Die Antivibrationskupplung mit hoher Steifigkeit

Viele Arten von Wellenkupplungen werden mit verschiedenen Produktionsanlagen verwendet, was eine hohe Produktivität erfordert.
Kupplungen mit hoher Torsionssteifigkeit wie der Scheibentyp (Pic1) und der Balgtyp (Pic2) werden hauptsächlich in Anwendungen verwendet, die eine hohe Positioniergenauigkeit erfordern. Andererseits nimmt in letzter Zeit die Drehzahl der Servomotoren zu (Abb. 1), die Vibration durch Jagd tritt häufig auf, weshalb wir den Motor nicht mit seiner maximalen Leistung verwenden können. Daher müssen wir die Leistung unterdrücken, um die Vibration bei Verwendung von Vollmetallkupplungen zu reduzieren. Es gibt Elastomerkupplungen (Abb. 3) mit Elastomeren, die Vibrationen mit Gummi absorbieren und die Motorleistung nicht beeinträchtigen. Diese Kupplungen vom Elastomertyp haben jedoch ein Problem; Sie haben im Vergleich zum Scheibentyp oder Balgtyp eine geringere Torsionssteifigkeit. Infolgedessen sind die Elastomertypen manchmal nicht für Anwendungen mit starker Schnittfestigkeit geeignet, wie z. B. Gewindespindeln von Werkzeugmaschinen.
Daher besteht ein großes Ziel für Kupplungshersteller darin, eine Kupplung bereitzustellen, die eine hohe Torsionssteifigkeit aufrechterhalten und eine Schwingungsabsorption in derselben Kupplung ermöglichen kann. In der Vergangenheit musste man zwischen hoher Torsionssteifigkeit und Vibrationsabsorptionsfunktionalität wählen.
● Abb1. Änderungen der Frequenz der Reaktion des ServomotorsNBK entwickelte eine neue Antivibrationskupplung mit hoher Steifigkeit „XGHW-Serie“, die die Dynamic Vibration Absorber-Technologie verwendet, um dieses Problem zu lösen. (Bild 4)

● Pic4. NBK „XGHW“ -Kupplungen 

Der vibrationsabsorptionsfähige Plattentyp XGHW-Serie

Konstruktion einer Antivibrationskupplung mit hoher Steifigkeit

Der dynamische Schwingungsdämpfer ist ein Mechanismus, der die Schwingung der Kupplung unterdrückt, wenn sie durch das Resonanzphänomen beeinflusst wird, indem der Vibrator (Kupplungskörper) und der zusätzliche Trägheitsrotor durch den elastischen Körper verbunden werden.
Die folgende Abbildung 2 zeigt den Aufbau.

● Abb2. Bau von "XGHW"

Bei dieser Konstruktion hat der dynamische Schwingungsdämpfer keinen Einfluss auf die Gesamtsteifigkeit. Es hat keinen Einfluss auf Rotationsfaktoren wie Servomotor, Kupplung und Gewindespindel, sodass das Drehmoment unter Beibehaltung einer hohen Steifigkeit geleitet werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Schwingungsabsorptionsfunktion über den dynamischen Schwingungsdämpfer, der aus einem Trägheitsrotor und einem Elastomerkörper (Gummi mit hoher Schwingungsabsorption) besteht, die sich von den Rotationsfaktoren unterscheiden.

Auswirkungen von „XGHW“

Wenn wir den Gewinn erhöhen, kann die Jagd stattfinden; Dies ist ein Beispiel für ein Resonanzphänomen von Rotationsfaktoren bei Verwendung von Servomotoren. Die Verstärkungsstufe, bei der die Jagd stattfindet, hängt vom Kopplungstyp ab. Die folgende Tabelle 1 zeigt das Ergebnis der Grenzverstärkung (die maximale Verstärkung, die ohne Jagd vollständig gesteuert werden kann), der Stabilisierungszeit (der Zeitspanne zwischen dem Motorpositionierungsbefehl und der tatsächlichen Stoppzeit) und der Torsionssteifigkeit für jede Kupplung.

● Tabelle1. Ergebnis jedes Kupplungstyps (Referenz)

	Limit Gain * 1	Stabilisierungszeit [ms]	Torsionssteifigkeit [N ・ m / rad]
Scheibe mit dynamischem Schwingungsdämpfer	32	8	300
Scheibe	14	460	300
Balg	24	34	170
Elastomer	34	5	55

<Testbedingungen>
Aktor: KR30H, THK
Servomotor: HG-KR13, Mitsubishi Electric
Lastmasse: 3 kg (6,6 lb.)
Servoeinstellung: MRConfigrator 2 Auto-Tuning-Modus 2 (jeder Filter ausgeschaltet)
* 1: Grenzwert der automatischen Abstimmungsverstärkung, der durch den automatischen Abstimmungsmodus 2 eingestellt wurde.

