Kako Visokotehnološki Materiali Prihranijo Do 60% Teže Na Sklopkah

2023 Avtor: Hannah Pearcy | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-08-25 03:39

Ko gre za smiselno rabo energije in virov, je to že dolgo jasno za vesoljsko industrijo, pa tudi avtomobilsko industrijo: cilj mora biti zmanjšanje množic, da bi povečali hitrost ali prihranili energijo. Vendar to velja tudi za proizvodne stroje, kot so industrijski roboti, obdelovalni stroji ali ročni stroji: Tudi tu lahko zmanjšanje mase prihrani vire ali poveča zmogljivost

R + W s svojimi varnostnimi sklopkami sledi tudi trendu splošne strojne in rastlinske tehnike, ki proizvaja vedno višjo kakovost s konstantno natančnostjo ob vedno nižjih stroških. Pri tem ima pomembno vlogo tudi lahka konstrukcija: nižji vztrajnostni momenti zaradi izbire novih visokotehnoloških materialov v kombinaciji z novimi premazi povzročijo izjemno zmanjšanje teže, hkrati pa povečajo navorni navor.

Frank Kronmüller, poslovodni direktor, R + W Antriebselemente GmbH

Gradnja v celoti pokrita

Kompaktna serija SL sklopke iz R + W deluje popolnoma brez igre zahvaljujoč preizkušenemu principu zaklepanja s kroglico na vzmet. Razvijalci proizvajalca sklopk so v sodelovanju z univerzami v samo dveh letih pregledali serijo. R + W se ni omejeval na nadaljnji razvoj ali optimizacijo, ampak je zasnoval, konstruiral in izdelal povsem novo serijo. To je bil edini način za dosego cilja zmanjšanja 50% teže.

Serija spojk SL je narejena iz visokotehnoloških materialov v kombinaciji z edinstvenim premazom. To zmanjša težo do 60% v primerjavi s standardnimi serijami. Sklopka za omejitev navora do 160 Nm ima le mrtvo maso 370 g in vztrajnostni moment mase 0,8 × 10 ^-3 kg m ².

Serija obsega štiri velikosti. Od 10 Nm do 700 Nm lahko navora varno omejite. Poleg izbire materialov je bilo zmanjšanje teže doseženo tudi s stiskanjem posameznih komponent - ne da bi to vplivalo na vzdržljivost ali natančnost. Varnostne sklopke v lahki izvedbi serije SL lahko dosežejo čas cikla do 10.000 odklopov ali več. Uporaba novih disk vzmeti, posebej razvitih za R + W, v kombinaciji z nadaljnjim razvojem načela zaklepanja kroglice vodi do povečanega navora do 40%.

Dodatne informacije na prvi pogled: Prednosti lahkih konstrukcij

• Procesi za varčevanje z energijo
• nizki stroški izdelave
• manjša uporaba materialov

Dodana vrednost se lahko ustvari zlasti pri dinamičnih aplikacijah, kot je izvajanje večjega pospeška s hkratnim povečanjem natančnosti.

Vodilni proizvajalec letal in letalske opreme je eden od uporabnikov novih sklopkki je iskal varnostno sklopko za inteligentno dvižno napravo v mobilnih kabinah za transport in servisna dela. Cilj: s kompaktno zasnovo zmanjšati vztrajnostne trenutke. Odvisno od tipa zrakoplova je treba navorni moment vključiti med 40 in 135 Nm z največjo skupno dolžino 30 mm in največjo skupno maso 200 g v mizo za škarje v zaprtem prostoru. Podjetje je izbralo lahke varnostne sklopke podjetja R + W. Sklop serije SLP 30 je bil prilagojen drugim zahtevam kupca: z zaščito pred preobremenitvijo v zaprti izvedbi, zaščiten pred tekočimi mediji in umazanijo, se lahko uporablja v vsakem vremenu.

