ThePEEK циклоидни редукторје циклоидни редуктор са зупчаником и композитним материјалом PEEK као основном компонентом преносника. Комбинује високу носивост циклоидног преносника са карактеристикама мале тежине PEEK материјала. Следећи детаљи су дати у погледу структурног принципа, предности материјала, параметара перформанси и сценарија примене:
1. Структурни принцип
Циклоидни редуктор од PEEK-а усваја једностепену циклоидну структуру преноса са зупчаником: састоји се од ексцентричног улазног вратила, два циклоидна точка од PEEK-а са фазном разликом од 180°, челичног кућишта зупчаника са клином и излазног механизма. Када се улазно вратило окреће, ексцентрична чаура покреће циклоидни точак да би се извршило планетарно кретање. Профил зубаца циклоидног точка се спаја са зубима клина на кућишту зупчаника са клином, преносећи кретање и снагу кроз излазно вратило. Основна иновација лежи у употреби бризгања PEEK-а ојачаног са 40% угљеничних влакана за циклоидни точак и композитне структуре PEEK-метала за клин зупчаника са клином, постижући малу тежину и самоподмазивање компоненти преноса.
2. Материјалне предности
Лаган дизајн: Густина циклоидног редуктора PEEK је само 1,45 г/цм³, што смањује тежину за 50%-60% у поређењу са челичним циклоидним точковима и смањује укупну тежину за више од 35%, посебно погодно за роботске спојеве са осетљивим захтевима за оптерећењем;
Жилавост: Површинска тврдоћа PEEK материјала достиже Роквелову тврдоћу R120, у комбинацији са арматуром од угљеничних влакана, стопа хабања површине зуба је само 1/5 од оне од челика. И даље може да одржи дуготрајан рад без подмазивања под условима високе температуре;
Прилагодљивост температури: PEEK циклоидни редуктор може стабилно да ради у широком температурном опсегу од -50℃до 200℃, са температуром топлотне деформације до 343℃, испуњавајући захтеве индустријских окружења са високим температурама.
3. Основни параметри перформанси
Однос редукције: 8:1 до 100:1 (једностепени), подржава двостепену серију везу за постизање већих односа редукције
Номинални обртни момент: 10 до 200N・м (одговарајући модели BX-25 до BX-100)
Тачност преноса: Зазор за повратак≤3 лучна минута, ефикасност преноса сссссс 95% (под номиналним условима)
Индекс века трајања: Век трајања под номиналним оптерећењем ссссххх 8000 сати, носивост ударног оптерећења је 3 пута већа од номиналног обртног момента
4. Типични сценарији примене
Хуманоидни роботски зглобови: Могу се прилагодити моторима од 50W до 5kW. Захваљујући композитној структури унутрашњег и спољашњег вратила, може се смањити тежина за 33%, а густина обртног момента се повећава за 50%, што је погодно за сложене сценарије кретања као што су зглобови прстију и колена који захтевају и снагу и флексибилност.
Помоћне компоненте индустријских робота: За зглобове ручног зглоба индустријских робота са малим оптерећењем или додатне извршне модуле којима је потребно често покретање и заустављање и флексибилно окретање, коришћење циклоидних редуктора од PEEK-а може смањити тежину нејезграних делова преноса и смањити време застоја због отпорности на замор.
V. Примена материјала за кључне компоненте
Спирални конусни зупчаник: Спирални конусни зупчаник је основна компонента преноса спиралног конусног редуктора са PEEK-ом. Коришћење PEEK-а или PEEK-а ојачаног угљеничним влакнима за производњу спиралног конусног зупчаника може значајно смањити тежину уз очување тачности преноса. Према јавно објављеним информацијама, лагани спирални конусни редуктор са PEEK-ом који је представила компанија Komei Innovation има спирални конусни зупчаник који, захваљујући иновацији материјала, повећава отпорност редуктора на ударце за 200% при тежини од 1,62 кг, задовољавајући захтеве хуманоидних робота за велика оптерећења. Истовремено, отпорност PEEK-а на замор помаже у продужењу века трајања спиралног конусног зупчаника под условима високе фреквенције и наизменичног оптерећења.
Зупци клина: Зупци клина директно додирују површину зуба спиралног конусног зупчаника и захтевају добру отпорност на хабање. Коришћење зубаца клина од композитног материјала на бази PEEK-а или металних зубаца клина обложених PEEK-ом може искористити низак коефицијент трења PEEK-а за смањење трења и хабања на површини зуба, што може смањити ослањање на подмазивање или омогућити једноставније шеме подмазивања. Поред тога, његово еластично својство може ублажити утицај зацепања, смањујући буку при раду.
Компоненте за заптивање и ношење: Крајњи поклопац, носећи прстен и друге структурне компоненте редуктора су направљене од PEEK материјала, што може смањити тежину делова који нису део језгра преноса и постићи укупну лакшу тежину. Заптивке направљене од PEEK материјала, са својим предностима отпорности на високе температуре и хемијске отпорности на корозију, могу спречити цурење уља за подмазивање унутар редуктора и отпорне су на ерозију у тешким спољашњим условима, погодне за подводне, високотемпературне и друге посебне сценарије за роботске примене.
Предности у поређењу са традиционалним PEEK спиралним конусним редукторима
Изузетне перформансе мале тежине: Густина PEEK-а је приближно 1,32 г/цм³, што је знатно мање од уобичајено коришћених металних материјала. Коришћење PEEK-а за производњу неких делова може значајно смањити тежину редуктора, смањити оптерећење зглобова робота, побољшати флексибилност кретања и ефикасност коришћења енергије, што је од великог значаја за хуманоидне роботе који теже високом степену слободе и дугом веку трајања батерије.
Оптимизована контрола буке: Због одређене еластичности и својства самоподмазивања PEEK-а, циклоидни редуктор PEEK-а може ефикасно да ублажи вибрације које настају услед спајања спиралног конусног зупчаника и осовинског точка, чиме се смањује бука и олакшава употреба робота у сценаријима као што су лабораторије и медицинска окружења која су осетљива на буку.
Побољшана прилагодљивост условима животне средине: PEEK има одличну хемијску отпорност и широк температурни опсег употребе. У сложеним сценаријима где су традиционални метални редуктори склони квару због високих температура и ризика од хемијске корозије, редуктори базирани на PEEK компонентама могу стабилно радити дуже време.
Главни сценарији примене
Хуманоидни роботски зглобови: Једностепени преносни однос спиралног конусног редуктора од PEEK-а може достићи 87, а двостепени може чак и прећи 3000. Циклоидни редуктор од PEEK-а има карактеристике високог оптерећења и високе прецизности. Лагана верзија од PEEK-а је погодна за зглобове као што су струк и кукови, и доње удове хуманоидних робота којима је потребна и чврстоћа и осетљивост на тежину. Према истраживању компаније Guoxin Securities, коришћење одговарајућег редуктора за зглобове доњих удова може смањити тежину за 18% и побољшати тачност управљања за око 3 пута.
Специјални роботи: Када се користе у специјалним роботима као што су истраживање ваздухопловства и истраживање дубоког мора, лагана карактеристика може смањити трошкове транспорта и енергије, а одлична толеранција на животну средину може осигурати поуздан рад редуктора у сложеним условима температуре и влажности и присуству хемијских корозивних супстанци.
