डायरेक्ट ड्राइव मोटर मूल उपकरण निर्माताओं के लिए यांत्रिक संरचना डिज़ाइन को कैसे सरल बनाता है

किसी ओईएम टीम के लिए, प्रत्यक्ष चालित मोटर का चयन केवल एक घटक के प्रतिस्थापन का मामला नहीं है। यह टॉर्क उत्पादन और चालित भार के बीच के मार्ग को पुनः डिज़ाइन करने का निर्णय है। जब गियरबॉक्स, बेल्ट, पुली या कपलिंग हटा दी जाती है, तो मशीन में कम भाग हो सकते हैं, स्टैक-अप छोटा हो सकता है, और संरेखित करने के लिए कम इंटरफ़ेस हो सकते हैं। इसके साथ ही, टॉर्क आकार निर्धारण, बेयरिंग भार, ऊष्मीय डिज़ाइन, नियंत्रण और सेवा पहुँच पर भी नए आवश्यकताएँ आती हैं। एक अधिक उपयोगी प्रश्न यह है कि क्या प्रत्यक्ष चालित मोटर पूरी मशीन को बनाने, सत्यापित करने और समर्थन देने को आसान बनाती है।

मोटर कैटलॉग के बजाय यांत्रिक वास्तुकला के साथ शुरुआत करें

प्रत्यक्ष चालित मोटर टॉर्क को मध्यवर्ती गति-कमी या बेल्ट-चालित चरण के बिना लोड पर स्थानांतरित करती है। यह परिभाषा महत्वपूर्ण है क्योंकि प्रत्यक्ष चालन एक वास्तुकला है, न कि कोई सार्वभौमिक मोटर निर्माण। लोड, गति सीमा, आकार और नियंत्रण दृष्टिकोण के आधार पर स्थायी चुंबक समकालिक मशीन, टॉर्क मोटर, बाह्य-रोटर मोटर या कोई अन्य उपयुक्त संरचना का उपयोग किया जा सकता है।

एक पारंपरिक शक्ति संचरण व्यवस्था में, मोटर शाफ्ट, कपलिंग, रिड्यूसर या पुली सेट, चालित शाफ्ट, बेयरिंग, सुरक्षा आवरण और माउंटिंग प्लेट प्रत्येक अलग-अलग इंटरफ़ेस बनाते हैं। प्रत्येक इंटरफ़ेस आयामों, सहनशीलता संचय, असेंबली के चरणों और कंपन के संभावित स्रोतों को जोड़ता है। एक प्रत्यक्ष चालित मोटर इस श्रृंखला को संकुचित कर सकती है। कोई ओईएम जो पंप, पंखा, कन्वेयर, घूर्णन मेज़, मिक्सर, वाइंडिंग मशीन या कोई विशिष्ट प्रक्रिया मॉड्यूल बना रहा हो, उसके लिए यह कम खरीदे गए भागों और अधिक सघन व्यवस्था का अर्थ हो सकता है।

एक महत्वपूर्ण योग्यता है: कम ट्रांसमिशन भागों का अर्थ स्वतः ही एक सरल मशीन नहीं होता। रोटर और ड्राइवन अंग एकीकृत असेंबली में बदल सकते हैं, इसलिए डिज़ाइनर को शाफ्ट, हब, बेयरिंग, हाउसिंग और सीलिंग के निर्णय पहले करने होते हैं। एक  प्रत्यक्ष ड्राइव मोटर केवल तभी व्यवस्था को सरल बनाता है जब उन निर्णयों को एक प्रणाली के रूप में संभाला जाता है।

जहाँ डायरेक्ट ड्राइव मोटर यांत्रिक कार्य को हटा देती है

१. यह टॉलरेंस चेन को छोटा करती है

प्रत्येक पुली, बेल्ट, गियरबॉक्स और अलग कपलिंग में समकेंद्रिकता, रनआउट, बैकलैश या संरेखण जाँच शामिल होती है। डायरेक्ट ड्राइव मोटर के साथ, ओईएम अक्सर मोटर सपोर्ट से लेकर ड्राइवन घटक तक एक प्राथमिक घूर्णन अक्ष स्थापित कर सकता है। इससे असेंबली के दौरान फिक्सचर की जटिलता कम हो सकती है और आउटसोर्स निर्माण के लिए ड्रॉइंग पैकेज को सरल बनाया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, एक मोटर आधार, बेल्ट तनाव समायोजन, दो पुली व्यास, एक सुरक्षित बेल्ट पथ और एक संचालित-शाफ्ट समर्थन के डिज़ाइन के बजाय, एक टीम मोटर इंटरफ़ेस और एक लोड-समर्थन व्यवस्था का डिज़ाइन कर सकती है। परिणामस्वरूप सामग्री की सूची छोटी हो जाती है। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि चालू करने की क्रमविधि को परिभाषित करना आसान हो सकता है।