Mrtva teža le 200 g

Tudi v tej aplikaciji je z uporabo visokotehnoloških materialov teža lahko zmanjšala do 60%. Na primer, z omejitvijo navora do 135 Nm ima SLP 30 le mrtvo maso 200 g in inercijski masni moment 0,1 × 10 ^-3 kg m ². Zaradi posebnega zoženja osnovnega telesa in pritrdilne prirobnice varnostna sklopka reagira v milisekundi z natančnostjo ponovitve ± 5%.

Industrijska sklopka za električne avtomobile

Tudi tisti, ki vozijo električni avtomobil, lahko pridejo v situacije, ki jih prisilijo, da močno zavirajo. Zavorna energija, ki se sprosti, pa pri prenosu prinese visok trenutek - višji, kot bi se ga spopadli. Varnostna sklopka zato zagotavlja njegovo zaščito.

Mehansko preklapljanje varnostnih sklopk dejansko zaščiti sisteme in stroje v primeru trka ali nepravilnega delovanja. A sklopke lahko naredijo več - s prilagoditvami jih je mogoče uporabiti tudi v električnih vozilih. Za pilotni projekt so inženirji na R + W razvili tudi mehansko varnostno sklopko za to aplikacijo. Nahaja se med dvema pogonima gredoma na menjalniku in zavorami. Pri polnem zaviranju se ustvarjena sila porazdeli na zavore na različne načine. Ker ima zavorna energija večji navor, kot omogoča menjalnik, mora biti menjalnik zaščiten pred zadnjim navorom zavor.

Navodila stranke so bila mehanska varnostna sklopka z največjo maso 1,5 kg min za preobremenitev več kot 600 Nm pri 1100 ^-1. To bi lahko dosegli s TÜV certificirano modelno serijo SLN serije 300. Loči vhodno in izhodno stran v milisekundnem območju. Varnostna sklopka deluje tako, da je povratna zaščita zagotovljena. Serija SL je izdelana iz zlitin - novih za tehnologijo spajanja - v kombinaciji s premazi. Sklopka za omejitev navora 600 Nm, kot bi jo lahko uporabljali v električnem vozilu, ima mrtvo maso 1,5 kg in vztrajnostni moment mase 3 × 10 kg m ².

Poleg izbire materialov so razvijalci dosegli tudi zmanjšanje teže s stiskanjem posameznih komponent, ne da bi to negativno vplivalo na trajnost ali natančnost. Te varnostne sklopke v lahki konstrukciji lahko realizirajo čas cikla do 10.000 odklopov ali več.

Uporaba diskovnih vzmeti, posebej razvitih za R + W - imajo posebno značilno krivuljo - je v kombinaciji z optimizacijo mehanizma za zadrževanje kroglic povzročila povečanje navora do 50%, natančno omejitev navora in kratke preklopne čase.

Uporabnik, ki se srečuje z mehatronsko tehnologijo pogona

Uporabnik, ki se srečuje z mehatronsko pogonsko tehnologijo, je osredotočen na mehanske sestavne dele zobnikov, sklopke in zavore ter na njihovo zasnovo, dimenzioniranje in interakcijo v celotnem mehatronskem sistemu.

Več informacij

Minimalna obraba

Sklopka se začne premikati šele po preseganju nastavljenega navora za izklop. Kroglice puščajo svoje stožčaste naslone in pretok navora se prekine. Sila vzmeti se zmanjša proti ničli. Premiki kroglice naprej in nazaj v njihovih naslonih v mejnem območju nastavljenega navora sprostitve niso mogoči. Izogibajte se obrabi sklopke med delovanjem pod navorom izklopa. Zmanjšana sila vzmeti med postopkom preklopa in svetlobni preklopni obroč zmanjšata silo in obrabo med preklapljanjem na minimum.

Mednarodna vesoljska postaja ISS je eden največjih tehnoloških projektov sodobnega časa. Od leta 2000 med dvema in tremi astronavti raziskuje ključne teme, kot so vede o življenju ali ved o materialih. Nemški znanstveniki posebej preučujejo sistem človekove ravnovesja, osnovne fizike (raziskovanje plazme) in sevalno biologijo.

