Carrière Press Inkoop
Carrière Press Inkoop
Precisietandwielkasten productselectie perspectief blauw

Technische ondersteuning voor Tandwielkasten

Vind extra informatie over tandwielkasten en hun toepassing. Als u bij het inbedrijfstellen van een van deze tandwielkasten hulp nodig hebt, neem dan vanaf hier contact op met onze ondersteuning. Wilt u een offerte of algemene informatie over onze tandwielkasten, zoals een warmteberekening, neem dan contact op met onze sales of stuur een e-mail aan info[at]faulhaber.com.

Veelgestelde vragen

Zijn al uw tandwielkasten omkeerbaar?

Ja, onze planetaire en cilindrische tandwielkasten zijn ontworpen voor gebruik in beide draairichtingen.

Waarom zijn de motoren vanuit koppeloogpunt niet correct afgestemd op de motor?

Als we kijken naar het maximale koppel dat de motor bij elke tandwielkastverhouding doorlopend kan produceren, overschrijden veel verhoudingen de nominale koppelwaarde van de tandwielkast. Als we elke tandwielkast zouden ontwerpen voor het maximale koppel van de combinatie, zouden de interne tandwielen van de tandwielkast flink moeten worden aangepast (grotere tandbreedte, grotere steekdiameter, ander materiaal etc.). Dergelijke aanpassingen zouden resulteren in een veel groter en duurder product, dat niet meer aansluit bij de doelstelling om de beste prestaties uit de kleinste constructies te halen.

Hoe weet ik of ik een planetaire of cilindrische tandwielkast moet gebruiken?

Planetaire tandwielkasten worden gewoonlijk gebruikt wanneer een hoog koppel is vereist in een beperkte ruimte. Cilindrische tandwielkasten worden gebruikt wanneer een laag stroomverbruik, laag geluidsvolume en hoog rendement is vereist. De relatieve nadelen van planetaire tandwielkasten zijn een hoger stroomverbruik, lagere efficiëntie en hoger geluidsvolume.

Hoe kan ik de uiteindelijke bedrijfsomstandigheden (stroomsterkte, toerental etc.) van een motor-tandwielkastcombinatie berekenen op basis van de koppellast bij de uitvoeras van de tandwielkast?

Laten we voor een algemeen voorbeeld aannemen dat de combinatie van motor en tandwielkast 1724T012SR en 16/7, 43:1 wordt gebruikt met een spanning van 12 V op de motoraansluitingen, en dat een koppel van 71 mNm gewenst is bij de uitvoeras van de tandwielkast.

Tandwielkast 16/7 met een overbrengingsverhouding van 43:1 heeft volgens het gegevensblad een rendement van 70%. Dat betekent dat 30% van het door de motor gegenereerde koppel verloren gaat in de tandwielkast. De makkelijkste manier om het verlies van tandwielkasten te verrekenen is om het vereiste koppel met de toepasselijke hoeveelheid te verhogen en de berekeningen uit te voeren alsof de tandwielkast een rendement van 100% heeft. In dit geval verhogen we het vereiste koppel bij de uitvoeras van de tandwielkast met 30%, wat resulteert in een koppelwaarde (voor berekeningsdoeleinden) van 92 mNm.

Totaal koppel = 71 mNm x 1,3 = 92 mNm.

Het daarbij behorende motorkoppel is dan eenvoudigweg het totale koppel gedeeld door de overbrengingsverhouding:

Motorkoppel = 92 mNm / 43 = 2,1 mNm.

