Reductores Planetarios Servo: Reducción de Par de Precisión para Rendimiento Confiable

El reductor planetario servo es un tipo de sistema de engranajes. Para disminuir el número de revoluciones del motor al necesario y lograr alto par, utiliza un convertidor de velocidad de caja de engranajes. ¿Cómo opera para una caja de engranajes planetaria? Desde el marco, entenderemos más sobre esto. Engranaje planetario, engranaje solar y engranaje anular son los marcos principales de la caja de engranajes planetaria servo.

El engranaje anular está en contacto directo con la carcasa interna de la caja de engranajes. El centro del engranaje anular comprende un engranaje solar adicional accionado por fuerza. Hay un conjunto de engranajes planetarios entre el engranaje solar y el engranaje anular, compuesto por tres engranajes colocados equitativamente en el porta-planetarios, flotando entre ellos en el soporte del eje de salida, la corona y el engranaje solar. Los engranajes planetarios están hechos para rotar cuando el engranaje solar es accionado por la potencia de entrada y luego rotan con la órbita del engranaje anular alrededor del núcleo. Veamos más de cerca por qué los reductores planetarios servo son una herramienta impresionante.

Funciones Principales de un Reductor Planetario Servo

El reductor planetario servo sirve como reductor de velocidad y amplificador de par. Multiplicar el par hace más fácil operar la máquina con un motor mucho más pequeño, ahorrando tanto recursos como energía. La posición del reductor planetario servo como reductor de velocidad es tan significativa en algunas aplicaciones como su característica de multiplicador de par. El crecimiento de cristales, por ejemplo, implica la elevación incremental de la bola del tambor que sostiene el material fundido. El ensamblaje completo debe girar de manera bastante constante, a un ritmo de 15° por hora para mantener el cristal lo más redondo, suave y uniforme posible. El control estricto de velocidad angular es proporcionado por el mecanismo servo, pero los servomotores típicamente no funcionan bien ni producen alto par a bajas velocidades. La inclusión de una caja de engranajes ayuda al servomotor a trabajar desde un punto de vista de control a la velocidad máxima mientras produce una cantidad limitada de par que es elevada por la relación de engranaje al grado apropiado.

Por Qué el 'servo' en Reductor Planetario Servo Importa

En aplicaciones servo - donde se usa un dispositivo de retroalimentación para controlar el par, posición o velocidad de un sistema lineal o rotativo - la relación de inercia de carga a inercia de motor es un factor crítico en el rendimiento del sistema. La relación de inercia más baja permite al motor controlar la carga con mayor precisión y evitar sobreimpulso y oscilación, mejorando la respuesta del sistema. Si la inercia real de la carga no puede cambiarse, agregar engranajes al sistema puede reducir la cantidad de inercia de la carga reflejada de vuelta al motor, esencialmente haciendo que el motor parezca como si hubiera menos inercia para transferir.

La caja de engranajes reduce la inercia de carga reflejada por el cuadrado de la relación de engranaje, por lo que agregar una caja de engranajes puede mejorar significativamente la relación de inercia del sistema. Los engranajes también multiplican el par del motor a la carga por una cantidad proporcional a la relación de engranaje, mientras reducen la velocidad requerida del motor en la misma cantidad. En algunas aplicaciones, esto significa que se puede usar un motor más pequeño y el motor puede funcionar a una velocidad más alta y eficiente.

Principales Ventajas de los Reductores Planetarios Servo

Los engranajes planetarios servo usan tres tipos de engranajes para transmitir par: engranajes planetarios, engranaje solar y engranaje anular. El motor adjunto impulsa el engranaje solar que está ubicado en el centro del ensamblaje de engranajes. Muchos engranajes planetarios trabajan con tanto el engranaje solar como el engranaje anular, que son estacionarios y fijos dentro de la carcasa de la caja de engranajes. A medida que el engranaje solar rota, impulsa los engranajes planetarios a rotar alrededor de sus ejes y rotar alrededor del engranaje solar. Las posiciones de los engranajes planetarios son establecidas por el yugo, que también incluye el eje de salida.

Con este arreglo, la carga se distribuye sobre múltiples dientes de engranaje, dando a los diseños planetarios alta rigidez y contribuyendo a bajo juego - solo 1 a 2 minutos de arco en algunos diseños. La alta rigidez también es importante en aplicaciones que requieren ciclos frecuentes de inicio-parada o cambios en la dirección de rotación.

Los diseños planetarios también son compactos, proporcionando altos factores de reducción en un paquete general pequeño. Este diseño compacto también significa que tienen baja inercia, lo cual es especialmente ventajoso en aplicaciones servo ya que la inercia de la caja de engranajes aumenta directamente la inercia de la carga que el motor tiene que equilibrar. Y aunque los engranajes planetarios, como otros diseños, pueden lubricarse con grasa o aceite, la mayoría de ellos son lubricados por el fabricante con grasa y no requieren re-lubricación o mantenimiento durante la vida de la caja de engranajes. Otras ventajas del reductor planetario servo incluyen:

Multiplicación de Par

Los engranajes planetarios servo proporcionan una ventaja mecánica cuando se montan en el eje de salida del motor. El número de engranajes y el número de dientes en cada uno proporcionan la ventaja mecánica definida por la relación de engranaje. Si el motor produce 100 libras-pulgada de par, conectar un reductor planetario servo 5:1 genera un par de salida cercano a 500 lb-pulg, dependiendo de la eficiencia de la caja de engranajes planetaria servo.

Reducción de Velocidad

Los engranajes planetarios servo a menudo se llaman reductores de engranajes ya que la mayoría de ellos aumentan el par de salida mientras reducen la velocidad de salida. El motor trabajando a una velocidad de 1000 rpm, equipado con un engranaje planetario servo con una relación de engranaje de 5:1, alcanza 200 rpm. Esta reducción de velocidad mejora la eficiencia del sistema ya que muchos motores no son eficientes a bajas RPM. Por ejemplo, con un mecanismo de rectificado que debe funcionar a quince, el engranaje del motor causa que la rotación de la rueda sea inconsistente. La resistencia variable de la piedra pulida también hace que la rotación de la rueda sea impredecible. En contraste, montar un reductor planetario servo 100:1 en el motor le permite funcionar a 1,500 rpm. La combinación de motor, engranaje y cabezal proporciona una fuerza de salida más consistente y rotación suave de la rueda a pesar de las variaciones de fricción y carga.

Acoplamiento de Inercia

En los últimos 20 años, los fabricantes de servo han introducido materiales ligeros, bobinados de cobre densos e imanes de motor de alta energía que generan más par para tamaños de marco dados. Si bien es favorable, esta tendencia aumentó el riesgo de desacoplamiento de inercia entre los servomotores y las cargas que controlan.