Regresija kosti in mišic astronavtov med bivanjem do 6 mesecev je znano dejstvo, saj se pod breztežnostjo človeško telo spreminja. Tudi vesoljski zdravniki vedo, da ko dolgo ostaneš v vesolju, se obramba pred okužbo zmanjša, da se spremeni ravnovesje sladkorja in da kosti in mišice odstopijo zaradi manjšega stresa.

Trenirajte varno na ISS

Da bi se izognili regresiji mišic, sta sistem ESA in OHB razvila posebno vadbeno napravo. Podobno kot na veslaški klopi se lahko trenirajo tudi posebni mišični deli astronavtov. Posebna različica varnostne sklopke SK1 R + W, izdelana iz nerjavečega jekla, v različici, ki je optimizirana in zapečatena, služi kot zaščitna funkcija pri tej vadbeni napravi. Kot enota za preobremenitev v kotno sinhroni izvedbi je občutljiva obremenitvena enota zaščitena, če astronavt uporabi preveč sile. Ponovni zagon po 360 ° omogoča natančen položaj krmila. Po 15-dnevnem času letenja je bila vadbena naprava brez vzdrževanja trajno vgrajena v vesoljsko postajo in jo od takrat uporablja posadka za izgradnjo mišic.

Zgradba posebne varnostne sklopke se na številnih področjih sklopke razlikuje od standardne konstrukcije. Proizvajalec sklopke je izpolnil zahtevo po "lahki" in posebej zapečateni varnostni komponenti z zmanjšanjem teže obstoječe serije varnostnih sklopk in dolgoletnimi izkušnjami na področju vakuumskih aplikacij.

Izbira posebnih materialov in stiskanje uporabljenih komponent sta bila odločilna za zmanjšanje teže - seveda brez vpliva na trajnost ali natančnost.

Posebno tesnjenje preprečuje, da bi maščobe uhajale

Komponente za preobremenitev, ki temeljijo na načelu zadrževanja kroglice, potrebujejo mazivo. To preprečuje korozijo komponent pri nenehni uporabi ali prekomerno obremenitev komponent v primeru preobremenitve (odklop sklopke). Zaradi preostalega trenja diskovne vzmeti se sklopka med ponavljajočimi postopki odklopa segreje, kar vodi v manjšo viskoznost maščobe. Odvečna maščoba ali mazivo uhajata.

Ravno tega ravnanja je bilo treba preprečiti z varnostno sklopko v vesolju. Posebna tesnila na vseh delih in delih sklopke, vključno z podaljšanim preklopnim obročkom, hermetično zaprejo maščobo v sklopki. Prepreči se morebitno puščanje nepotrebne maščobe po večkratnem odstranjevanju.

Poleg tega ESA zahteva, da so vsi uporabljeni materiali odobreni za vesoljsko industrijo. Sestavne dele varnostne sklopke je bilo treba vnaprej preizkusiti, zlasti na področju močno obremenjenih mehanskih komponent. Po uspešnem TÜV pregledu varnostnih sklopk R + W za standardne aplikacije je bil izveden notranji pregled po podobnih merilih. Končna dokumentacija ali seznam vseh komponent je ustrezala visokim zahtevam vesoljske industrije. R + W zato razvija, oblikuje in izdeluje varnostne sestavne dele ne samo za "vesoljsko industrijo, ampak tudi za" resnično "uporabo v vesolju. To kaže strokovno znanje in strokovnost proizvajalca za nenavadne zahteve.

Vsota sprememb načela zaklepanja kroglice in uporabe novih materialov sta R + W omogočila razvoj niza varnostnih sklopk Torqlight SL, ki ne povzročajo povratnih udarcev. To zagotavlja lahkotno, kompaktno varnostno sklopko z visoko gostoto moči. (ud)