ПИКхармонијски редукторису иновативни уређаји за прецизно редуковање који примењују полиетеретеркетонске (PEEK) композитне материјале на структуру хармонијског погона, комбинујући карактеристике високог степена редукције традиционалних хармонијских редуктора са предностима мале тежине PEEK материјала. Следи детаљан увод из четири димензије: структурне карактеристике, иновације материјала, параметри перформанси и области примене:
I. Структурне карактеристике
ПИКХармонијски редуктори усвајају класичну хармонијску погонску структуру генератора таласа - флексибилног зупчаника - крутог зупчаника. Основна иновација хармонијских редуктора лежи у употреби 50% дугачких стаклених влакана ојачаних PEEK-ом за једноделно бризгање флексибилног зупчаника, а унутрашњи зупчани прстен крутог зупчаника је PEEK-метална уметнута структура (челична основа + PEEK површина зуба). Спољни прстен лежаја генератора таласа је интегрисан са PEEK самоподмазујућим кавезом, елиминишући зависност од масти код традиционалних хармонијских редуктора. Целокупна структура је дизајнирана кроз оптимизацију топологије, са толеранцијом дебљине зида флексибилног зупчаника контролисаном унутар ±0,01 мм како би се осигурала конзистентна еластична деформација током спајања.
II. Материјалне иновације
Пробој у лакоћи: Густина флексибилног PEEK зупчаника је само 1,5 г/цм³, што смањује тежину за 60% у поређењу са челичним флексибилним зупчаником и смањује момент инерције за 45%, значајно побољшавајући брзину динамичког одзива роботских зглобова.
Отпорност на замор: Оптимизацијом оријентације влакана, век трајања савијања флексибилног зупчаника од PEEK-а достиже 10⁸ циклуса (под номиналним оптерећењем), приближавајући се 85% нивоа челика.
Оптимизација трења: Коефицијент трења површине зуба од PEEK-а је низак до 0,05 (суво трење), а када се комбинује са PTFE премазом на крутој површини зуба зупчаника, омогућава тихи рад без уља (бука≤55 дБ).
III. Основни параметри перформанси
Распон преносног односа: 50:1 до 320:1 (једностепени пренос), подржава вишестепено серијско повезивање за постизање ултра високог преносног односа од 10.000:1
Номинални обртни момент: 3 до 50 N・м (одговарајући модели HX-14 до HX-50), вршни обртни момент може достићи двоструку номиналну вредност
Индикатори тачности: Зазор≤1 минут, грешка у преносу≤30 лучних секунди, торзиона крутост≥20 N・м/рад
Прилагодљивост околини: Радна температура -40℃до 180℃, компатибилан са вакуумским окружењима (може стабилно да ради на 10⁻⁶Па)
IV. Типична подручја примене
Колаборативни роботи: Зглобови ручног зглоба крајњих ефектора, као што је шеста оса робота UR5e, постижу лагано и високо прецизно хватање
Медицинска опрема: Мали покретни зглобови хируршких роботских руку (као што је Da Vinci Xi), који захтевају поштовање асептичних услова и ниске електромагнетне сметње
Ваздухопловство: Механизми за контролу положаја сателита, механичке руке за дронове, коришћење њихове прилагодљивости вакууму и карактеристика мале тежине за смањење трошкова лансирања.
PEEK хармонијски редуктори: Употреба PEEK-а ојачаног угљеничним влакнима (CF/PEEK) за производњу хармонијских редуктора може смањити деформациони напон на само 1/7 напрезања код челика, побољшати карактеристике пригушења и смањити ризик од резонанције. Број контактних зубаца између флексибилног и крутог зупчаника може се повећати за 47%, значајно продужавајући век трајања замора, при чему се број циклуса повећава са 29.000 пута за металне флексибилне зупчанике на 564.000 пута.
PEEK хармонијски редуктори: CF/PEEK нуди врхунске перформансе
Поред предности као што су специфична чврстоћа и отпорност на хабање, у поређењу са кратким цилиндром на бази металаPEEK хармонијски редукториPEEK хармонијски редуктори направљени од CF/PEEK имају следеће карактеристике:①нижи деформациони напон,2боље карактеристике пригушења, ефикасно смањујући могућност резонанције,3повећан број контактних зубаца и површина спајања између флексибилног зупчаника и крутих зубаца зупчаника, побољшавајући отпорност на носивост и ударце хармонијског редуктора од PEEK-а,④супериорни век трајања на замор, итд.
(1) У поређењу са хармонијским редукторима са кратким цилиндром на бази метала, под истим оптерећењем, деформациони напон композитних материјала на бази PEEK-а је само 1/7 напона код челика. Стога, при мањој аксијалној димензији, за конструкцију пројектовања може се одабрати већи модул зупчаника и коефицијент радијалне деформације, што пружа већу слободу пројектовања.
(2) Природне фреквенције целог хармонијског редуктора од композитног материјала на бази PEEK-а су 40-45% веће од фреквенција оних на бази метала, што указује да хармонијски редуктори од композитног материјала на бази PEEK-а имају боље карактеристике пригушења и могу ефикасно смањити могућност резонанције.
(3) Под номиналним радним условима оптерећења од 20 N·m и брзине од 2000 rad/min, број зубаца који се спајају у хармонијском редуктору од PEEK композитног материјала се повећава, достижући 52 пара, што је повећање од 47% у односу на метал. Повећање броја контактних зубаца и површине спајања између флексибилног зупчаника и крутих зубаца зупчаника повећава површину спајања пара зупчаника, а контактни притисак се распоређује на више површина зубаца зупчаника, повећавајући отпорност на носивост и ударце хармонијског редуктора од PEEK.
(4) Под истом структуром, CF/PEEK хармонијски редуктори са кратким цилиндром имају бољи век трајања од замора. Традиционални метални хармонијски редуктори имају прекомерно деформационо напрезање, а флексибилни зуби зупчаника трпе статички квар када број циклуса достигне 29.000 пута. Очекује се да ће флексибилни зупчаник направљен од PEEK композитних материјала имати број циклуса од 564.000 пута и век трајања од замора од 939,5 сати.
