
结构紧凑的解决方案:适于恶劣环境的行星齿轮变速机构
从血液透析分析仪的泵到铁路机车创新性火车门系统,Zeitlauf公司几乎所有的驱动电机配置解决方案都将效率、面向未来和可持续发展作为关键词。
Zeitlauf公司研发生产的Performax Plus行星齿轮变速器已经按预期时间投入到实际应用之中。实践证明,该变速器能够在应用中传递非常大的功率,其非常适于在恶劣环境中使用,并且能输出很大的扭矩(如图)。由于加宽了变速器输入端的齿宽和动力输出端淬火钢材制造的齿圈,因此,其能输出的扭矩几乎翻了一番。
据了解,该变速器如此高的功率特性来源于其特别紧凑的结构设计,通过各个变速箱体之间的轴向螺栓连接,为变速箱内的齿圈提供了利用最大直径齿圈的可能性。轴向螺栓连接的解决方案也把齿轮啮合时最大可能利用的空间扩大了,例如扩大了最小齿圈直径的可能性,也扩大了齿圈所能传递的负载。在传动比方面,Performax系列的变速箱在技术上也是处于领先水平的。它可以在一级变速中实现17:1的变速比,保证了在最小空间中实现了最大的功率输出。另外,它所实现的变速比等级分布非常均匀,尤其是在小变速比范围内划分得非常合理。若配备选购的HRL径向承载机构,还能承受很高的径向载荷。根据输出转速的高低,该设备可承受的最大径向力高达2000N。
创新性的电动机节能解决方案
在企业口号“EQ3 Energy Intelligence”的激励下,Zeitlauf公司未来型的驱动技术解决方案中容纳了许许多多的节能因素,例如本文介绍的应用示例。其中一个应用示例是血液循环泵中使用的特种行星齿轮变速器,其使用的电动机是专门为血液透析分析仪而研发设计的。该变速器保障了设备的安全可靠性,驱动血液循环泵把过滤后的血液重新输回到患者体内。透析机中的血液循环泵在工作时必须绝对精确,运行平稳,技术上毫无缺陷。长使用寿命和无需维护运行是对该结构紧凑的机械驱动装置提出的另一个非常高的要求。
从设计角度来看,这些要求都涉及大变速比的一级变速传动以及越来越高的工作平稳性要求(规定的噪声值<40db(A))。在这样的小型驱动机械中,在研发设计过程中设计者理所当然也要考虑能源利用等一系列问题。Zeitlauf公司最新研发成功的特种行星齿轮变速机构的工作时间已超过了40000h。当一级变速的变速比为34:1时,输出轴的转速可以控制在2~80r/min,输出扭矩为2.2Nm。行星齿轮机构的齿圈也可以安装在塑料壳体中,与其连接的外转子电机也能够提供一个非常有用的性能:同向旋转和很高的输出扭矩。
狭小空间内也能安装使用
在现代化的车门开启和关闭控制系统中,凡是对其工作有绝对的可靠性要求时,都要使用带有行星齿轮变速机构的EtaCrown型冕形齿轮变速器,以满足现代化出入控制系统的要求。现代化的建筑设计方案同样也把无需等待和畅通无阻作为对建筑物出入系统的重要要求,例如集成式的出入门系统,因为客流量很大,所以要尽可能地提高整个出入设施的效率。Zeitlauf公司专门研发设计的带有行星齿轮变速机构的EtaCrown型冕形齿轮变速器满足了这些要求。免维护和可靠性要求变速机构要同时拥有很长的使用寿命和很高的过载承受能力。
坚固的EtaCrownò不仅满足了以上要求,而且还能安装在狭小空间内工作。极短的开启时间要求出入门系统驱动装置能提供很高的加速度,并且能够可靠地输出50Nm的峰值力矩。另外,用户对操作舒适性也提出了较高要求,因此驱动系统工作时的噪声要非常小。当建筑物意外停电时,还要求出入系统能够手动开启和关闭,驱动电机应能够轻松倒转。利用只有少数几家企业才能生产的冕形齿轮变速技术,Zeitlauf公司能够游刃有余的完成这一任务。直齿轮-行星齿轮变速器组合在一起的变型配置在创新性车门系统中得到了应用,满足了对可靠性和安全性的要求。从不断提高的经济性要求出发,铁路机车的设计者希望机车车门系统不仅结构紧凑而且要集成许多其他功能。此外,由于机车会在全球各地使用,因此作为附加条件,要求其变速机构必须适应不同的气候环境,例如温度和湿度的变化。
每一变速级都有着很高的效率
Zeitlauf公司研发生产的变速机构还满足了长期防锈和阻燃的要求。在车门系统驱动装置的研发设计阶段就要考虑这些要求。利用直齿轮-行星齿轮组合变速机构,就极佳地满足了这些要求。它所使用的电动机在整个驱动技术解决方案的寿命周期内都无需维护保养,使用寿命长达30年。这样长的使用寿命只能通过使用高性能的材料、合理的润滑、设计稳定的结构和配合副来实现,而且要成功通过400万次交变载荷的测试。
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