanici još nisu zamijenili cikloidne zupčanike u industriji satova.
Cikloidni disk ima nekoliko klinova oko svoje vanjske ivice, dok evolventni zupčanik ima samo jednu krivinu za zube. Osim toga, cikloidni zupčanici imaju robusniji i pouzdaniji dizajn. Evolventni zupčanici, s druge strane, imaju jeftiniji stalkasti rezač i jeftinije evolventne zube.
Tačnost prijenosa cikloidnog diska je oko 98,51 TP3T, dok je tačnost prijenosa zupčanog prstena oko 961 TP3T. Brzina rotacije cikloidnog diska ima magnitudu od 3 rad/s. Mala promjena u središnjem rastojanju ne utiče na tačnost prijenosa. Međutim, fluktuacije brzine rotacije mogu uticati na tačnost prijenosa.
Cikloidni zupčanici također imaju brzinu rotacije cikloidnog diska zupčanika. Disk ima N režnjeva. Međutim, tačnost prijenosa cikloidnog diska zupčanika još uvijek nije savršena. To je zbog velikih uglova rotacije između režnjeva. To također otežava proizvodnju.

Vibracije

Koristeći moderne tehnike za dijagnostiku vibracija i metode zasnovane na podacima, ovaj članak predstavlja novi pristup praćenju stanja cikloidnih mjenjača. Ovaj pristup se fokusira na otkrivanje uzroka kvara mjenjača. Cilj članka je da pruži jedinstven pristup konstruktorima zupčanika.
Cikloidni mjenjač je visokoprecizni mjenjač koji se koristi u teškim mašinama. Ima veliki omjer redukcije, što zahtijeva vrlo veliku ulaznu brzinu. Cikloidni zupčanici imaju visoku tačnost, ali su podložni problemima s vibracijama. U ovom članku autori opisuju kako cikloidni mjenjač radi i kako se mjere vibracije. Također pokazuju kako se ovaj mjenjač može koristiti za otkrivanje kvarova.
Mjenjač se koristi u pozicionerima, višeosnim robotima i teškim mašinama. Glavne karakteristike ovog mjenjača su visoka tačnost, nosivost i veliki prenosni odnos.
Postoji malo dokumentacije o vibracijama i praćenju stanja cikloidnih mjenjača. Autori opisuju svoj pristup problemu, koristeći cikloidni mjenjač i ispitni stol. Njihov pristup uključuje mjerenje frekvencije mjenjača s različitim ulaznim brzinama.
Rezultati pokazuju dobro razdvajanje ispravnog i oštećenog stanja. Frekvencije kvarova se pojavljuju u nižim redovima frekvencija. Kvarovi se mogu otkriti korištenjem binninga, što eliminira potrebu za tahometrom. Osim toga, binning se kombinira s analizom glavnih komponenti kako bi se odredilo stanje mjenjača.
Ova metoda je upoređena s tradicionalnim tehnikama. Osim toga, rezultati pokazuju kako se binning može koristiti za izračunavanje frekvencija defekata ležajeva. Također se koristi za određivanje frekvencija komponenti.
Signali sa ispitnog uređaja se prikupljaju pomoću četiri senzora. Ovi senzori su akcelerometri srednje osjetljivosti od 100 mV/g. Signali se zatim obrađuju korištenjem različitih tehnika obrade signala. Rezultati pokazuju da su signali vibracija u korelaciji s unutrašnjim kretanjem mjenjača. Ove informacije se koriste za identifikaciju unutrašnje frekvencije mjenjača.
Frekvencijska analiza vibracijskih signala se vrši u ciklostacionarnim i neciklostacionarnim uslovima. Signali se zatim analiziraju kako bi se odredila veličina frekvencije zahvata zupčanika.

Dizajn

Korištenjem preciznih mjenjača, servomotori sada mogu kontrolirati teška opterećenja pri velikim brzinama. Za razliku od uređaja za indeksiranje bregastog zupčanika, cikloidni zupčanici pružaju izuzetno precizno pozicioniranje i visoki obrtni moment. Također pružaju odličnu torzijsku krutost i otpornost na udarna opterećenja.
Cikloidni zupčanici su posebno dizajnirani da minimiziraju vibracije pri visokim okretajima. Za razliku od evolventnih zupčanika, oni nisu složeni, što smanjuje trenje i sile koje svaki zub osjeća. Osim toga, cikloidni zupčanici imaju niži Hertzov kontaktni napon.
Cikloidni zupčanici se često koriste u višeosnim robotima za pozicionere. Mogu osigurati prijenosne omjere i do 300:1 u kompaktnom kućištu. Također se koriste u prvim zglobovima u teškim mašinama. Međutim, zahtijevaju izuzetno preciznu proizvodnju. Također ih je teže proizvesti od evolventnih zupčanika.
Cikloidni mjenjač je vrsta planetarnog mjenjača. Cikloidni zupčanici su posebno dizajnirani za visoke prijenosne omjere. Također imaju sposobnost da obezbijede veliki prijenosni omjer u jednom stepenu. Sve se više koriste u prvim zglobovima u teškim mašinama. Također postaju sve češći u robotici.
Da bi se postigao veliki prijenosni omjer, ulazna brzina zupčanika mora biti vrlo visoka. Općenito, ulazna brzina je između 500 o/min i 4500 o/min. Međutim, u nekim slučajevima ulazna brzina može biti niža.
Cikloida se formira kotrljanjem kruga po osnovnom krugu. Odnos između prečnika kruga i prečnika osnovnog kruga određuje oblik cikloide. Hipocikloida se formira kotrljanjem prvenstveno po unutrašnjoj strani osnovnog kruga, dok se epicikloida formira kotrljanjem prvenstveno po vanjskoj strani osnovnog kruga.
Cikloidni zupčanici imaju vrlo mali zazor, što minimizira sile koje djeluje na svaki zub. Ovi zupčanici također imaju dobru torzijsku krutost, nisko trenje i otpornost na udarna opterećenja. Također pružaju najbolju tačnost pozicioniranja.
Cikloidni mjenjač je dizajniran i izgrađen na Univerzitetu u Radomu. Dizajn je bio zasnovan na tri različita cikloidna zupčanika. Prvi par je imao vanjski profil na nominalnoj dimenziji, dok je drugi par imao profil minus tolerancija. Ploča za opterećenje imala je navojne rupe za vijke raspoređene 15 mm od centra.

editor by CX 2023-06-01