 

Kupplungen vom Elastomertyp können das Auftreten der Jagd durch Vibrationsabsorption unterdrücken und die Grenzverstärkung stärker erhöhen, was zu einer Verkürzung der Stabilisierungszeit führen kann. Manchmal sind Elastomertypen jedoch nicht für Anwendungen mit hohem Drehmoment geeignet, da ihre Torsionssteifigkeit im Vergleich zu Scheibenkupplungen geringer ist.
Andererseits ermöglicht "XGHW" die Erhöhung der Verstärkung auf fast dem gleichen Niveau wie beim Elastomertyp, während eine hohe Torsionssteifigkeit ähnlich dem Scheibentyp beibehalten wird.
"XGHW" hat einen zusätzlichen Effekt, der den Bewegungsverlust in Bezug auf die Drehmomentleitung unterdrückt, da es in den Rotationsfaktoren nicht durch einen elastischen Körper wie Gummi geht und somit keine Hysterese (Abb. 3) vorliegt, die beim Elastomertyp erkennbar ist. Verlorene Bewegung zeigt einen Zustand an, in dem ein elastischer Körper nicht in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt, selbst wenn die Kraft freigegeben wird. Dies liegt daran, dass sich ein Teil der kinetischen Energie in Wärmeenergie ändert, wenn ein elastischer Polymerkörper verformt wird. In bestimmten Anwendungen kann ein Bewegungsverlust zu einem Verlust der Positioniergenauigkeit führen.

Hier verwendet NBK einen tatsächlichen Aktuatorbewegungsvergleich mit einer Scheibenkupplung mit einem dynamischen Schwingungsdämpfer und einem Standardscheibentyp. Durch Klicken auf das Bild können Sie das eigentliche Video ansehen.

Fazit

Bei Verwendung der „XGHW“ -Kupplungen in Verbindung mit Werkzeugmaschinen besteht die Möglichkeit, die Endbearbeitungsgenauigkeit durch Dämpfung der Vibration zu erhöhen und gleichzeitig die Bearbeitungsgenauigkeit bei der Bearbeitung hoher Härte und zerbrechlicher Materialien beizubehalten. In letzter Zeit wird die Verwendung von Materialien wie Glas, Keramik und Graphit für Smartphone-Gehäuse oder Produktionsvorrichtungen immer häufiger. Daher empfehlen wir die „XGHW“ -Kupplungen für die Z-Achse von Werkzeugmaschinen zur Verarbeitung.
Viele Benutzer denken, dass der Außendurchmesser von XGHW aufgrund seines Trägheitsrotors größer wäre als bei anderen Plattentypen, aber das ist falsch. Sie können einen ähnlichen Außendurchmesser wie Ihre aktuelle Kupplung beibehalten und das gleiche zulässige Drehmoment beibehalten, auch wenn sie aufgrund des höheren Nenndrehmoments von XGHW (fast das 1,5-fache) aufgrund ihrer Konstruktion einen Trägheitsrotor hat. Es hat drei Befestigungsschrauben für die Scheiben. Der übliche Plattentyp hat nur zwei Schrauben. (Bild 5). Sie können den tatsächlichen Unterschied anhand der folgenden Tabelle2 sehen.

● Pic5. Vergleich zwischen Common Disk-Typ und "XGHW"

● Tabelle2. Vergleich zwischen „XGHW“ und der Datenträgerkopplung eines anderen Unternehmens

Hersteller	Firma A.	NBK
P / N.	N / A	XGHW-27C
Art	Scheibe	Scheibe mit Innenrotor
Halt	Spannen	Spannen
Material	Aluminium	Aluminium
Außendurchmesser (mm)	26	27
Länge (mm)	32.3	29.7
Max.Rotational (U / min)	10.000	23.000
Nenndrehmoment (N ･ m)	2	1,5
Max.Laterale Fehlausrichtung (mm)	0.15	0,12
Max.Angular Fehlausrichtung (°)	1	2
Max.Axiale Fehlausrichtung (mm)	± 0,16	± 0,2

NBK hat einen anderen Kupplungstyp mit höherer Vibrationsabsorption, unsere „XG2“ -Kupplungen (Bild 6). Die Steifigkeit ist etwas geringer als bei „XGHW“, kann aber auch hohe Verstärkungspegel ermöglichen und dadurch die Motorleistung maximieren. Durch die Installation des „XG2“ kann eine hohe Fertigungsproduktivität erzielt werden, wenn eine hohe Steifigkeit in der X- und Y-Achse nicht erforderlich ist.
NBK bietet ein weiteres Weißbuch für die „XG2“ -Kupplungen an. Wenden Sie sich daher an das NBK-Team, wenn Sie daran interessiert sind.

● Pic6. NBK “XG2” -Kupplungen / Höchste Vibrationsabsorptionsfähigkeit

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