Tsüklonkäigukastide seisukorra jälgimine

Olenemata sellest, kas kaalute tsükloidkäigukasti kasutamist oma kodus, kontoris või garaažis, peate veenduma, et see on valmistatud kvaliteetsest materjalist. Samuti soovite veenduda, et see on õigesti konstrueeritud, et vibratsioon seda ei kahjustaks.

Planetaarsed käigukastid

Võrreldes tsükloidkäigukastidega on planetaarkäigukastid kergemad ja kompaktsemad, kuid neil puudub esimeste täpsus ja vastupidavus. Need sobivad paremini rakenduste jaoks, kus on suured pöördemomendi või kiiruse nõuded. Sel põhjusel kasutatakse neid tavaliselt robootikarakendustes. Kuid tsükloidkäigukastid sobivad siiski paremini mõne rakenduse jaoks, sealhulgas löökkoormustega seotud rakenduste jaoks.
Käigukastide jõudlust tootmise ajal mõjutavad paljud tegurid. Üks neist on hammaste arv. Planeediliste käigukastide puhul suureneb hammaste arv koos planeetide arvuga. Tsükloidsetes käigukastides on hammaste arv väiksem, mille tulemuseks on suuremad ülekandearvud. Nendel käigukastidel on ka madalamad lahutusmomendid, mis tähendab, et kasutaja saab neid kergemini juhtida.
Tsükloidkäigukast koosneb kolmest põhiosast: hammasratas, päikesehammasratas ja sisendvõll. Hammasratas on käigukastis fikseeritud, samal ajal kui päikesehammasratas edastab pöörlemise planeethammasratastele. Sisendvõll kannab liikumise päikesehammasrattale, mis omakorda edastab selle väljundvõllile. Väljundvõllil on suurem pöördemoment kui sisendvõllil.
Tsükloidhammasratastel on parem väändejäikus, väiksem kulumine ja madalam hertsi kontaktpinge. Samas on need ka suuremad ja nõuavad väga täpset tootmist. Tsükloidhammasrataste tootmine võib olla keerulisem kui evolventhammasrataste tootmine, mis nõuab suurt täpsust.
Tsükloidsed hammasrattad võivad pakkuda kuni 300:1 ülekandearvu ja seda väikeses pakendis. Neil on ka väiksem kulumine ja hõõrdumine, mis teeb need ideaalseks rakenduste jaoks, mis nõuavad suurt ülekandearvu.
Tsükloidkäigukastidel on tavaliselt umbes ühe nurkminuti pikkune lõtk. See lõtk tagab täpse liikumise jaoks vajaliku täpsuse ja juhtimise. Samuti on neil väike kulumiskindlus ja löögikoormus.
Planetaarkäigukastid on saadaval ühe- ja kaheastmelise konstruktsioonina, mille pikkus suureneb astmete lisamisega. Lisaks kahele astmele saab neid varustada valikulise väljundlaagriga, mis võtab paigaldusruumi. Mõnes rakenduses on saadaval ka kolmas aste.

Evolventsed käigud

Üldiselt on evolventhammasrattaid keerulisem valmistada kui tsükloidhammasrattaid. Näiteks evolventhammasratta hambaprofiilil on üks kõver, samas kui tsükloidhammasratta hambaprofiilil on kaks kõverat. Lisaks ei ole evolventhammasratta kõver põhiringi sees.
Evolventkõver on hammasratta väga oluline komponent ja see võib oluliselt mõjutada hammastevahelise kontakthambumise kvaliteeti. Sellel teemal on tehtud mitmesuguseid töid, mis keskenduvad peamiselt tööpõhimõtetele. Lisaks on topeltümbrisega tsükloidajami kõige olulisem omadus selle topeltkontaktjooned hambuvate hambapaaride vahel.
Tsükloidkäigud on võimsamad, vaiksemad ja kestavad kauem kui evolventkäigud. Samuti nõuavad need tootmise ajal vähem tootmisoperatsioone. Tsükloidkäigud on aga kallimad kui evolventkäigud. Evolventkäigusid kasutatakse sagedamini lineaarsetes liikumistes, tsükloidkäigud aga pöördliikumistes.
Kuigi tsükloidhammasrattad on tehniliselt arenenumad, on evolventhammasrattad parema kvaliteediga ja esteetiliselt meeldivamad. Tsükloidhammasrattaid kasutatakse erinevates tööstuslikes rakendustes, näiteks pumpades ja kompressorites. Neid kasutatakse laialdaselt ka kellatööstuses. Sellest hoolimata ei ole evolventhammasrattad kellatööstuses veel tsükloidhammasrattaid asendanud.
Tsükloidkettal on välisserva ümber mitu tihvti, samas kui evolventhammasrattal on hammastel ainult üks kõverus. Lisaks on tsükloidhammasratastel vastupidavam ja töökindlam konstruktsioon. Evolventhammasratastel seevastu on odavam hammaslattlõikur ja odavamad evolventhambad.
Tsükloidketta edastustäpsus on umbes 98,5%, samas kui hammasratta edastustäpsus on umbes 96%. Tsükloidketta pöörlemiskiirus on suurusjärgus 3 rad/s. Väike muutus keskpunkti kaugusel ei mõjuta edastustäpsust. Pöörlemiskiiruse kõikumine võib aga edastustäpsust mõjutada.
Tsükloidhammasratastel on samuti tsükloidhammasratta ketta pöörlemiskiirus. Kettal on N laba. Tsükloidhammasratta ülekande täpsus pole aga ikkagi täiuslik. Selle põhjuseks on labade vahelised suured pöördenurgad. See raskendab ka selle valmistamist.

