Spelingsarme tandwielkasten, tandheugels en rondsels

Planetaire tandwielkast kopen; waarop moet u letten


Inmiddels heeft u een motor geselecteerd voor uw toepassing maar hier dient nog een tandwielkast aan te komen om bijvoorbeeld een hoger koppel, lager uitgaand toerental of een optimale massatraagheidsverhouding te realiseren. Maar een planetaire tandwielkast kopen is zo eenvoudig nog niet, er zijn namelijk meerdere wegen naar Rome. Waar moet u precies op letten bij het kopen van een tandwielkast? Wij bespreken de meest voorkomende termen en wat deze voor uw aankoop betekenen.

Koppel van een tandwielkast

De belangrijkste formules voor een tandwielkast zijn:
P = M x Ω en Ω = 2 x π x n.

  • P = Vermogen (W of Nm/sec)
  • M = Koppel (Nm)
  • n = toerental (-/sec)

Met andere woorden: Bij gelijk blijvend vermogen stijgt het koppel als het toerental daalt. Elke toepassing vraagt om een specifiek (nominaal en maximaal) koppel en een bepaalde snelheid, met dit koppel kun je dus ongeveer de bouwgrootte van de tandwielkast vastleggen.

Let er dus op dat het nominale en maximale koppel van de last onder het nominale en maximale koppel van de tandwielkast liggen!

vermogen tandwielkast

Vermogen van een tandwielkast

Vermogen is gedefinieerd als de opgewekte of verbruikte hoeveelheid energie per tijdseenheid. Het is verstandig altijd een controle-berekening te maken : P motor ≥ M2 x 2 x π x n2

Ratio van een tandwielkast

De ratio of overbrengverhouding raakt een aantal variabelen :

  1. Koppel : T2 = T1 x ratio.
  2. Toerental : n2 = n1 / ratio.
  3. Massatraagheidsverhouding : Empirisch <4 / <10 / <20 afhankelijk van de dynamiek.

Hierbij is het koppel T2 leidend, met als controle de massatraagheidsverhouding. Daarna kun je controleren of de toerentallen binnen de goede bandbreedte liggen.

Toerental van een tandwielkast

Het toerental volgt uit het gewenst vermogen, koppel en de overbrengverhouding.

Note : voor de calculatie spreken we in -/sec, in de specificaties wordt altijd -/min genoemd!

Zorg ervoor dat de servomotor ongeveer zijn nominale toerental draait bij nominale belasting. Het uitgaande toerental van de tandwielkast is het motortoerental / ratio.

massatraagheid tandwielkastMassatraagheid van een tandwielkast

Deze grootheid kent 2 fenomenen: De massatraagheid die de motor bij dynamisch bereik moet overwinnen en de buffer tussen last en motor.

  1. De massatraagheid die de motor bij dynamisch bereik moet overwinnen.
    Hoe lager de massatraagheid van de tandwielkast, hoe sneller de motor in toerental kan variëren. Voor dynamische toepassing is een lage massatraagheid van de tandwielkast gewenst.
  2. Buffer tussen last en motor.
    Een tandwielkast zorgt ervoor dat de last niet de motor zijn “wil” op kan leggen bij toerental-verandering. Dit is ongeveer hetzelfde idee dat een te zware aanhanger zijn “wil” aan de trekkende auto op kan leggen. Om dit door te rekenen geldt er een empirische formule : Massatraagheid van de last / ratio in het kwadraat ≤ 10 x massatraagheid (Motor+ tandwielkast) De factor 10 geldt voor eenvoudige aandrijvingen, voor dynamische toepassingen is dit eerder 4 (soms kan voor deze factor tot 20 gehanteerd worden).

Zorg er dus voor dat de massatraagheidsverhouding <4 / <10 / <20 is, afhankelijk van de dynamiek van de toepassing.

Speling van een tandwielkast

speling tandwielkast backlashHoeveel speling mag de aandrijving hebben? Een speling van 1 boogminuut staat gelijk aan een afwijking van ca 29 mm op een straal van 100 meter. Een vaak moeilijk te beantwoorden vraag is hoeveel speling het systeem mag hebben: bij teveel speling wordt de toepassing onnauwkeurig, bij te weinig speling heb je een soort angstpremie betaald. De regel geldt dat hoe minder speling, hoe duurder de aandrijving.

Note : Speling in een tandwielkast is noodzakelijk voor het smeren van de vertanding intern.

Een lopende band mag meer speling hebben dan bijvoorbeeld een pick-and-place robot wat het onmogelijk maakt om hier een eenduidige uitspraak over te doen. Apex Dynamics helpt u graag met het maken van de juiste keuze.

Rechte of schuine vertanding bij een tandwielkast

schuine of rechte vertanding tandwielkastEen tandwielkast met schuine vertanding heeft volgende voordelen: Minder trillingen, lager geluidsniveau, geen gelijkloopfouten en hogere koppels. Rechte vertanding is daarentegen goedkoper.