De motorkoppelconstante is de proportionaliteitsconstante die de relatie tussen het koppel bij de motoras en de stroomsterkte in de motorwikkelingen definieert. In dit geval is de koppelconstante voor motor 1724T012SR 14,3 mNm/A. Dat wil zeggen dat de motor voor elke 1 A in de motorwikkelingen 14,3 mNm aan koppel produceert. De reciprook van de motorconstante bedraagt in dit geval 0,070 A/mNm. Omdat we al hebben berekend dat het koppel bij de motoras 2,1 mNm bedraagt, kunnen we de reciprook van de koppelconstante gebruiken om de stroomsterkte van de motor te berekenen aan de hand van de externe last:

Stroomsterkte = 0,070 A/mNm x 2,1 mNm = 147 mA

De motor heeft een kleine hoeveelheid interne wrijving die moet worden overwonnen met een proportionele hoeveelheid stroom. Deze stroom wordt gedefinieerd als de nullaststroom van de motor. In dit geval bedraagt de waarde 8 mA (volgens het gegevensblad). Aangezien de motor 147 mA nodig heeft voor aandrijving van de externe last en 8 mA voor het overwinnen van zijn eigen interne weerstand, bedraagt de totale vereiste stroomsterkte voor deze toepassing 155 mA.

Het toerental van een gelijkstroommotor is een lineaire functie van de last die deze aandrijft. De proportionaliteitsconstante die de relatie tussen het motortoerental en het motorkoppel weerspiegelt, is de helling van de koppel-toerentalkromme. Deze helling wordt berekend door het nominale onbelaste toerental van de motor (toerental bij nominale spanning en een externe last van nul) te delen door het blokkeerkoppel (een snelheid van nul en het maximale koppel). In het geval van motor 1724T012SR wordt de helling van de koppel-toerentalkromme als volgt berekend:

Helling = DY/DX = -7900 rpm / 10,5 mNm = -752 rpm / mNm

Merk op dat de helling van de lijn een negatieve waarde is, wat erop duidt dat de toerentalverliezen groter zullen zijn naarmate de motorbelasting toeneemt. In dit geval hebben we een motorbelasting van 2,1 mNm berekend. Het toerentalverlies van de motor als gevolg van deze externe last bedraagt dan:

Toerentalverlies = -752 rpm / mNm x 2,1 mNm = -1579 rpm

Als er geen last aan de motoras is gekoppeld, bedraagt het motortoerental 7900 rpm. Bij een last van 2,1 mNm verliest de motor 1579 rpm ten opzichte van de nullastwaarde. Bij deze toepassing wordt het motortoerental dus als volgt berekend:

Motortoerental = 7900 rpm - 1579 rpm = 6321 rpm

Het toerental van de motor bij de uitvoeras van de tandwielkast onder belasting is simpelweg het motortoerental gedeeld door de overbrengingsverhouding. In dit geval:

Uitgangstoerental = 6321 rpm / 43 = 147 rpm

We hebben aan het begin van dit voorbeeld al rekening gehouden met het vermogensverlies in de tandwielkast, dus we hoeven deze factor nu niet meer mee te wegen.

Als u hulp nodig hebt bij het berekenen van uw specifieke toepassing, neem dan contact met ons op.

Waar moet ik verder rekening mee houden bij het kiezen van een precisietandwielkast?

Onze micromotoren kunnen worden gecombineerd met een breed scala aan planetaire en cilindrische tandwielkasten. Enkele uitzonderingen daargelaten zijn de invoertandwielen van de tandwielkasten van kunststof om geluid bij hoge toerentallen te verminderen. Voor toepassingen met hoge koppelwaarden zijn geheel metalen invoertrappen beschikbaar. Naast ons standaardassortiment bieden we een groot aantal opties om te voldoen aan individuele toepassingsvereisten.

Bij het kiezen van een tandwielkast moet u er rekening mee houden dat deze meer beïnvloedt dan alleen het toerental en koppel bij de uitvoeras. Let onder meer op het volgende:

Speling: er is sprake van speling als de uitvoeras van een tandwielkast of aandrijflijn in beide richtingen een zekere vrije slag heeft. Speling kan worden veroorzaakt door royale ontwerptoleranties, tandwielslijtage, kleine bewerkingsfouten bij de productie van de tandwielen etc. De speling wordt gemeten bij de uitvoeras van de tandwielkast en bedraagt meestal tussen 1 en 7 graden. Speling is lastafhankelijk en neemt toe naarmate de last toeneemt. Speling kan aanzienlijke fouten veroorzaken in positioneringssystemen en moet worden gecompenseerd.  Bij kleine gelijkstroommotoren zijn asencoders normaal gesproken gemonteerd op de motoras en niet op de uitvoeras van de tandwielkast. Dat betekent dat de positie van de motorarmatuur ten opzichte van de verwachte positie van de uitvoeras kan afwijken met de mate van speling in de tandwielkast. 3 graden speling bij de uitvoeras kan een afwijking van honderden encoderpulsen tot gevolg hebben, afhankelijk van de resolutie van de encoder en de overbrengingsverhouding van de tandwielkast. Als u bijvoorbeeld een asencoder met 512 pulsen en een overbrengingsverhouding van 43:1 gebruikt, kan een afwijking van 3 graden bij de uitvoeras van de tandwielkast een permanente afwijking van 183 encoderpulsen veroorzaken.

Speling kan in één richting worden geëlimineerd door de as te belasten alvorens een beweging te starten. Bij meer dynamische bidirectionele toepassingen kan speling elektronisch worden gecompenseerd door een externe absolute encoder te gebruiken en de uitvoer van die encoder te vergelijken met die van de asencoder. De motion controller kan worden geprogrammeerd voor correctie van de positiefout. FAULHABER biedt ook spelingsvrije tandwielkasten die speling mechanisch elimineren. Het gaat dan om dubbel uitgevoerde cilindrische tandwielkasten waarin de afzonderlijke trappen tegen elkaar worden voorbelast om de asspeling op te heffen. Neem contact op met een toepassingstechnicus van FAULHABER als u vragen hebt over het elimineren van speling in uw toepassing.

Lagerkeuze: in toepassingen waarbij hoge radiale en axiale belastingen op assen worden uitgeoefend, worden meestal kogellagers gebruikt. Houd er echter rekening mee dat kogellagers in sommige gevallen meer geluid produceren. Raadpleeg het gegevensblad van de tandwielkast voor asbelastingsspecificaties. Voor toepassingen met lagere koppelwaarden, een lagere radiale asbelasting en constante belastingskarakteristieken zijn gesinterde lagers beschikbaar. Keramische lagers zijn een alternatief voor kostengevoelige toepassingen waarbij een langere levensduur en verbeterde radiale belastbaarheid van belang zijn. FAULHABER heeft een eigen serie keramische glijlagers ontwikkeld. Deze lagers zijn bestand tegen hogere radiale belastingen dan conventionele lagersystemen van gesinterd brons. De prijzen van de keramische lagers liggen ook aanzienlijk lager dan die van kogellagers.

Bij het persen van onderdelen op de uitvoeras van een tandwielkast moet voorzichtig te werk worden gegaan. We raden aan om de op het gegevensblad van de tandwielkast gespecificeerde perskrachten niet te overschrijden. Dit kan leiden tot schade aan de lagers en de interne tandwielen. In sommige gevallen (alleen bij kogellagers) zijn de aslagers van tandwielkasten op voorspanning gebracht met een kleine gegolfde ring onder de borgring van het lager. Als de op het gegevensblad gespecificeerde perskrachten worden overschreden kan deze ring beschadigd raken, waardoor de lagervoorspanning teniet wordt gedaan. Dit zal de prestaties van het lager beïnvloeden en moet te allen tijde worden vermeden.

Smering: de smering van tandwielen en lagers kan een bepalende factor zijn in de prestaties van een tandwielkast. Alle lagersystemen van tandwielkasten en aandrijflijnen van FAULHABER zijn gesmeerd voor hun volledige levensduur. Nasmeren is niet nodig en wordt niet aanbevolen. Het gebruik van niet-goedgekeurde smeermiddelen op of rond de tandwielkasten of motoren kan hun werking en levensduur negatief beïnvloeden. De standaard smeermiddelen voor reductiedrijfwerken zijn geformuleerd om optimale prestaties gedurende de levensduur te combineren met een minimaal stroomverbruik bij nullast. Voor een langere levensduur en zware omstandigheden zijn geheel metalen tandwielen en speciale smeermiddelen voor zwaar gebruik beschikbaar. We bieden ook tandwielkasten met speciale smering voor gebruik onder vacuüm of bij extreme temperaturen. Neem contact op met een toepassingstechnicus van FAULHABER voor meer informatie over het aanpassen van de smering aan speciale bedrijfsomstandigheden.