२. यह अनुपात-चयन हार्डवेयर को समाप्त कर देता है

एक रिड्यूसर या बेल्ट अनुपात को सामान्यतः मोटर की पसंदीदा गति और प्रक्रिया की गति के बीच संतुलन स्थापित करने के लिए चुना जाता है। एक डायरेक्ट ड्राइव मोटर यह मिलान कार्य विद्युतचुंबकीय आकार और नियंत्रण चयन में स्थानांतरित कर देता है। जब लोड को कम गति पर उच्च टॉर्क के साथ संचालित करना हो, बार-बार उलटना हो, सटीक रूप से सूचकांकित करना हो, या एक संकीर्ण अक्षीय आवरण के भीतर फिट होना हो, तो यह उपयोगी हो सकता है।

यह अनुपात संबंधी प्रश्न को गायब नहीं करता। यह केवल उसके रूप को बदल देता है। गियरबॉक्स मोटर तक प्रतिबिंबित लोड जड़त्व को अनुपात के वर्ग के अनुसार कम करते हैं, इसलिए किसी रिड्यूसर को हटाने से जड़त्व और त्वरण की गणना में परिवर्तन आता है, जिसे मोटर को संभालना होता है। कोई ओइम (OEM) यह मानने से पहले कि एक प्रत्यक्ष ड्राइव मोटर प्रतिक्रिया में सुधार करेगा।

३. यह बैकलैश और अनुपालन को कम कर सकता है

बेल्ट की लचीलापन, गियरबॉक्स का बैकलैश, कपलिंग का टॉर्शन, और घिसे हुए यांत्रिक इंटरफ़ेस स्थिति निर्धारण के व्यवहार को भविष्यवाणी करने को कठिन बना सकते हैं। सही आकार का सीधा ड्राइव मोटर टॉर्क पथ से उनमें से कई तत्वों को हटा देता है। व्यावहारिक लाभ में चिकनी उलट (रिवर्सल), स्पष्ट इंडेक्सिंग, और एक नियंत्रण लूप शामिल हो सकते हैं जो लोड को अधिक प्रत्यक्ष रूप से प्रतिबिंबित करता है।

फिर भी, प्रत्यक्ष संयोजन अन्य प्रकार की अनुपालनता को उजागर करता है। एक लचीला मशीन फ्रेम, पतला माउंटिंग फ्लैंज, कमज़ोर हब, या दुर्बल रूप से समर्थित भार परिणाम को प्रभावित कर सकते हैं। व्यवहार में, डायरेक्ट ड्राइव मोटर अक्सर तब सबसे सफल होती है जब संरचनात्मक डिज़ाइनर विधानसभा की गतिशील दृढ़ता की जाँच इतनी सावधानी से करता है जितनी सावधानी से विद्युत इंजीनियर धारा सीमाओं की जाँच करता है।

ओईएम को जानबूझकर करने वाले डिज़ाइन परिवर्तन

भार पर टॉर्क और गति को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए

डायरेक्ट ड्राइव मोटर के साथ, अनुप्रयोग को भार-पक्ष के शब्दों में निर्दिष्ट करें: गति सीमा, शिखर टॉर्क, निरंतर टॉर्क, त्वरण समय, विराम समय, बाह्य अरीय और अक्षीय बल, तथा अपेक्षित चक्र संख्या। केवल नामांकित शक्ति के आधार पर चयन करने से बचें। एक कम-गति वाली मशीन को भी तब महत्वपूर्ण टॉर्क की आवश्यकता हो सकती है जब औसत शक्ति नगण्य प्रतीत होती है।

एक व्यावहारिक प्रश्न जल्दी पूछें: सबसे कम संचालन गति पर, सबसे अधिक प्रक्रिया भार पर, और आवरण गर्म होने के बाद क्या होता है? एक डायरेक्ट ड्राइव मोटर जो नाममात्र बिंदु को पूरा करती है लेकिन वास्तविक कार्य चक्र के दौरान ऊष्मा को अस्वीकार नहीं कर सकती, उस ट्रांसमिशन से अधिक कठिन आवरण बना सकती है जिसे वह प्रतिस्थापित करती है।

बेयरिंग की ज़िम्मेदारी मोटर इंटरफ़ेस में स्थानांतरित हो सकती है

एक गियर वाली प्रणाली में, अलग-अलग शाफ्ट और गियरबॉक्स बेयरिंग अक्सर त्रिज्य, अक्षीय या पलटने वाले भारों को अवशोषित करते हैं। डायरेक्ट ड्राइव मोटर व्यवस्था में, ये भार मोटर के बेयरिंग तक पहुँच सकते हैं, जब तक कि ओईएम स्वतंत्र भार-सहन संरचना प्रदान नहीं करता है। यह विशेष रूप से बड़े पंखों, ऊर्ध्वाधर भारों, असममित औजारों, बेल्ट के अवशेषों और कैंटिलीवर्ड डिस्कों के लिए महत्वपूर्ण है।

