通过减少摩擦提高工作效率

作者:Candas Agac 文章来源:MM《现代制造》 点击数:468 发布时间:2017-12-14
紧凑的蜗轮传动装置虽然被广泛的使用,但它的工作效率确不尽如人意。在整体机体内使用伞齿轮传动装置将会获得更好的效果。
通过减少摩擦提高工作效率

由于可预见性的持续能源短缺,使能源成本不断上涨。面对这一世界性的难题,迫使各国都在寻找新型能源,或者设法更高效的利用现有的能源。在这样的背景下,人们重新研发了许多商品,如从灯泡到汽车。同样在工业领域也存在许多创新的可能性,特别是在传动装置方面。

Yilmaz公司生产的KO驱动系列变速箱,相比传统的蜗轮传动装置能提供更高的工作效率

图1 Yilmaz公司生产的KO驱动系列变速箱,相比传统的蜗轮传动装置能提供更高的工作效率

在传动装置市场上,低价的蜗轮传动装置被广泛使用在紧凑的结构设计之中。装置中蜗轮轴和蜗轮间的摩擦是造成损耗的主要原因,这就造成了传动装置低下的工作效率。不断升高的减速降级增加了蜗轮传动装置内的摩擦,降低了工作效率。结果就是:电动机运行所产生的功率的一半,都在高减速降级时转换成了热能。此外,机器需要更多的能源来维持发动机不断提高的输出运行。

Yilmaz Reduektoer公司从2013年起,就开始批量生产更为高效且低成本的集成伞齿轮传动装置KO产品系列。与蜗轮传动装置相比,它的优点是,可以在运行时大大的降低所产生的副作用。

一个蜗轮传动装置由一个蜗杆轴和一个蜗轮组成,它们的轴不是平行,而是互相垂直的。这就会造成齿面持续打滑,并在蜗轮轴和蜗轮间产生一个高滑动速度。而伞齿轮传动装置由一个伞齿轮和一个小锥齿轮组成,它们的轴虽然彼此也成直角设置,但是在伞齿轮和小锥齿轮的接触面产生的相对运动滑动速度,相对蜗轮传动装置是非常低的。基于这个原因,KO系列产品比蜗轮传动装置有着更好的工作效率。另外,替换也非常方便:KO产品系列的传动装置可以替代蜗轮传动装置,因为两种装置中霍尔轴的直径、传动法兰及转矩支撑的尺寸是一致的。

外壳设计提高了功率密度

Yilmaz Reduektoer生产的KO产品系列由于整体外壳设计,可以完成快速降级。当蜗轮传动装置在一个阶梯内完成7.5~100的减速时,KO产品则是在两或三个阶梯内完成6~140的减速。在齿轮、包括伞齿轮的高精度加工方面使用成型磨床,可以降低运转时的噪声,即便在高速减速时也能提高工作效率。

伞齿轮传动装置之所以可以达到一个很高的功率密度,是因为装置的外壳是整块的,这样可以在轴距间获得精确的公差

图2 伞齿轮传动装置之所以可以达到一个很高的功率密度,是因为装置的外壳是整块的,这样可以在轴距间获得精确的公差

新型传动装置有以下优点:

● 高工作功效(92%~96%)

● 低运行温度

● 紧凑的机体外壳

● 合理的价格

● 许多减速(比)的选择(2-3阶梯)

● 铸件外壳体采用 GG25

● 低噪声级

传动装置拥有以下标准结构:

● 直接与发动机相连

● 电动机采用标准法兰IEC B5 或B14

● 伺服电机采用驱动法兰

● 带收缩片的传动轴

● 输出端为花键轴的结构

● 驱动法兰或转矩支承

KO产品系列的传动装置采用的是自制、能效等级为IE2的电动机,可提供功率2.5 kW。根据客户需求,公司也可提供能效等级为IE3、功率2.5 kW的电动机。

KO系列产品性能对比

图表罗列了为何选择KO系列产品作为变速电动机,因为在想要获得相同效果时,其输出功率只需达到0.75 kW,而蜗轮传动装置由于工作效率较低,它的输出功率必须要达到1.1 kW。与蜗轮传动装置相比,KO系列产品在相同的运行条件下(4 000 h/年),所需的能源较少。一年可以节省262欧元。因此可在短时间内收回购置KO系列传动装置的成本。当装置每年运行4 000小时时,利润与节电率成正比,提高了30%。

除了效能提高外,KO系列产品相对于蜗轮传动装置的另一个主要优势是,在相同减速降级的情况下,有着更大的额定转矩和更长的使用寿命。

Yilmaz Reduektoer公司的传动装置有着理想的功率密度,就是说,在尽可能小体积的情况下,保持最佳负载能力。之所以能达到最大功率密度,是因为传动装置的外壳是整体设计。整体铸造而成,仅通过由CNC控制的机床来加工。正是因为这些因素,使它拥有刚性的外壳,实现轴之间的精确公差。

这样便可以减少使用定位轴承以及降低整块壳体内齿轮的运行噪声。此外,也是由于这样的设计,在壳体上无需螺栓连接,同样降低了漏油的风险。