Ako hrubší rozvodový remeň ovplyvňuje tuhosť prevodovky a presnosť polohovania

Rozvodové remene sú široko používané prevodové komponenty s pozitívnym pohonom v automatizačných zariadeniach, CNC strojoch, baliacich systémoch, lineárnych moduloch a aplikáciách presnej dopravy. Keďže priemyselné zariadenia sa neustále vyvíjajú smerom k vyššiemu zaťaženiu, vyššiemu zrýchleniu a väčšej presnosti polohovania, mechanické obmedzenia ozubených remeňov štandardnej hrúbky sú čoraz zreteľnejšie.

Zahustené rozvodové remene sú vyvinuté zväčšením konštrukčnej hrúbky tela remeňa pri zachovaní pôvodného rozstupu a profilu zubov. Toto konštrukčné vylepšenie výrazne zlepšuje mechanický výkon, najmä pokiaľ ide o tuhosť prevodovky a presnosť polohovania, vďaka čomu sú zosilnené rozvodové remene dôležitým riešením pre vysokovýkonné hnacie systémy.

Definícia tuhosti prevodovky v systémoch rozvodového remeňa

Tuhosť prevodu sa vzťahuje na schopnosť mechanického pohonného systému odolávať elastickej deformácii pri zaťažení. Pri pohonoch s rozvodovým remeňom je tuhosť primárne ovplyvnená nasledujúcimi faktormi:

• Modul pružnosti materiálov pásu

• Charakteristiky predĺženia ťahových kordov

• Efektívna plocha prierezu pásu

• Stabilita záberu zubov s remenicou

Počas prevádzky rozvodové remene podliehajú elastickému predĺženiu pôsobením ťahovej sily. Toto predĺženie priamo ovplyvňuje odozvu systému, stabilitu zaťaženia a presnosť riadenia pohybu. Zhrubnuté ozubené remene znižujú elastickú deformáciu zväčšením efektívneho nosného prierezu, čím sa zvyšuje celková tuhosť.

Vplyv zosilnených rozvodových remeňov na pozdĺžnu tuhosť

Pozdĺžna tuhosť úzko súvisí s ťahovou vrstvou v rozvodovom remene. Zhrubnuté ozubené remene zvyčajne obsahujú ťahané kordy s väčším priemerom alebo väčším počtom vyrobených z ocele, aramidu alebo materiálov zo sklenených vlákien. Pri rovnakých úrovniach napätia vykazujú zosilnené ozubené remene výrazne nižšie axiálne predĺženie.

Pri aplikáciách s vysokým krútiacim momentom alebo dlhým zdvihom zvýšená pozdĺžna tuhosť účinne minimalizuje odchýlku polohy spôsobenú kolísaním zaťaženia. Pre servopoháňané systémy vyžadujúce časté zrýchľovanie a spomaľovanie poskytujú zosilnené rozvodové remene stabilnejší a konzistentnejší prenos sily v dynamických prevádzkových podmienkach.

Zlepšenie štrukturálnej a laterálnej tuhosti

Zväčšujúca sa hrúbka pásu tiež zvyšuje celkovú tuhosť konštrukcie. Hrubšie telo remeňa má za následok vyšší moment zotrvačnosti, čím sa zlepšuje odolnosť proti bočnej deformácii pri zábere remenice.
Rovnomernejšie rozloženie napätia v koreni zuba
Stabilný kontakt zubov pri veľkom zaťažení
Znížené bočné vibrácie tela remeňa

Zlepšená štrukturálna tuhosť je výhodná najmä pri vysokorýchlostných operáciách a viacosových synchronizovaných systémoch, kde môže inak deformácia pásu spôsobiť osciláciu a nestabilitu pohybu.

Presnosť polohovania v prevodových systémoch rozvodového remeňa

Presnosť polohovania pozostáva z opakovateľnosti a absolútnej presnosti polohovania. V systémoch rozvodového remeňa sú chyby polohovania primárne spôsobené:

• Elastické predĺženie pásu

• Vôľa záberu zubov

• Prechodná deformácia pri premenlivom zaťažení

• Únava materiálu pri dlhodobej prevádzke

V systémoch s presným pohybom môže byť dokonca aj minimálne predĺženie remeňa zosilnené na merateľné chyby polohovania na hnanej osi.

Priamy vplyv zosilnených rozvodových remeňov na presnosť polohovania

V dôsledku zníženej elastickej deformácie, zosilnené ozubené remene výrazne znižujú premiestnenie spôsobené záťažou za rovnakých prevádzkových podmienok.
Nižšie predĺženie na jednotku zaťaženia
Znížený polohový odskok počas pohybu štart-stop
Vylepšená konzistencia opakovaných pohybových cyklov

V lineárnych moduloch, pohybových platformách XYZ a automatizovaných nakladacích systémoch prispievajú zosilnené rozvodové remene k vyššej presnosti opakovaného polohovania a predvídateľnejšiemu správaniu riadenia pohybu.

Výkon v dynamických prevádzkových podmienkach

Aplikácie s vysokou akceleráciou a vysokofrekvenčným štartom a zastavením spôsobujú značné zotrvačné sily na rozvodové remene. Zhrubnuté rozvodové remene so zvýšenou tuhosťou dosahujú stabilné napnutie rýchlejšie počas fáz zrýchlenia a spomalenia.

Táto charakteristika umožňuje pohybovým systémom udržiavať presnosť trajektórie pri vyšších rýchlostiach a zároveň znižovať závislosť na kompenzácii ovládača. Zhrubnuté ozubené remene sa preto dobre hodia pre automatizované výrobné linky a vysokorýchlostné baliace zariadenia.

Dlhodobá stabilita presnosti polohovania

Pri predĺženej životnosti dochádza u rozvodových remeňov k únave materiálu a zmenám mikroštruktúry. Zhrubnuté rozvodové remene pracujú pri nižšej úrovni namáhania pri rovnakom zaťažení, čo vedie k zlepšenej odolnosti proti únave.
Menšie trvalé predĺženie v priebehu času
Znížená miera opotrebovania zubov
Pomalšie zhoršovanie presnosti polohovania

Pre priemyselné aplikácie, kde sú kritické intervaly údržby a dlhodobé zachovanie presnosti, ponúkajú zosilnené rozvodové remene jasné výkonnostné výhody.

Hodnota zahustených ozubených remeňov vo vysoko presných aplikáciách

V presných montážnych zariadeniach, kontrolných systémoch a pomocných polovodičových strojoch tuhosť prevodovky a presnosť polohovania priamo ovplyvňujú kvalitu produktu a spoľahlivosť zariadenia. Zhrubnuté rozvodové remene zvyšujú výkon systému prostredníctvom štrukturálneho vystuženia bez toho, aby bolo potrebné meniť celkovú architektúru pohonu.