Как директният двигател оптимизира подреждането на механичната предавателна верига за промишлени машини от ново поколение

Как директният двигател оптимизира подреждането на механичната предавателна верига за промишлени машини от ново поколение

За един проектант на оборудване една Двигател с пряко задвижване не е просто замяна на двигател. Това е решение относно компоновката. Вместо да се пита как да се побере двигател, скоростна кутия, съединител, ремък или верижна предавка в рамката на машината, екипът започва от товара и се пита дали двигателят може да осигури необходимия въртящ момент и движение директно в този интерфейс. Тази промяна може да скъси механичната предавателна верига, но също така прехвърля по-голяма отговорност върху избора на двигателя, начините за монтиране и проектирането на системата за управление.

При практическия разработване на машини най-полезният начин за оценка на една Двигател с пряко задвижване е да се отбележи какво изчезва, какво остава и какво става по-важно. Директно свързаната конструкция може да премахне етапа на редукция, но не премахва необходимостта от управление на инерцията, радиалното натоварване, термичните условия или достъпа за поддръжка. По-точно казано, тя заменя познатите проверки на предавателната система с различен набор от системни проверки.

Започнете с предавателната верига, а не с каталозите на двигатели

Обикновеният път на движение често изглежда по следния начин: двигател, съединител или шкив, стъпало за намаляване на скоростта, вал и товар. Всеки интерфейс заема място и води до собствени проблеми, свързани с подравняването, смазването, натегането, люфта или износването. Един Двигател с пряко задвижване прилага въртящия момент на двигателя директно върху вала или ротационния елемент от страната на товара, така че инженерът може да преразгледи цялата последователност, а не просто да намали отделните компоненти.

Това различие има значение, защото директният привод е архитектура, а не един фиксиран тип конструкция на двигател. Синхронен двигател с постоянни магнити, въртящ моментен двигател или друг подходящ двигател може да се използва в директно свързана система, когато неговият диапазон на скорост и въртящ момент отговаря на изискванията за работа. Един Безстепенен двигател е следователно полезен термин, когато стъпалото за намаляване на скоростта е действително премахнато, но не трябва да се приема като доказателство, че всички механични проблеми са решени.

Практическата промяна е от проектиране на верига от предавателни числа към проектиране на единичен интерфейс между двигател и товар. Това обикновено прави първия преглед на компоновката по-продуктивен: начертайте оста на товара, определете пътя на въртящия момент, разположете лагерите и поддържащите елементи, след което установете къде може да се монтира двигателят, без да възникнат неудобства при обслужването или прокарването на кабели.

Кои компоненти може да отстрани директният двигател?

Където изискваната изходна скорост и въртящ момент позволяват това, Двигател с пряко задвижване директният двигател може да отстрани междинни елементи като скоростна кутия, двойка ремък и шкив, верига и зъбчато колело или гъвкаво съединение. Предимството не е автоматично гаранция за по-ниска цена. Непосредствената полза е по-опростен път на въртящия момент с по-малко интерфейси, които трябва да се подравняват и поддържат.

• Степени на предаване чрез зъбчати колела: Отстраняването на скоростна кутия може да намали люфта, обслужването, свързано със смазващите материали, и обема, необходим за намаляване на предавателното число.
• Степени с ремък или верига: Отстраняването на тези степени може да отстрани необходимостта от регулиране на напрежението, ограниченията за ъгъл на обхващане и периодичната подмяна за тази степен.
• Съединители: Непосредствената интеграция може да отстрани отделно съединение, въпреки че механичният дизайн все още трябва да предвижда допуски за сглобяване и термично разширение.
• Допълнителни валове и опори: По-малко елементи на предавателната система могат да намалят броя на корпусите, защитните кожуси и местата за междинни лагери.

Тук има полезно предупреждение. Една Безстепенен двигател архитектура не означава, че всеки компонент става по-малък. Работата при ниска скорост и висок въртящ момент може да изисква двигател със значителен диаметър, а заобикалящата конструкция трябва да поема както теглото на двигателя, така и реакционните сили от товара. Правилното сравнение е общият обем на машината, включително защитните кожуси, мястото за обслужване и шкафът за управление, а не само дължината на двигателя.

Преустройте подредбата около оста на товара

Когато един Двигател с пряко задвижване се разглежда, започнете с въвеждането на данни преди избора на размерите на рамката. Определете непрекъснатия въртящ момент, максималния въртящ момент, максималната скорост, времето за ускорение, инерцията на товара, честотата на цикъла и всякаква външна радиална или осева сила. Тези входни параметри определят дали директното свързване е реалистично и къде трябва да се поставят подпорните лагери.

1. Разделете предаването на въртящ момент от поддържането на товара

Честа грешка при проектирането е предположението, че лагерите на двигателя трябва да поемат целия технологичен товар. В някои конструкции те може да са подходящи; в други случаи машината има нужда от отделни лагери, разположени близо до товара, за поемане на радиални, осеви или преобръщащи товари. Попитайте доставчика на двигателя кой товар е разрешен в точката на вала или роторния интерфейс, след което ясно уточнете подпорната схема в чертежа.

2. Поставете твърдостта близо до връзката между двигателя и товара

С Двигател с пряко задвижване , съответствието, което някога е било маскирано от ремъци или редуктори, може да стане видимо в поведението при позициониране. Поддържайте фланеца за монтиране, посадките за лагери и натоварената стъпка твърди и концентрични. Оценете целия контур: рамката на двигателя, адаптера, основата на машината, лагерите и задвижваната част. Много способен двигател, монтиран на гъвкава скоба, няма да осигури очакваното качество на движение.

