EN
DE
IT
RU
CN
EN
Jednou z najčastejších otázok o prevodovkách TwinSpin® od spoločnosti SPINEA® je otázka, aké sú presné, alebo sa objavujú otázky týkajúce sa vôlí TwinSpin® prevodoviek. S rastúcim počtom presných aplikácií, najmä v robotike, inžinieri a konštruktéri poznajú parameter Lost Motion.
Lost motion ako ho definujeme a meriame?
Keď otvoríte katalóg produktov SPINEA, nájdete v ňom pomerne stručnú definíciu Lost Motion v znení: "Ak sú vstupný hriadeľ a nosné teleso pevné a na výstupnú prírubu pôsobí krútiaci moment, potom má diagram zaťaženia tvar hysteréznej krivky. Loss motion je následne definovaný ako uhol natočenia výstupnej príruby pri ±3 % menovitého krútiaceho momentu meraného na osi hysteréznej krivky." Schematické znázornenie uvádzame nižšie.
obr. 1
Zjednodušene môžeme povedať, že stratový pohyb je súčtom deformácií materiálu, tuhosti mechanizmu a vnútorných vôle vo vnútri prevodovky, ktoré spôsobujú, že pohyb motora nevytvára zodpovedajúci pohyb na výstupe prevodovky počas pohybu s prepínaním smeru.
Na obrázku 1 je schematický nákres hysteréznej krivky, ktorá sa vykresľuje počas zaťažovacej skúšky. Z tejto skúšky sa vyhodnocujú aj parametre ako hysterézia a torzná tuhosť. Prevodovka TwinSpin® je zostavená štandardným spôsobom bez vôlí. Hysterézia, ako je vidieť na obrázku, zobrazuje trenie vo vnútri prevodovky. Hysterézna strata vzniká v dôsledku trenia komponentov prevodovky, ako aj trenia vo výstupnom ložisku.
Lost Motion alebo vôľa?
Zákazníci sa mnohokrát pýtajú na vôľu v prevodovkách TwinSpin®. Jednoduchou odpoveďou je, že prevodovky TwinSpin® sú bezvôľové. Namiesto vôle majú Lost Motion. Aká je teda súvislosť vôle a Lost Motion?
Zjednodušene sa dá povedať, že každý vysoko presný mechanický prevod (tenzometrický, cykloidný, planetový) má Lost Motion, ale nie všetky majú vôľu. Ak existuje fyzická vôľa medzi komponentmi vnútra prevodovky, prejaví sa to na grafe zaťažovacej krivky. Keďže komponenty prevodovky sú zvyčajne vyrobené z ocele a majú definované charakteristiky tuhosti, môžeme povedať, že pri zaťažení to spôsobí "pružinový efekt", ktorý nazývame stratový pohyb. Na záver tohto odseku môžeme skonštatovať, že každá prevodovka, ktorá má vôľu, má aj Lost Motion. Skutočná vôľa je väčšia, ak ju vyhodnotíme z grafu zaťažovacej krivky.
Nastavenie Lost Motion v prevodovkách TwinSpin.®
Ako je uvedené vyššie, Lost Motion máme pod kontrolou a môžeme ho nastaviť na požadovanú hodnotu. Pri aplikáciách vyžadujúcich vysokú presnosť môže byť nastavená až na 0,3 Arcmin, dokonca aj pri najmenších prevodovkách série G - TS75. Pri takomto nízkom nastavení je zvýšená hysterézia ako dôsledok vyššieho vnútorného trenia. Prejavuje sa to znížením účinnosti a zvýšením rozbehového a prevádzkového momentu bez zaťaženia.
Najbežnejšia hodnota pre prevodovky TwinSpin® je do 1 Arcmin, čo je aj referenčná hodnota pre presné prevodovky.
Na druhej strane existujú aplikácie, kde hlavnou požiadavkou nie je presný pohyb výstupu, ale prenos výkonu s čo najvyššou účinnosťou pri minimálnych rozmeroch. V tomto prípade možno Lost Motion nastaviť na oveľa vyššie hodnoty okolo 3 - 4 Arcmin. Môžeme povedať, že sme vniesli vôľu, pretože medzi vnútornými komponentmi prevodovky je vôľa. Skutočné merania veľmi nízkeho, štandardného a vysokého Lost Motion (s viditeľnou vôľou - backlash) sú znázornené na obrázkoch nižšie. Všetky tieto merania boli vykonané na malých prevodovkách s vonkajším priemerom do 100 mm.
obr. 2
obr. 3
obr. 4
Na obrázku 4 je viditeľná vnútorná vôľa - vôľa s typickým S-krivým záťažovým diagramom typickým pre planétové prevodovky. Tieto nastavenia môžu byť vhodné pre mnohé aplikácie v priemysle, kde sa vyžaduje len prenos výkonu. Toto je príklad toho, že prevodovky TwinSpin® môžu byť od začiatku nastavené pre rôzne pracovné podmienky. Všetky vyššie uvedené merania boli vykonané na nových prevodovkách.
Posledným bodom, ktorý treba spomenúť v súvislosti s Lost Motion je, aby bola prevodovka presná počas celej životnosti, hodnota Lost Motion na začiatku prevádzky by mala byť rovnaká alebo veľmi podobná hodnote na konci životnosti výrobku.
O Hysterézii.
Keď hovoríme o Lost Motion, mali by sme spomenúť aj jeho sesterský parameter - hysteréziu. Oba sa vyhodnocujú spoločne zo záťažového diagramu. Ako už bolo spomenuté, hodnota hysterézie indikuje trenie vo vnútri prevodovky, a preto ovplyvňuje aj presnosť prevodovky v aplikáciách, kde sa mení smer otáčania. Zjednodušený model na obrázku 5 znázorňuje, ako ovplyvňuje parametre prevodovky pri presnom polohovaní.
obr. 5
Vyjadruje vzťah medzi torznou tuhosťou, vnútorným trením a schopnosťou prevodovky dosiahnuť požadovanú presnosť polohovania. Disk predstavuje objekt, ktorý sa má polohovať vzhľadom na brzdu. Disk je polohovaný pomocou pružiny, jeho torzná tuhosť Kt predstavuje torznú tuhosť prevodovky. Mc je celkové vnútorné Coulombovo trenie prevodovky na výstup. V uvedenom modeli Mc reprezentuje trecí moment Mt, ktorý vzniká trením medzi brzdou a polohovacím členom.
Úlohou presného polohovania je pootočenie disku o uhol ϕ od počiatočnej polohy pomocou torznej pružiny tak, aby bol disk presne v opačnej polohe ako značka na brzde. Ak sa brzda a kotúč nedotýkajú, nevzniká žiadny trecí moment a úloha sa ľahko vykoná. Ak však disk spojíme s brzdou, objaví sa trecí moment Mt. Potom je úloha presného polohovania ťažšia. Chybu polohovania možno definovať ako Δϕ=Mt/Kt. Uhlová hysterézna strata H prevodovky sa potom rovná 2ϕ, t. j. H=2ϕ.
Záver.
Keď otvoríte produktový katalóg SPINEA® na stránke s parametrami prevodoviek, v stĺpci Lost Motion (LM) je iba jedno číslo, ktoré znamená zaručenú štandardnú hodnotu. Neznamená to však, že iné nastavenie nie je možné. Ak vaša aplikácia vyžaduje istú špecifickosť, radi vám nastavíme prevodovku tak, aby poskytovala správny výkon.
