Przekładnie cykloidalne czy przekładnie falowe: kiedy które rozwiązanie jest lepszym wyborem?

Przekładnie cykloidalne i przekładnie falowe: dwie precyzyjne przekładnie, dwie koncepcje konstrukcyjne, dwa rozwiązania dostosowane do różnych wymagań. Właśnie dlatego doskonale się uzupełniają i razem tworzą idealny zespół w dziedzinie automatyki. Wyjaśniamy kluczowe różnice, podkreślamy ich mocne strony oraz przedstawiamy przegląd najważniejszych cech.

Obie technologie spełniają najwyższe standardy w zakresie precyzji, momentu obrotowego i gęstości momentu obrotowego, dzięki czemu doskonale nadają się do zastosowań, w których niezbędna jest maksymalna dokładność. Podczas gdy przekładnie cykloidalne, dzięki swojej wyjątkowej sztywności, specjalizują się w przenoszeniu większych momentów obrotowych, przekładnie falowe bez luzu sprawdzają się przede wszystkim w niższym zakresie momentów obrotowych i są stosowane wszędzie tam, gdzie wymagana jest wysoka wydajność, a dostępna przestrzeń montażowa jest ograniczona.

Rozmiar nie zawsze jest czynnikiem decydującym

W większości przypadków rozmiar geometryczny stanowi decydujące kryterium przemawiające za wyborem jednej z tych dwóch technologii lub przeciwko niej. Istnieje jednak obszar, w którym oba typy przekładni mogą być stosowane – mianowicie w przypadku średnic zewnętrznych od 100 do 150 mm i/lub momentów obrotowych od 250 do 450 Nm. To, która technologia jest lepszym wyborem, zależy w dużej mierze od wymagań konkretnego zastosowania. Gdy na pierwszym planie są wysokie momenty obrotowe, swoje zalety pokazują precyzyjne przekładnie cykloidalne. Jeśli najważniejszy jest brak luzu, przewagę mają przekładnie falowe (opracowane i produkowane w zakładzie Ovalo GmbH w Limburgu nad Lahn).

Najważniejsze cechy w skrócie:

Zasada działania

W przekładniach cykloidalnych moc przenoszona jest za pomocą tarcz krzywkowych i rolek. W przekładniach falowych funkcję tę pełni cylindryczny, elastycznie odkształcalny element stalowy z zębami zewnętrznymi, znany jako flexspline. Odpowiednia zasada działania stanowi podstawę charakterystycznych właściwości obu technologii.

Moment obrotowy

Nasze przekładnie falowe zapewniają momenty obrotowe w zakresie od 4,5 do 382 Nm. Ten zakres momentów obrotowych wynika w dużej mierze z zastosowania flexspline'a jako elastycznego elementu przenoszącego oraz eliptycznego odkształcenia łożyska wału generatora, ponieważ oba te elementy prowadziłyby do znacznie większego obciążenia mechanicznego, a tym samym do skrócenia żywotności przy bardzo wysokich momentach obrotowych. Nasze przekładnie cykloidalne obejmują zakres momentu obrotowego do 70 000 Nm. Niemal całkowity kontakt i równomierny rozkład sił w przekładni zapewniają wysoką sztywność, umożliwiając w ten sposób przenoszenie bardzo wysokich momentów obrotowych.

Precyzja / Luz

Dokładność przekładni w dużej mierze zależy od luzu i strat histerezowych. Im niższa wartość, tym precyzyjniej działa przekładnia. Przekładnie falowe są całkowicie pozbawione luzu, co oznacza, że luz wynosi zero. Nasze przekładnie cykloidalne charakteryzują się zredukowanym lub praktycznie zerowym luzem, którego wartość wynosi zaledwie 0,1–0,2 minuty kątowej. Straty histerezy dla obu technologii wynoszą maksymalnie 1 minutę kątową. Dla porównania: konwencjonalne przekładnie planetarne o zredukowanym luzie mają zazwyczaj luz wynoszący około 3 minuty kątowej, podczas gdy standardowe przekładnie planetarne mogą mieć nawet 7 minut kątowych.

Sztywność momentowa

Ze względu na swoją konstrukcję przekładnie cykloidalne są znacznie bardziej odporne na przechylanie niż przekładnie falowe. Jest to szczególnie korzystne w przypadku długich ramion dźwigni, gdzie na przekładnię działa duża sztywność momentowa. Wysoka sztywność momentowa pomaga zminimalizować odkształcenia sprężyste i zachować dokładność nawet pod obciążeniem.

Sztywność skrętna

Przekładnie cykloidalne charakteryzują się wyższą sztywnością skrętną. Są one zatem bardziej odporne na skręcanie wokół osi podłużnej, co skutkuje mniejszymi odkształceniami sprężystymi pod wpływem naprężeń skrętnych. Ma to pozytywny wpływ na precyzję. Przekładnie falowe również osiągają wysokie wartości, ale są zaprojektowane bardziej z myślą o pracy całkowicie bez luzu i kompaktowych rozmiarach.

Dopuszczalne obciążenie

W przypadku bardzo dużych obciążeń przekładnie cykloidalne są najlepszym wyborem. Dzięki znamionowemu momentowi obrotowemu wynoszącemu 28 000 Nm i maksymalnemu momentowi dynamicznemu wynoszącemu 70 000 Nm nasza przekładnia RV-2800N jest największą na świecie przekładnią precyzyjną i może bez trudu przemieszczać całe pojazdy. Nasze stoły obrotowe są również zaprojektowane z myślą o dużych obciążeniach: na przykład model RS-900A pozycjonuje obciążenia osiowe do 9 t z dużą precyzją.

Odporność na przeciążenia

Obie technologie zapewniają znaczne rezerwy bezpieczeństwa. Moment zatrzymania awaryjnego wynosi do 500% momentu znamionowego, a w przypadku przekładni cykloidalnych opcjonalnie nawet do 800%. Zapewnia to wysoką ochronę przed przeciążeniami i zwiększa niezawodność nawet w trudnych warunkach.

Miejsce montażu i waga

Jeśli chodzi o miejsce montażu i wagę, przewagę mają przekładnie falowe. Są one bardziej kompaktowe i lżejsze niż przekładnie precyzyjne w konstrukcji cykloidalnej, dzięki czemu nadają się szczególnie do zastosowań, w których miejsce montażu jest ograniczone. To sprawia, że są one szczególnie atrakcyjne w przypadku małych osi, które wymagają wysokiej precyzji i dynamiki pomimo swoich kompaktowych wymiarów.

Bezpośrednie porównanie właściwości

Typowe zastosowania

Dream Team automatyki

W praktycznie każdym zastosowaniu, maszynie lub systemie występują osie większe i mniejsze. Jeśli większe osie są wyposażone w przekładnie cykloidalne, a mniejsze – w obszarze efektora końcowego – w przekładnie falowe, dzięki całościowej koordynacji wszystkich osi można osiągnąć najwyższą możliwą precyzję. Prawdziwy dream team automatyki.

Dobór właściwej przekładni ma kluczowe znaczenie dla wydajności i trwałości całego układu. Jeśli chcesz porównać przekładnie cykloidalne i falowe pod kątem konkretnej aplikacji, skontaktuj się z WObit — oficjalnym dystrybutorem Nabtesco w Polsce. Nasi doradcy pomogą dobrać rozwiązanie dopasowane do Twoich wymagań technicznych i warunków pracy.

« Wróć do listy artykułów