Syklonivaihteistojen kunnonvalvonta

Harkitsetpa sitten sykloidivaihteiston käyttöä kotona, toimistossa tai autotallissa, varmista, että se on valmistettu laadukkaista materiaaleista. Haluat myös varmistaa, että se on suunniteltu oikein, jotta tärinä ei vaurioita sitä.

Planeettavaihteistot

Sykloidivaihteistoihin verrattuna planeettavaihteistot ovat kevyempiä ja kompaktimpia, mutta niiltä puuttuu edellisten tarkkuus ja kestävyys. Ne sopivat paremmin sovelluksiin, joissa vaaditaan suurta vääntömomenttia tai nopeutta. Tästä syystä niitä käytetään yleensä robotiikkasovelluksissa. Sykloidivaihteistot sopivat kuitenkin edelleen paremmin joihinkin sovelluksiin, mukaan lukien iskukuormia sisältävät sovellukset.
Vaihteistojen suorituskykyyn tuotannon aikana vaikuttaa monia tekijöitä. Yksi näistä on hampaiden lukumäärä. Planeettavaihteistoissa hampaiden lukumäärä kasvaa planeettojen lukumäärän kasvaessa. Sykloidivaihteistoissa hampaiden lukumäärää pienennetään, mikä johtaa suurempiin välityssuhteisiin. Näissä vaihteistoissa on myös pienemmät irrotusmomentit, mikä tarkoittaa, että käyttäjä voi hallita niitä helpommin.
Sykloidivaihteisto koostuu kolmesta pääosasta: kehäpyörästä, aurinkopyörästä ja tuloakselista. Kehäpyörä on kiinteästi asennettu vaihteistoon, kun taas aurinkopyörä välittää pyörimisen planeettapyörille. Tuloakseli siirtää liikkeen aurinkopyörälle, joka puolestaan ​​välittää sen lähtöakselille. Lähtöakselilla on suurempi vääntömomentti kuin tuloakselilla.
Sykloidivaihteilla on parempi vääntöjäykkyys, pienempi kuluminen ja pienempi hertsiläinen kosketusjännitys. Ne ovat kuitenkin myös kooltaan suurempia ja vaativat erittäin tarkkaa valmistusta. Sykloidivaihteiden valmistus voi olla vaikeampaa kuin evolventtivaihteiden, jotka vaativat suurta tarkkuutta.
Sykloidivaihteiden välityssuhteet voivat olla jopa 300:1, ja ne voivat tehdä tämän pienessä paketissa. Niillä on myös pienempi kuluminen ja kitka, mikä tekee niistä ihanteellisia sovelluksiin, jotka vaativat suurta välityssuhdetta.
Sykloidivaihteistoissa on yleensä noin yhden kulmaminuutin välys. Tämä välys tarjoaa tarkkaan liikkeeseen tarvittavan tarkkuuden ja hallinnan. Ne ovat myös vähän kuluvia ja niillä on alhainen iskukuormituskestävyys.
Planeettavaihteistoja on saatavana yksi- ja kaksivaiheisina malleina, joiden pituus kasvaa vaiheiden lisäämisen myötä. Kahden vaiheen lisäksi ne voidaan varustaa valinnaisella lähtölaakerilla, joka vie asennustilaa. Joissakin sovelluksissa on saatavilla myös kolmas vaihe.

