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Vedi i dettagliA riduttore epicicloidale è un sistema di ingranaggi in cui uno o più ingranaggi esterni (ingranaggi planetari) ruotano attorno a un ingranaggio centrale, il tutto racchiuso all'interno di una corona dentata, offrendo un'eccezionale densità di coppia, forma compatta e allineamento dell'albero coassiale in un'unica unità integrata.
A riduttore epicicloidale viene utilizzato ovunque debbano coesistere coppia elevata, struttura compatta e trasmissione di potenza affidabile. Poiché il carico è condiviso su più ingranaggi planetari contemporaneamente, il design gestisce una coppia molto maggiore rispetto a un tradizionale riduttore ad alberi paralleli dello stesso diametro, rendendolo indispensabile in decine di settori.
Le trasmissioni automatiche nelle autovetture si basano su set planetari impilati. Ciascun rapporto di trasmissione si ottiene bloccando o rilasciando diversi membri del sistema: gli stessi componenti fisici producono ogni marcia avanti e retromarcia.
Gli attuatori dei giunti robot richiedono una coppia elevata in un profilo sottile. A riduttore epicicloidale montato direttamente su un servomotore fornisce la moltiplicazione di coppia necessaria senza aggiungere lunghezza o inerzia al braccio.
Le turbine multi-megawatt utilizzano stadi planetari per aumentare i bassi regimi del rotore (10–20 giri al minuto) alla velocità del generatore (1.500 giri al minuto). Il carico distribuito sugli ingranaggi planetari è fondamentale per gestire l'enorme coppia variabile del rotore.
Le unità di rotazione degli escavatori, le pale gommate e le teste di perforazione utilizzano tutti riduttori epicicloidali. Il design sigillato e coassiale tollera carichi d'urto e contaminazioni che distruggerebbero i tipi di riduttori più leggeri.
Il carrello di atterraggio, gli attuatori dei flap e i sistemi di posizionamento dell'antenna parabolica necessitano di precisione e riduzione del gioco zero. Alta precisione riduttore epicicloidale le varianti offrono una precisione di posizionamento a livello di minuto d'arco.
I robot chirurgici e gli azionamenti delle centrifughe richiedono movimenti fluidi e ripetibili. Le unità planetarie a gioco ridotto forniscono la risoluzione di posizionamento richiesta dai sistemi medicali passo-passo e servoassistiti.
Moltiplicazione della coppia in a riduttore epicicloidale è governato dal rapporto di trasmissione tra l'ingranaggio centrale e la corona dentata, con il portasatelliti che funge da uscita. La relazione fondamentale è: Coppia in uscita = Coppia in ingresso x Rapporto di trasmissione x Efficienza .
La coppia aumenta perché più ingranaggi planetari condividono il carico simultaneamente. Un sistema con tre ingranaggi planetari distribuisce la forza tangenziale su tre punti di ingranamento, triplicando la capacità di carico rispetto a un ingranamento a ingranaggio singolo con lo stesso diametro primitivo. Ecco perché a riduttore epicicloidale raggiunge densità di coppia da 3 a 5 volte superiori a quelle dei riduttori elicoidali convenzionali di dimensioni equivalenti.
Quando la corona dentata è mantenuta ferma e l'ingranaggio centrale è l'ingresso, il rapporto viene calcolato come:
| Configurazione | Ingresso | Uscita | Membro Fisso | Risultato |
| Riduzione standard | Attrezzatura solare | Portatore di pianeti | Corona dentata | Ridurre la velocità/aumentare la coppia |
| Overdrive | Portatore di pianeti | Attrezzatura solare | Corona dentata | Accelerare/diminuire la coppia |
| Azionamento diretto (1:1) | Due membri qualsiasi bloccati insieme | Terzo membro | Nessuno bloccato | Nessun cambiamento di rapporto |
| Inverso | Attrezzatura solare | Corona dentata | Portatore di pianeti | Inversione di direzione |
Un singolo stadio planetario produce tipicamente rapporti da 3:1 a 10:1. Posizionando due o tre stadi in serie – il trasportatore di ogni stadio guida l'ingranaggio centrale dello stadio successivo – a riduttore epicicloidale può raggiungere rapporti superiori a 100:1 mantenendo compatta la lunghezza complessiva. Ogni stadio aggiuntivo moltiplica il rapporto: un primo stadio 5:1 abbinato a un secondo stadio 7:1 produce una riduzione totale di 35:1 con una coppia in uscita aumentata proporzionalmente (meno perdite di efficienza).