3. Проектирайте пътя на сглобяване още в началото

Директното свързване може да направи готовата машина по-чиста, но може да затрудни сглобяването, ако не е оставен осев или радиален достъп за ротора, стъпката, фасонните елементи или предварителното натоварване на лагерите. Определете дали двигателят се монтира от страната на предаването на мощност или от задната страна, къде са необходими точките за вдигане и как техниците ще достигнат до съединителите след монтиране на защитните приспособления.

Какво се променя, когато се премахне верижна или ремъчна предавка?

Традиционната верижна предавка се управлява от успоредността на валовете, разстоянието между техните центрове, обхвата на зъбчатите колела, смазването и напрежението. Ако Двигател с пряко задвижване замести този етап, тези специфични проверки вече не управляват премахнатата предавка. Въпреки това замисълът им за проектиране остава актуален: запазване на подравняването, контрол върху натоварванията и осигуряване на достатъчно място за предсказуема работа.

В широк Безстепенен двигател компоновката, заменете проверките за напрежение на веригата с проверки за биене на фланците, концентричност на валовете, пътищата на натоварване на лагерите и термично разширение. Заменете дискусията за избор на предавателно отношение с дискусия за работния цикъл „въртящ момент–скорост“. Заменете рутинния достъп за регулиране на напрежението с достъп за инспекция на лагерите, кабелите, повърхностите за охлаждане и винтовете. Затова архитектурата трябва да се преглежда заедно от механични, електрически и управлението-инженери.

Използвайте работния цикъл „въртящ момент–скорост“, за да решите дали директната предавка е подходяща

AДвигател с пряко задвижване е подходящ, когато полезният му диапазон на скорост и въртящ момент съвпада с реалния профил на натоварване. Максималната ефективност при един номинален режим не е достатъчна. Ако машината прекарва значително време в режим на пълзене, индексиране, ускоряване или задържане на въртящ момент, термичната ѝ характеристика и токовото ѝ потребление при тези условия имат по-голямо значение от една номинална стойност за скорост.

Съставете таблица на работния цикъл, която изброява събитията ускоряване, постоянно въртене, пауза, реверс и претоварване. Включете температурата на околната среда, условията на корпуса и очаквания брой старти на час. Когато започнете да вземате предвид термичното намаляване на мощността, номиналните характеристики могат да изглеждат различни от тези, които машината трябва да планира за работа в топла и затворена производствена клетка. Това не е повод да се отхвърля директното задвижване; това е повод да се избере размерът на системата въз основа на работния цикъл, а не въз основа на номинална главна стойност.

За машини с променлива скорост, а Безстепенен двигател този подход също може да промени разговора за управлението. Движението, устройството за обратна връзка, трасирането на кабелите, заземяването и стратегията за настройка трябва да се планират като част от архитектурата. Механичното опростяване и интеграцията на системите за управление трябва да се оценяват заедно.

Балансирана рамка за вземане на решения за нова техника

Директното задвижване не е универсалният отговор. Зъбчатото решение все още може да е разумно там, където компактен високоскоростен двигател, голямо предавателно отношение или познат модел за обслужване по-добре отговарят на приложението. Правилният въпрос е дали цялата машина ще спечели от по-къса пътека на въртящия момент.

1. Нанесете текущата предавателна верига и идентифицирайте всеки компонент, който осигурява промяна на предавателното отношение, толеранс за подравняване, поддръжка или достъп за обслужване.
2. Моделирайте действителния въртящ момент, скорост, инерция и външни сили от страна на товара през целия работен цикъл.
3. Сравнете пълните габаритни размери, включително диаметъра на двигателя, конструктивните подпори, защитните огради, охлаждането и електрическата интеграция.
4. Прегледайте задачите за инсталиране и поддръжка, а не само списъка с материали.
5. Потвърдете интерфейса между мотора и товара с механичните и контролни екипи преди окончателното определяне на конструкцията на рамката.

Оценката на един Двигател с пряко задвижване самостоятелно, без да се взема предвид интеграцията му с товара, контролите и рамката, може да доведе до технически правдоподобна спецификация, която обаче работи зле в готовата машина. По-полезният подход е товарната ос да определя конструкцията, след което се избира моторът и поддържащата му конфигурация, които правят тази архитектура поддръжана.

Ако оценявате търговски постоянни магнитни двигатели за продан и имате нужда от инженерно проектирано задвижване, което гарантира ефективност и дълготрайност, ENNENG е вашият доверен партньор. Свържете се с ENNENG днес .Поговорете с нашия технически инженерен екип, за да получите персонализирано предложение за задвижване.

• Уотсап: +86 18562780228
• Имейл:  [email protected]
• Телефон:  +86 532 66000559

Често задавани въпроси

Кога един директен двигател е безстепенен двигател?

AДвигател с пряко задвижване системата предава въртящ момент директно на товара, без да се счита средно звено. В много приложения това го прави Безстепенен двигател конфигурация, тъй като скоростната кутия е премахната, но точната конструкция и останалите поддържащи компоненти зависят от машината.

Премахването на скоростна кутия елиминира ли цялата поддръжка?

Не. Една Двигател с пряко задвижване може да намали поддръжката, свързана с премахнатите елементи на предавателната система, но лагерите, винтовете, кабелите, повърхностите за охлаждане, устройствата за обратна връзка и задвижваната технологична процесна линия все още изискват планирана инспекция.