Evolventtivaihteet

Yleisesti ottaen evolventtipyörät ovat monimutkaisempia valmistaa kuin sykloidipyörät. Esimerkiksi evolventtipyörän hammasprofiilissa on yksi käyrä, kun taas sykloidipyörän hammasprofiilissa on kaksi käyrää. Lisäksi evolventtipyörän käyrä ei ole perusympyrän sisällä.
Evolventtikäyrä on hammaspyörän hampaan erittäin tärkeä osa, ja se voi vaikuttaa merkittävästi hampaiden välisen kosketuskytkennän laatuun. Aiheesta on tehty useita tutkimuksia, jotka keskittyvät pääasiassa toimintaperiaatteisiin. Lisäksi kaksoisvaippaisen sykloidikäytön tärkein ominaisuus on sen kaksoiskosketuslinjat kytkeytyvien hammasparien välillä.
Sykloidivaihteet ovat tehokkaampia, hiljaisempia ja kestävämpiä kuin evolventtivaihteet. Ne vaativat myös vähemmän valmistusvaiheita tuotannon aikana. Sykloidivaihteet ovat kuitenkin kalliimpia kuin evolventtivaihteet. Evolventtivaihteita käytetään yleisemmin lineaariliikkeissä, kun taas sykloidivaihteita käytetään pyöriviin liikkeisiin.
Vaikka sykloidivaihteet ovat teknisesti edistyneempiä, evolventtivaihteet ovat laadukkaampia ja esteettisesti miellyttävämpiä. Sykloidivaihteita käytetään erilaisissa teollisissa sovelluksissa, kuten pumpuissa ja kompressoreissa. Niitä käytetään laajalti myös kelloteollisuudessa. Evolventtivaihteet eivät kuitenkaan ole vielä korvanneet sykloidivaihteita kelloteollisuudessa.
Sykloidipyörässä on useita tappeja ulkoreunansa ympärillä, kun taas evolventtipyörän hampaissa on vain yksi kaari. Lisäksi sykloidipyörät ovat kestävämpiä ja luotettavampia. Evolventtipyörässä taas on halvempi hammastanko ja halvemmat evolventtihampaat.
Sykloidilevyn siirtotarkkuus on noin 98,5%, kun taas hammaskehän siirtotarkkuus on noin 96%. Sykloidilevyn pyörimisnopeus on suuruusluokkaa 3 rad/s. Pieni muutos keskipisteiden etäisyydessä ei vaikuta siirtotarkkuuteen. Pyörimisnopeuden vaihtelu voi kuitenkin vaikuttaa siirtotarkkuuteen.
Sykloidivaihteilla on myös sykloidivaihteen kiekon pyörimisnopeus. Kiekossa on N lohkoa. Sykloidivaihteen kiekon siirtotarkkuus ei kuitenkaan ole vieläkään täydellinen. Tämä johtuu lohkon välisistä suurista pyörimiskulmista. Tämä myös vaikeuttaa sen valmistusta.

Tärinät

Tässä artikkelissa esitetään uusi lähestymistapa sykloidivaihteistojen kunnonvalvontaan käyttämällä nykyaikaisia ​​värähtelydiagnostiikan tekniikoita ja datapohjaisia ​​menetelmiä. Tämä lähestymistapa keskittyy vaihteiston vian perimmäisen syyn havaitsemiseen. Artikkelin tavoitteena on tarjota yhtenäinen lähestymistapa vaihdesuunnittelijoille.
Sykloidinen vaihteisto on erittäin tarkka vaihteisto, jota käytetään raskaissa koneissa. Sillä on suuri alennussuhde, mikä edellyttää erittäin suurta sisääntulonopeutta. Sykloidivaihteilla on korkea tarkkuus, mutta ne ovat alttiita tärinäongelmille. Tässä artikkelissa kirjoittajat kuvaavat, miten sykloidivaihteisto toimii ja miten tärinää mitataan. He osoittavat myös, miten tätä vaihteistoa voidaan käyttää vikojen havaitsemiseen.
Vaihteistoa käytetään paikoituslaitteissa, moniakseliroboteissa ja raskaissa koneissa. Vaihteiston pääominaisuuksia ovat korkea tarkkuus, ylikuormituskyky ja suuri alennussuhde.
Sykloidisten vaihteistojen värähtelyistä ja kunnonvalvonnasta on vähän dokumentaatiota. Kirjoittajat kuvaavat lähestymistapaansa ongelmaan käyttäen sykloidista vaihteistoa ja testipenkkiä. Heidän lähestymistapaansa kuuluu vaihteiston taajuuden mittaaminen eri sisääntulonopeuksilla.
Tulokset osoittavat hyvän eron terveen ja vaurioituneen tilan välillä. Vikataajuudet näkyvät alemmilla taajuuskerroilla. Viat voidaan havaita binning-menetelmällä, mikä poistaa kierroslukumittarin tarpeen. Lisäksi binning yhdistetään pääkomponenttianalyysiin vaihteiston tilan määrittämiseksi.
Tätä menetelmää verrataan perinteisiin tekniikoihin. Lisäksi tulokset osoittavat, kuinka binningiä voidaan käyttää laakereiden vikataajuuksien laskemiseen. Sitä käytetään myös komponenttien taajuuksien määrittämiseen.
Testipenkin signaalit kerätään neljällä anturilla. Nämä anturit ovat keskiherkkiä 100 mV/g kiihtyvyysantureita. Signaaleja käsitellään sitten käyttämällä erilaisia ​​signaalinkäsittelytekniikoita. Tulokset osoittavat, että värähtelysignaalit korreloivat vaihteiston sisäisen liikkeen kanssa. Tätä tietoa käytetään vaihteiston sisäisen taajuuden tunnistamiseen.
Värähtelysignaalien taajuusanalyysi suoritetaan syklostationaarisissa ja ei-syklostationaarisissa olosuhteissa. Signaaleja analysoidaan sitten hammaspyörän kytkentätaajuuden suuruuden määrittämiseksi.

