KURKISTAAharmonisten reduktorienovat innovatiivisia tarkkuusvähennyslaitteita, joissa polyeetterieetteriketoni (PEEK) -komposiittimateriaaleja käytetään harmonisten yliaaltojen käyttörakenteessa yhdistäen perinteisten harmonisten yliaaltojen vähennyslaitteiden korkean välityssuhteen PEEK-materiaalien keveyteen. Seuraavassa on yksityiskohtainen johdanto neljästä ulottuvuudesta: rakenteelliset ominaisuudet, materiaali-innovaatiot, suorituskykyparametrit ja sovellusalueet:
I. Rakenteelliset ominaisuudet
KURKISTAAHarmoniset alennusvaihteet omaksuvat aaltogeneraattorin, joustavan hammaspyörän ja jäykän hammaspyörän klassisen harmonisen käyttörakenteen. Harmonisten alennusvaihteiden ydininnovaatio on 50 % pitkästä lasikuidusta vahvistetun PEEK:n käyttö joustavan hammaspyörän yhtenäisessä ruiskuvalussa, ja jäykän hammaspyörän sisäpyörärengas on PEEK-metallista valmistettu inserttirakenne (teräsjalusta + PEEK-hammaspinta). Aaltogeneraattorin laakerin ulkorengas on integroitu itsevoitelevaan PEEK-häkkiin, mikä poistaa perinteisten harmonisten alennusvaihteiden rasvariippuvuuden. Kokonaisrakenne on suunniteltu topologian optimoinnin avulla, ja joustavan hammaspyörän seinämän paksuuden toleranssi on säädetty ±0,01 mm:n tarkkuudella, jotta varmistetaan tasainen elastinen muodonmuutos kytkennän aikana.
II. Materiaalinen innovaatio
Kevyt läpimurto: PEEK-joustorattaan tiheys on vain 1,5 g/cm³, mikä vähentää painoa 60 % teräksestä valmistettuun joustavaan rattaaseen verrattuna ja alentaa hitausmomenttia 45 %, mikä parantaa merkittävästi robottinivelten dynaamista vastenopeutta.
Väsymiskestävyys: Kuitujen suuntauksen optimoinnin ansiosta PEEK-joustovaihteen taivutusväsymiskestävyys saavuttaa 10⁸ sykliä (nimelliskuormituksella) ja lähestyy 85 %:a teräksen tasosta.
Kitkan optimointi: PEEK-hammaspinnan kitkakerroin on niinkin alhainen kuin 0,05 (kuiva kitkatila), ja yhdistettynä jäykän hammaspinnan PTFE-pinnoitteeseen se mahdollistaa hiljaisen toiminnan ilman öljyä (melu≤55 dB).
III. Keskeiset suorituskykyparametrit
Alennussuhdealue: 50:1 - 320:1 (yksivaiheinen vaihteisto), tukee monivaiheista sarjakytkentää erittäin korkean 10 000:1:n alennussuhteen saavuttamiseksi
Nimellisvääntömomentti: 3–50 N・m (vastaavat mallit HX-14 - HX-50), huippuvääntömomentti voi olla kaksinkertainen nimellisarvoon verrattuna
Tarkkuusindikaattorit: Välys≤1 minuutti, lähetysvirhe≤30 kaarisekuntia, vääntöjäykkyys≥20 N・m/rad
Ympäristön sopeutumiskyky: Käyttölämpötila -40℃180:een℃, yhteensopiva tyhjiöympäristöjen kanssa (voi toimia vakaasti 10 °C:ssa⁻⁶Hyvin)
IV. Tyypilliset sovellusalueet
Yhteistyörobotit: Päätelaitteiden ranneliitokset, kuten UR5e-robotin kuudes akseli, mahdollistavat kevyen ja tarkan tarttumisen
Lääketieteelliset laitteet: Kirurgisten robottikäsivarsien (kuten Da Vinci Xi) pienet liikkuvat nivelet, jotka edellyttävät aseptisten ympäristöjen noudattamista ja vähäisiä sähkömagneettisia häiriöitä
Ilmailu: Satelliittien asennonsäätömekanismit, dronejen mekaaniset käsivarret, niiden tyhjiöön mukautuvuuden ja keveyden hyödyntäminen laukaisukustannusten vähentämiseksi.