Dit neemt niet weg dat wij in bepaalde gevallen vinden dat een reductor met rechte vertanding prima voldoet en beter aansluit op uw wensen. Daarom leveren wij de Apex Dynamics PAII, PEII, PGII, PSII, PD en PL met rechte vertanding. Aangezien toepassingen waar een reductor met schuine vertanding gewenst is meestal meer high-end zijn worden er veel hogere eisen gesteld aan bijvoorbeeld koppel, dynamiek, speling en stijfheid. Bij Apex Dynamics zijn alle materialen, constructies, afdichtingen en lageringen volledig aangepast aan deze hogere eisen.

Tandwielkast met rechte vertanding: wanneer kies je daarvoor?

In de praktijk kunt u de volgende vuistregel hanteren:

Eenvoudige toepassing = rechte vertanding. Complexe en/of veeleisende toepassing = schuine vertanding.

Rechte of haakse tandwielkast gebruiken?

rechte of haakse tandwielkast gebruikenIn de aandrijftechniek worden haakse tandwielkasten vaak gebruikt om een roterende beweging haaks verder te leiden.  De redenen om een haakse tandwielkast in te zetten zijn o.a.:

  • Plaats besparing; als een motor met tandwielkast te lang bouwt.
  • Indien je een tandwielkast met holle as wilt , om bijvoorbeeld een as of kabels door te voeren.
  • Ingeval een opsteekreductor voordelen biedt.
  • Als aftak-as of verdeelreductor.
  • Etc.

Maar wat is voor een specifieke toepassing de beste haakse tandwielkast? Wat zijn de individuele eigenschappen en wat zijn de valkuilen? Wat zijn de rendementen van een haakse overbrenging en welke haakse tandwielkast is optimaal voor/in servo-techniek?

Omdat dit een zeer uitgebreid antwoord is, kunt u het beste contact opnemen met Apex Dynamics voor het beste advies.

Voorkeur uitgaande zijde tandwielkast

uitgaande zijde tandwielkastHoe kan de tandwielkast het best aan de applicatie gebouwd worden? Met een as (met of zonder spiebaan), het een holle as (Met spiebaan of krimpschijf), met een spline/multispie of met een flens? Of wil je tandwielkast compleet met een tandriempulley eraan?

Let hierbij op de speling en de te overbrengen koppels. Een spiebaan heeft altijd speling, een klemverbinding niet maar bouwt weer groter. Een spline/multispie heeft eenzelfde tegendeel nodig, wat lastig kan zijn. Een genormaliseerde flens kan ideaal zijn maar bouwt ook vaak weer iets groter. Allemaal zaken om rekening mee te houden.

Inschakelduur

Sommige tandwielkasten kunnen langdurig en met een hoger toerental draaien (S1 bedrijf) zonder warm te worden, andere zijn hier minder voor geschikt. Het discontinue of intermitterend bedrijf (Inschakelduur < 20 minuten, max 60 % inschakelduur) S5 past weer beter bij andere tandwielkasten.

Hier bepaalt de toepassing de keuze op basis van de eigenschappen van het type overbrenging.

radiale en axiale krachten tandwielkastRadiale en axiale krachten

Neemt de tandwielkast ook de radiale en axiale krachten op of drijven we bv alleen en as aan?
Bereken de krachten van de last en selecteer hierop de juiste tandwielkast. Zorg ervoor dat F2 last < F2 tandwielkast

Investering

Soms is het moeilijk om te kiezen welke tandwielkast te nemen, omdat de voorkeur ligt bij een high-end tandwielkast, maar qua investering een medium-end interessanter is. Daarom heeft Apex Dynamics een aantal series ‘dubbel’: de high-end en medium-end tandwielkasten hebben dezelfde afmetingen en zijn hierdoor uitwisselbaar. Dat betekent dat u uw klant de definitieve keus kan laten maken.

Voorbeeld van geometrisch uitwisselbare series tandwielkasten

  • AE is geometrisch gelijk aan PEII
  • AB is geometrisch gelijk aan PAII
  • AD is geometrisch gelijk aan PD
  • AT is geometrisch gelijk aan ATB

U ziet het al, de keuze voor een tandwielkast heeft met een grote hoeveelheid variabelen en omstandigheden te maken. Het selecteren van de juiste tandwielkast is een tijdrovende klus met het risico dat u alsnog iets over het hoofd ziet. Dat willen wij natuurlijk graag voorkomen.

Planetaire tandwielkast kopen

De mensen van Apex Dynamics staan altijd voor u klaar om u te helpen met deze selectie. Wij zijn gespecialiseerd in tandwielkasten, tandheugels en rondsels en hebben jarenlange ervaring met uiteenlopende applicaties. Zet die ervaring in om tot het beste eindresultaat te komen en laat ons meedenken in de voor uw applicatie best passende tandwielkast. Wij reageren altijd snel op vragen, vaak dezelfde werkdag nog. Dat is wat wij bedoelen met harder lopen!

In elk geval hopen wij dat we u door middel van dit artikel bewust gemaakt hebben van de verschillende aspecten die bepalen welke planetaire tandwielkast u het best kan kopen.

Indien je een flowchart “selectie optimale tandwielkast” wilt hebben, neem dan contact met ons op via deze pagina onder vermelding van “flowchart”.