Design

Tarkkuusvaihteistojen ansiosta servomoottorit voivat nyt ohjata raskaita kuormia suurilla nopeuksilla. Toisin kuin nokka-akselin indeksointilaitteet, sykloidivaihteet tarjoavat erittäin tarkan paikannuksen ja suuren vääntömomentin. Ne tarjoavat myös erinomaisen vääntöjäykkyyden ja iskukuormituskyvyn.
Sykloidivaihteet on erityisesti suunniteltu minimoimaan tärinä suurilla kierrosluvuilla. Toisin kuin evolventtivaihteet, ne eivät ole pinottuja, mikä vähentää kitkaa ja kunkin hampaan kokemia voimia. Lisäksi sykloidivaihteilla on pienempi hertsiläinen kosketusjännitys.
Sykloidivaihteita käytetään usein moniakseliroboteissa paikoituslaitteissa. Ne voivat tarjota jopa 300:1 välityssuhteita kompaktissa paketissa. Niitä käytetään myös raskaiden koneiden ensimmäisissä nivelissä. Ne vaativat kuitenkin erittäin tarkkaa valmistusta. Ne ovat myös vaikeampia valmistaa kuin evolventtivaihteet.
Sykloidivaihteisto on planeettavaihteiston tyyppi. Sykloidivaihteet on erityisesti suunniteltu suurille välityssuhteille. Niillä on myös kyky tarjota suuri alennussuhde yhdessä vaiheessa. Niitä käytetään yhä enemmän raskaiden koneiden ensimmäisissä nivelissä. Ne ovat myös yleistymässä robotiikassa.
Suuren alennussuhteen saavuttamiseksi vaihteen syöttönopeuden on oltava erittäin korkea. Yleensä syöttönopeus on 500–4500 rpm. Joissakin tapauksissa syöttönopeus voi kuitenkin olla pienempi.
Sykloidi muodostetaan vierimällä vierivä ympyrä perusympyrän päälle. Vierivän ympyrän halkaisijan ja perusympyrän halkaisijan suhde määrää sykloidin muodon. Hyposykloidi muodostuu vierimällä pääasiassa perusympyrän sisäpuolelta, kun taas episykloidi muodostuu vierimällä pääasiassa perusympyrän ulkopuolelta.
Sykloidivaihteilla on hyvin pieni välys, mikä minimoi kunkin hampaan kohtaamat voimat. Näillä vaihteilla on myös hyvä vääntöjäykkyys, pieni kitka ja iskukuormituskestävyys. Ne tarjoavat myös parhaan paikannustarkkuuden.
Sykloidinen vaihdelaatikko suunniteltiin ja rakennettiin Radomin yliopistossa. Suunnittelu perustui kolmeen erilaiseen sykloidivaihteeseen. Ensimmäisen parin ulkoprofiili oli nimellismitan mukainen, kun taas toisen parin profiili oli toleranssivapaa. Kuormituslevyssä oli kierteitetyt ruuvinreiät 15 mm:n päässä keskipisteestä.

toimittaja CX 2023-06-01