Ingangstoerental en draairichting: het ingangstoerental dat is vermeld op het gegevensblad van FAULHABER-precisietandwielkasten is het aanbevolen toerental voor een maximale levensduur. Met deze specificatie beogen we niet om de ingangstoerentallen van tandwielkasten onder de opgegeven waarde te houden. De specificatie kan worden opgevat als een veilige gemiddelde waarde. Mogelijk is het voor uw toepassing minder belangrijk dat de tandwielkast de volle levensduur meegaat. Het gespecificeerde ingangstoerental kan veilig worden overschreden, afhankelijk van de prestatievereisten. Neem contact op met een toepassingstechnicus van FAULHABER als u vragen hebt over het ingangstoerental van uw specifieke tandwielkast. Alle door FAULHABER aangeboden tandwielkasten zijn omkeerbaar. In de gegevensbladen kunt u de tekens = en ≠ tegenkomen. Laat u hierdoor niet van de wijs brengen. Dit geeft simpelweg aan of, bij levering van positieve spanning aan de plusaansluiting van de motor en negatieve spanning aan de minaansluiting, de uitvoeras van de tandwielkast draait in de draairichting van de motor of in de tegenovergestelde richting (afhankelijk van de overbrengingsverhouding). Als u vragen hebt over enige specificatie in onze gegevensbladen, aarzel dan niet om contact op te nemen met een van onze toepassingstechnici.

Blokkeren, afremmen en terugdwingen: in het algemeen raden we af om onze tandwielkasten te blokkeren terwijl de motor draait. Door het brede scala aan overbrengingsverhoudingen dat beschikbaar is voor tandwielkasten is het zeer waarschijnlijk dat de motor ook bij lage stroomsterktes al voldoende kracht levert om door de tandwielkast heen te duwen. Dat wil zeggen dat het door de motor gegenereerde koppel groot genoeg is om de tandwielen in de latere trappen van de tandwielkast te vernielen of zelfs de uitvoeras te breken. Als een tandwielkast moet worden geblokkeerd om deze te stoppen, moeten de geschikte stroomlimieten van de toepassing met grote zorg worden bepaald.

Terugdwingen van onze tandwielkasten wordt niet aanbevolen. Terugdwingen houdt in dat een koppel wordt uitgeoefend op de uitvoeras van de tandwielkast dat op zijn beurt de richting van de invoertrappen van de tandwielkast omkeert. Dit kan de tandwielkast beschadigen op uiteenlopende manieren, waaronder het vastlopen of breken van de uitvoeras.

FAULHABER DC-motor studentenproject van een bestuurderloze raceauto huebner header
Application
Borstelloze DC-motoren
Consumer
Precisietandwielkasten
“Formula Student Germany”-wedstrijden op de Hockenheimring

Zelfrijdende auto's staan vol in de aandacht, zowel van de deskundigen als van de media. In augustus 2017 namen zelfrijdende raceauto's het voor het eerst tegen elkaar op in de wedstrijd “Formula Student Driverless”, als onderdeel van de “Formula Student Germany”-wedstrijden op de Hockenheimring in…

Aanbevolen inhoud

Hier vindt u externe materialen van YouTube bij dit artikel. Klik om ze te bekijken.

Ik ga ermee akkoord om externe inhoud te zien. Ik ben me ervan bewust dat mijn persoonlijke gegevens kunnen worden gedeeld met externe platformen. Raadpleeg voor meer informatie ons privacybeleid.