PEEK-harmonisten ylijännitettä vaimentavien osien valmistus: Hiilikuituvahvisteisen PEEK-muovin (CF/PEEK) käyttö ylijännitettä vaimentavien osien valmistuksessa voi vähentää muodonmuutosjännitystä vain 1/7:ään teräksen vastaavasta, parantaa vaimennusominaisuuksia ja vähentää resonanssin riskiä. Joustavien ja jäykkien hammaspyörien hampaiden välisten kosketushampaiden määrää voidaan lisätä 47 %, mikä pidentää merkittävästi väsymislujuutta, ja syklien määrä kasvaa metallisten joustavien hammaspyörien 29 000 kerrasta 564 000 kerraan.
PEEK-harmonisten alentajien ominaisuudet: CF/PEEK tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn
Ominaislujuuden ja kulutuskestävyyden kaltaisten etujen lisäksi verrattuna metallipohjaisiin lyhytsylinterisiinPEEK-harmonisten reduktorienCF/PEEK-muovista valmistetuilla PEEK-harmonisten yliaaltojen vaimentimilla on seuraavat ominaisuudet:①pienempi muodonmuutosjännitys,②paremmat vaimennusominaisuudet, jotka vähentävät tehokkaasti resonanssin mahdollisuutta,③lisääntynyt kosketushampaiden määrä ja niveltymisalue joustavan hammaspyörän ja jäykän hammaspyörän hampaiden välillä, mikä parantaa PEEK-harmonisen alennusvaihteen kuormituksenkestoa ja iskunkestävyyttä,④erinomainen väsymiskestävyys jne.
(1) Verrattuna metallipohjaisiin lyhytsylinterisiin harmonisiin alennusventtiileihin, PEEK-pohjaisten komposiittimateriaalien muodonmuutosjännitys on samalla kuormituksella vain 1/7 teräksen jännityksestä. Siksi pienemmässä aksiaalimitassa suunnittelurakenteelle voidaan valita suurempi hammaspyörämoduuli ja säteittäinen muodonmuutoskerroin, mikä tarjoaa suuremman suunnitteluvapauden.
(2) Koko PEEK-pohjaisen komposiittimateriaalista valmistetun harmonisten yliaaltojen vaimentajan ominaistaajuudet ovat 40–45 % korkeammat kuin metallipohjaisten, mikä osoittaa, että PEEK-pohjaisista komposiittimateriaaleista valmistetuilla PEEK-harmonisten yliaaltojen vaimentajilla on paremmat vaimennusominaisuudet ja ne voivat tehokkaasti vähentää resonanssin mahdollisuutta.
(3) Nimellisissä käyttöolosuhteissa, joissa kuormitus on 20 N·m ja nopeus 2000 rad/min, PEEK-komposiittimateriaalista valmistetussa yliaaltoalennusvaihteessa kytkentähampaiden lukumäärä kasvaa 52 pariin, mikä on 47 % enemmän kuin metallissa. Kosketushampaiden lukumäärän ja kytkentäpinta-alan kasvu joustavan ja jäykän hammaspyörän välillä suurentaa hammaspyöräparin kytkentäpinta-alaa ja kosketuspaine jakautuu useammille hammaspinnoille, mikä parantaa PEEK-yliaaltoalennusvaihteen kuormituksenkestoa ja iskunkestävyyttä.
(4) Samalla rakenteella CF/PEEK-lyhytsylinterisillä yliaaltoalennusvaihteilla on parempi väsymiskestävyys. Perinteisillä metallisilla yliaaltoalennusvaihteilla on liiallinen muodonmuutosjännitys, ja joustavat hammaspyörän hampaat kärsivät staattisesta vikaantumisesta, kun syklien määrä saavuttaa 29 000. PEEK-komposiittimateriaaleista valmistetulla joustavalla hammaspyörällä odotetaan olevan 564 000 syklien määrä ja 939,5 tunnin väsymiskestävyys.