एक अच्छी डिज़ाइन टॉर्क संचरण को लोड समर्थन से अलग करती है। डायरेक्ट ड्राइव मोटर टॉर्क प्रदान कर सकती है, जबकि एक समर्पित बेयरिंग सेट प्रक्रिया बलों को संभालती है। यह विकल्प बेयरिंग के जीवनकाल को बनाए रख सकता है, प्रतिस्थापन को सरल बना सकता है और मान्यीकरण के दौरान अनिश्चितता को कम कर सकता है।

नियंत्रण यांत्रिक डिज़ाइन का हिस्सा बन जाते हैं

डायरेक्ट ड्राइव मोटर अक्सर एक संगत वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव या सर्वो ड्राइव, फीडबैक उपकरण और ट्यून किए गए नियंत्रण लूप के साथ संचालित होती है। यांत्रिक टीम को ड्राइव विशेषज्ञ बनने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन उसे केबलिंग, फीडबैक रूटिंग, ग्राउंडिंग, ऊष्मा अपव्यय और सुरक्षित रखरखाव के लिए स्थान आरक्षित करना चाहिए। एक ऐसी लेआउट जो यांत्रिक रूप से संक्षिप्त हो लेकिन शील्डेड केबलों या ड्राइव शीतलन के लिए कोई मार्ग न छोड़े, वास्तव में सरलीकृत नहीं मानी जाती है।

चर-गति अनुप्रयोगों के लिए, ओईएम को यह भी पुष्टि करनी चाहिए कि गंतव्य बाज़ार में कौन सा दक्षता और अनुपालन ढांचा लागू होता है। आईईसी ६००३४-३०-२ आईईसी ६००३४-३०-१ के दायरे से बाहर के चर-गति एसी मोटरों के लिए दक्षता वर्गों को संबोधित करता है। सटीक आवश्यकता उपकरण और बाज़ार पर निर्भर करती है, इसलिए इसे मोटर के लेबल से अनुमानित करने के बजाय पूर्ण मशीन के लिए सत्यापित किया जाना चाहिए।

गियरलेस मोटर सेवा और जोखिम को कैसे बदलती है

गियरलेस मोटर चिकनाई के अनुसूची, गियर के क्षरण की जाँच, बेल्ट तनाव समायोजन और कुछ प्रतिस्थापन भागों को हटा सकती है। असुविधाजनक स्थानों पर स्थित मशीनों या उन मशीनों के लिए जिनकी डाउनटाइम लागत अधिक है, यह कमी सेवा योजना में सुधार कर सकती है। लेकिन सेवा योग्यता को डिज़ाइन में ही शामिल किया जाना चाहिए: फास्टनरों तक पहुँच, रोटर निकालने की स्थान आवश्यकता, उठाने के बिंदु, प्रतिक्रिया कनेक्टर्स और सील या बेयरिंग के प्रतिस्थापन के क्रम पर विचार करें।

प्रत्यक्ष चालित मोटर के लिए भी वही तर्क लागू होता है। कम भागों के कारण नियमित रखरोब कम हो सकती है, फिर भी एकीकृत रोटर-लोड असेंबली को अधिक सावधानीपूर्ण विघटन की आवश्यकता हो सकती है। एक अच्छी तरह से योजनाबद्ध ओइएम डिज़ाइन सामान्य निरीक्षण को सरल बनाती है और जहाँ संभव हो, घिसावट वाले भागों को उच्च-मूल्य वाले मोटर भागों से अलग करती है।

मशीन को बेहतर बनाने के लिए सरलीकरण का उपयोग करें, केवल भागों को कम करने के लिए नहीं

मूल उपकरण निर्माताओं के लिए, प्रत्यक्ष चालित मोटर के पक्ष में सबसे मज़बूत तर्क अक्सर वास्तुकला से संबंधित होता है: यह उन इंटरफ़ेस को हटा सकता है जो सहनशीलता, बैकलैश, शोर और रखरोब का कार्य उत्पन्न करते हैं। यह गियरबॉक्स या बेल्ट प्रणाली के लिए एक सार्वभौमिक प्रतिस्थापन नहीं है। उच्च टॉर्क, कम गति, बड़ा जड़त्व, बाहरी भार और तापीय सीमाएँ एक पारंपरिक ट्रांसमिशन को बेहतर इंजीनियरिंग विकल्प बना सकती हैं।

हालाँकि, जब एप्लिकेशन इसे समर्थन करता है, तो डायरेक्ट ड्राइव मोटर ओईएम को एक छोटे, अधिक पारदर्शी टॉर्क पाथ के आसपास डिज़ाइन करने की अनुमति देती है। लोड से शुरुआत करें, समर्थन संरचना को मैप करें, ड्राइव सिस्टम की वैधता सुनिश्चित करें, और हाउसिंग को फ्रीज़ करने से पहले असेंबली और सेवा की समीक्षा करें। इसी तरह एक संक्षिप्त अवधारणा एक निर्माण योग्य डायरेक्ट ड्राइव मोटर मशीन में बदल जाती है, न कि एक कठिन एकीकरण परियोजना में।

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