Vibratsioonid

Kasutades tänapäevaseid vibratsioonidiagnostika tehnikaid ja andmepõhiseid meetodeid, esitleb see artikkel uut lähenemisviisi tsükloidsete käigukastide seisundi jälgimiseks. See lähenemisviis keskendub käigukasti rikke algpõhjuse tuvastamisele. Artikli eesmärk on pakkuda käigukastide projekteerijatele ühtset lähenemisviisi.
Tsükloidkäigukast on suure täpsusega käigukast, mida kasutatakse rasketes masinates. Sellel on suur ülekandearv, mis nõuab väga suurt sisendkiirust. Tsükloidkäigukastidel on suur täpsus, kuid nad on vastuvõtlikud vibratsiooniprobleemidele. Selles artiklis kirjeldavad autorid, kuidas tsükloidkäigukast töötab ja kuidas vibratsiooni mõõdetakse. Samuti näitavad nad, kuidas seda käigukasti saab kasutada rikete tuvastamiseks.
Käigukasti kasutatakse positsioneerides, mitmeteljelistes robotites ja rasketes masinates. Selle käigukasti peamised omadused on suur täpsus, ülekoormusvõime ja suur ülekandearv.
Tsükloidkäigukastide vibratsioonide ja seisundi jälgimise kohta on vähe dokumente. Autorid kirjeldavad oma lähenemisviisi probleemile, kasutades tsükloidkäigukasti ja katsestendi. Nende lähenemisviis hõlmab käigukasti sageduse mõõtmist erinevate sisendkiirustega.
Tulemused näitavad head eristust terve ja kahjustatud oleku vahel. Rikete sagedused ilmnevad madalamates sagedusjärkudes. Rikkeid saab tuvastada liigitamise abil, mis välistab tahhomeetri vajaduse. Lisaks kombineeritakse liigitamine peamiste komponentide analüüsiga, et määrata käigukasti olekut.
Seda meetodit võrreldakse traditsiooniliste tehnikatega. Lisaks näitavad tulemused, kuidas laagrite defektide sageduste arvutamiseks saab kasutada lahtritesse jagamist. Seda kasutatakse ka komponentide sageduste määramiseks.
Katsestendi signaale kogutakse nelja anduri abil. Need andurid on keskmise tundlikkusega 100 mV/g kiirendusmõõturid. Seejärel töödeldakse signaale erinevate signaalitöötlustehnikate abil. Tulemused näitavad, et vibratsioonisignaalid on korrelatsioonis käigukasti sisemise liikumisega. Seda teavet kasutatakse käigukasti sisemise sageduse tuvastamiseks.
Vibratsioonisignaalide sagedusanalüüs viiakse läbi tsüklostatsionaarsetes ja mittetsüklostatsionaarsetes tingimustes. Seejärel analüüsitakse signaale hammasrataste hambumissageduse suurusjärgu määramiseks.

Disain

Täppiskäigukastide abil saavad servomootorid nüüd juhtida suuri koormusi suurel kiirusel. Erinevalt nukkvõlli indekseerimisseadmetest pakuvad tsükloidkäigud äärmiselt täpset positsioneerimist ja suurt pöördemomenti. Samuti on neil suurepärane väändejäikus ja löögikoormust taluv jõud.
Tsükloidhammasrattad on spetsiaalselt konstrueeritud vibratsiooni minimeerimiseks suurtel pööretel. Erinevalt evolventhammasratastest ei ole need virnastatud, mis vähendab hõõrdumist ja iga hamba poolt kogetavat jõudu. Lisaks on tsükloidhammasratastel madalam hertsi kontaktpinge.
Tsükloidseid hammasrattaid kasutatakse sageli mitmeteljeliste robotite positsioneerijatena. Kompaktses pakendis võivad need pakkuda kuni 300:1 ülekandearvu. Neid kasutatakse ka raskete masinate esimestes liigendites. Siiski nõuavad need äärmiselt täpset tootmist. Neid on ka keerulisem toota kui evolventhammasrattaid.
Tsükloidkäigukast on planetaarkäigukasti tüüp. Tsükloidkäigud on spetsiaalselt loodud suurte ülekandearvude jaoks. Neil on ka võime pakkuda suurt ülekandearvu ühes astmes. Neid kasutatakse üha enam raskete masinate esimestes liigendites. Need on muutumas üha tavalisemaks ka robootikas.
Suure reduktsioonisuhte saavutamiseks peab käigukasti sisendkiirus olema väga kõrge. Üldiselt on sisendkiirus vahemikus 500–4500 p/min. Mõnel juhul võib sisendkiirus siiski olla madalam.
Tsükloid moodustub veereva ringi veeretamisel baasringil. Veereva ringi läbimõõdu ja baasringi läbimõõdu suhe määrab tsükloidi kuju. Hüpotsükloid moodustub peamiselt baasringi siseküljel veeremisel, epitsükloid aga peamiselt baasringi välisküljel veeremisel.
Tsükloidhammasratastel on väga väike lõtk, mis minimeerib iga hamba poolt kogetavaid jõude. Nendel hammasratastel on ka hea väändejäikus, väike hõõrdumine ja löögikoormustaluvus. Samuti pakuvad need parimat positsioneerimistäpsust.
Tsükloidkäigukast projekteeriti ja ehitati Radomi Ülikoolis. Konstruktsioon põhines kolmel erineval tsükloidkäigul. Esimesel paaril oli nimimõõdule vastav välisprofiil, teisel paaril aga tolerantsita profiil. Koormusplaadil olid keermestatud kruviaugud, mis paiknesid keskpunktist 15 mm kaugusel.

toimetaja CX poolt 23.04.2023