Spostamento in a riduttore epicicloidale si ottiene bloccando o rilasciando selettivamente uno dei tre membri principali - l'ingranaggio solare, il portasatelliti o la corona dentata - utilizzando frizioni, freni o meccanismi a nastro. Lo stesso set di ingranaggi produce rapporti completamente diversi a seconda di quale membro viene trattenuto e quale viene azionato.
Un pacco frizione multidisco blocca la corona dentata all'alloggiamento. L'ingranaggio centrale riceve la coppia del motore. Il portasatelliti gira lentamente, fornendo la massima moltiplicazione della coppia all'albero di uscita, ideale per il lancio e carichi pesanti.
L'unità di controllo della trasmissione (TCU) segnala le variazioni di pressione idraulica. Il primo pacco frizione rilascia la corona dentata mentre una seconda frizione innesta contemporaneamente il portasatelliti o blocca l'ingranaggio centrale. La sovrapposizione è cronometrata in millisecondi per prevenire l'interruzione della coppia: questa è la sensazione di "qualità del cambio" nei moderni sistemi automatici.
Quando due qualsiasi dei tre membri sono bloccati insieme, l'intero set planetario ruota come un'unità solida, producendo un rapporto 1:1. Ciò elimina le perdite interne per scorrimento degli ingranaggi e massimizza l'efficienza del carburante in autostrada.
Un freno a nastro o una frizione bloccano stazionario il portasatelliti. L'ingresso dell'ingranaggio centrale ora guida la corona dentata nella direzione opposta, invertendo la rotazione dell'albero di uscita senza alcun meccanismo di retromarcia separato.
Nell'industriale riduttore epicicloidale Nelle unità utilizzate nell'automazione e nella robotica, il "cambio" assume una forma diversa: il rapporto è fisso in base alla progettazione e i cambiamenti di velocità vengono effettuati a livello del motore tramite azionamenti a frequenza variabile (VFD) o servocontrollori. Lo stadio planetario offre un vantaggio meccanico fisso mentre l'elettronica gestisce la velocità di uscita variabile.
Il vantaggio principale è la densità di coppia. Poiché il carico è distribuito su più ingranaggi planetari in presa parallela, a riduttore epicicloidale raggiunge coppie in uscita da 3 a 5 volte superiori rispetto a un riduttore elicoidale o a vite senza fine con diametro dell'alloggiamento equivalente, rendendolo la scelta preferita quando lo spazio e il peso sono limitati.
La maggior parte delle unità industriali sono a stadio singolo (rapporti da 3:1 a 10:1) o a due stadi (rapporti fino a 100:1). Le configurazioni a tre stadi estendono la gamma oltre 1.000:1, sebbene la perdita di efficienza per stadio significhi che le unità a tre stadi vengono selezionate solo quando il rapporto non può realmente essere raggiunto con due stadi più un motore con una gamma di velocità più ampia.
Il gioco è il gioco angolare tra i denti degli ingranaggi che ingranano e deriva dalle distanze di produzione necessarie. Con precisione riduttore epicicloidale progettazioni, è ridotto al minimo attraverso gradi di tolleranza dei denti ristretti (ISO 5 o superiore), ingranaggi centrali divisi caricati a molla o gruppi planetari precaricati. I modelli a gioco ridotto con valore nominale di 1–3 minuti d'arco sono standard nella servorobotica e nelle applicazioni di posizionamento CNC.
SÌ. Invertendo il flusso di potenza - alimentando la coppia nel portasatelliti ed estraendola dall'ingranaggio solare - a riduttore epicicloidale funziona come moltiplicatore di velocità (overdrive). Questa configurazione viene utilizzata nelle trasmissioni delle turbine eoliche e nei banchi di prova dei generatori in cui la coppia del rotore deve essere convertita in potenza dell'albero ad alta velocità e con coppia inferiore per il generatore.