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减速机工作原理及常见故障排查

时间:2023-03-16 10:47:19来源:今日减速机

导语:​减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比.

     减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比.

  当提及国产机器人精度不够,机器人寿命短的问题,大家可能都会埋怨我们的国产减速机不够,有人说我们国产减速机精度不够,寿命时间短,总之问题出现了一大堆。

  

 减速机原理动态演.gif

  减速机原理动态演示

  可为什么国产机器人用的减速机跟四大家族的一模一样,但是装出来的效果就是比四大家族的差呢?其实问题不光来自减速机,比如装配,系统都会出现问题,今天就让小编来教给大家如何辨别减速机的优劣。

  

减速机原理动态演示.gif

  减速机原理动态演示

  减速机原理解析

  01RV减速机

  RV减速机是蜗轮蜗杆减速机家族中比较常见的减速机之一,它由蜗杆和蜗轮组成,具有结构紧凑,传动比大,以及在一定条件下具有自锁功能的传动机械,是最常用的减速机之一而且振动小,噪音低,能耗低。

  工作原理:RV减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比。减速机是一种动力传达机构,利用齿轮的速度转换器,将马达的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的机构。

  

RV减速机原理动态演示.gif


  RV减速机原理动态演示

  普遍认为机器人行业的RV三巨头是帝人、住友、SPINEA,强调机器人界是因为有些减速机也很厉害,但并没有广泛应用在机器人行业,比如柴埃浮,减速机的性能跟精度也十分高,但是主要应用在高端机床上,工业机器人行业并没有多少。

  02谐波减速机

  用于负载小的工业机器人或大型机器人末端几个轴,谐波减速器是谐波传动装置的一种,谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括:刚轮、柔轮、轴承和波发生器三者,四者缺一不可。其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。谐波减速机用于小型机器人特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高,单级传动比大。

  工作原理:谐波齿轮减速器是一种由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成,谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新型传动结构,它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波,引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别,在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性。谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点,和普通减速器相比,由于使用的材料要少50%,其体积及重量至少减少1/3。

  

谐波减速机原理动态演示.gif

  谐波减速机原理动态演示

  5步教你快速识别减速机优劣

  01传动效率:输出功率降低

  传动效率是减速机重要评价指标之一。要测试传动效率是需要专业设备的,客户自己比较难测出具体数据,但是做横向对比是可以的。发热就是最直观的一个对比方式,我们曾经学习过的物理告诉我们,能量是守恒的,热量散发的比较大就代表电机更多的功率被用来消除摩擦了,那输出功率自然就少了。输出功率少了,负载能力自然就弱,则会导致力度缺失,加速度自然就小,节拍自然就慢了。

  02寿命:时间决定品质

  减速机的寿命主要取决于轴承的寿命,一般来说,轴承是最先损坏的,特别是谐波减速机。RV减速机的话,行星结构部分也是易损坏的点。提前磨损的情况一般会在数月到一年左右出现,视运行情况而定,所以那些趁着机器人需求量增大而大量出货的减速机厂家就要注意了。

  03发热:要精度还是要热量

  减速机精度取决于齿轮的啮合程度,啮合间隙过大,减速机的精度越差,而采用微过盈的方式,精度就会提高,但是就会导致发热过大的问题。RV减速机上,采用帝人结构的发热区别还没有那么明显,而同样是谐波减速机,不同品牌的发热程度就差很多了。别的不说,谐波里面,HD是唯一一家既可以精度高又可以发热少的厂家。

  04精度:考量减速机的重要指标

  这里包括了两种,一种角传动精度,这是减速机手册里都会做出标识,这影响的是机器人的绝对定位精度;另一种是重复定位精度,这是减速机手册里没有,这影响的是机器人的重复定位精度。角传动精度一般减速机厂家都有专业的设备,但是客户自己也可以设计一些简易的方法去测。重复定位精度也一样。

  05漏油:真假漏油如何分辨?

  不管什么减速机,这是必定要面对的问题。而漏油的原因是比较复杂,涉及到油封品牌、油封装配、轴的加工工艺、使用方法等等。而且漏油还分真漏油和假漏油。所谓假漏油,是指在运行之后不久出现漏油,漏油量不多,而且短时间后就不再出现。这种一般是内部的压力释放,压力释放了就没事了。而真漏油出现的时间点就不定了,可能是一开始就漏了,这时很可能是产品品质或装配品质问题;也有可能是运行很长时间之后出现,这一般是油封寿命问题。使用不当除外。

  减速机故障排查方法

  01“O”型圈魔咒

  除了减速机本身的油封问题外,机器人厂家在减速机组件的设计和装配上也会有影响,因为减速机的密封,除了油封之外,还有O型圈。

  O型圈是产品密封设计非常普遍的一种标准件,也有相应的国标可以查询。机器人减速机中,大部分厂家会配好O型圈跟加工好O型圈槽。有些情况下,厂家是不配O型圈的,减速机上也没有O型圈槽,这个时就需要在安装法兰上设计了。但是由于毛细现象,基油还是会渗透。

  02装配设计与装配工艺

  为什么国内许多厂家都很疑惑使用了相同的HD、帝人减速机,但就是比四大家族的先损坏呢?这可能是装配工艺不成熟惹的祸,结构是可以很直观地拆开看到跟模仿的,但是装配设计跟工艺是在机器人看不出来,甚至图纸里也看不出来的。成熟的机器人厂商会有专业的工艺工程师,专门研究机器人的装配,包含减速机装配。

  03伺服控制

  伺服控制对减速机有着很大影响滴。这里伺服控制包含了电机、驱动器、控制器这整个系统,伺服性能差,或者伺服没有调好的话,在不同的速度或负载下,电机是容易抖动的,甚至是机械设计不好的话,共振也是经常发生的。在伺服选择上,也是国产机器人不太重视的地方,国产机器人都强调性价比,然而在实际操作中,很多会变成更多是注重价格,而不是性能。

  04超时使用

  机器人能不眠不休的工作?其实是误解。第一,机器人是需要休息的,一般会建议机器人每工作12个小时休息1小时,当然这是针对相对差一点的工作环境,如果机器人本身工作得很舒服,那24小时跑也不是不可以;第二,机器人是需要保养的,机器人也是一种精密设备,是需要定期做一些保养的,来降低损耗率并延长使用寿命,跟汽车是一样的。

  05超载使用与冲击

  这个情况在国内比较常见。每一款机器人都有标明设计的负载和惯量,注意是负载跟惯量两个要素,很多客户会只看负载,不看惯量,所以有时负载并没有超,但是惯量超了很多,那机器人也是会有各种问题的。

  另外一个问题就是冲击问题,这是最纠结的地方了。冲击有两种,一个是碰撞,一种是急停,包含拍急停或者突然断电。冲击对RV来说相对还好一点,毕竟RV刚性好很多,当然冲击次数也不能太多,但对于谐波,冲击就非常敏感了。碰撞一般是调试过程中发生或者生产中的意外,这个总体来说都是意外,不是主观的,但是急停这个很多时候就是主观的不规范操作了。


标签: 减速机

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