Servoredutores: optimização do dinamismo e posicionamento

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SERVOREDUTORES: OPTIMIZAĂ‡ĂƒO DO DINAMISMO E POSICIONAMENTO 1. INTRODUĂ‡ĂƒO Dinamismo e flexibilidade sĂŁo sinĂłnimos de servo-accionamentos. Nestes sistemas, os servo-redutores constituem frequentemente uma autĂŞntica coluna vertebral, suportando a carga aplicada ao servomotor.

ACCIONAMENTO &UHPDOKHLUDV

RELAĂ‡ĂƒO

DE CONTROLO

DE INÉRCIAS

Accionamentos de baixa

redutores de folga

Os servo-redutores são usados com o objectivo de aumentar o binårio, adaptar as velocidades e melhorar a relação de inÊrcias (carga/motor). São caracterizados por:

CARACTERĂ?STICA

folga e baixa elasticidade

angular reduzida

Jcarga/Jmot < 20

&RUUHLD GHQWDGD redutores de folga

6HUYR DSOLFD¸Ă†HV FRPXQV

Jcarga/Jmot < 15

angular reduzida

f f f f f f f

3HUPLWLU HOHYDGRV ELQ²ULRV (OHYDGR UHQGLPHQWR (OHYDGD ULJLGH] WRUVLRQDO /RQJD YLGD ÇWLO &DUJDV UDGLDLV HOHYDGDV %DL[D PDQXWHQ¸œR 5HOD¸Ă†HV GH WUDQVPLVVÂśR LQWHLUDV VHUYR UHGXWRUHV SODQHW²ULRV H RUWRJRnais).

Aplicação standard,

&RUUHLD GHQWDGD

acoplamentos

redutores standard

Jcarga/Jmot < 10

“amortecedores�

Tabela 1 . Relação de inÊrcias em função das características de controlo.

A relação entre as inĂŠrcias da carga e do motor ĂŠ representada pela letra K: K = Jcarga/Jmotor A inĂŠrcia do motor (Jmotor) ĂŠ uma caracterĂ­stica intrĂ­nseca do motor. No que diz respeito Ă inĂŠrcia “vistaâ€? pelo motor (inĂŠrcia da carga = Jcarga) ĂŠ obtida atravĂŠs da seguinte expressĂŁo: ÂŞ v Âş2 Jcarga = 91,2 x m x ÂŤ Q Âť + Jredutor mot Âź ÂŹnmot

em que: m = massa em Kg v = velocidade em m/s nmot = rotação do motor em rpm Jredutor = inÊrcia do redutor

Figura 1 . Servo-redutores planetĂĄrios de baixa folga angular

A relação de transmissão do redutor (relação entre a rotação de entrada e a rotação de saída) influencia favoravelmente a relação entre inÊrcias. A relação de transmissão Ê apresentada pela letra i. Tem-se: 1

2. RELAĂ‡ĂƒO ENTRE INÉRCIAS O rotor de baixa inĂŠrcia dos servomotores sĂ­ncronos possibilita um dinamismo elevado. A relação entre a inĂŠrcia da carga e a inĂŠrcia do servomotor š XP IDFWRU GHFLVLYR QD TXDOLGDGH GR FRQWUROR HP PDOKD IHFKDGD (VWD relação nĂŁo deve exceder os valores apresentados na tabela 1. A adaptação da inĂŠrcia da carga Ă inĂŠrcia do servomotor (redução da relação de inĂŠrcias) DSUHVHQWD XPD HQRUPH YDQWDJHP QD TXDOLGDGH GR FRQWUROR (P VHQWLGR inverso, contribuem a folga e a elasticidade.

[ ]

robĂłtica

i=

nentrada nsaĂ­da

=

wentrada wsaĂ­da

=

em que: n = Rotação w = Velocidade angular M = Binårio J = InÊrcia

MsaĂ­da Mentrada

ÂŞ JsaĂ­da va Âş 2 =ÂŤ Âť mot aÂź ÂŹ Jnentrada


4. FOLGA ANGULAR 2V VHUYR DFFLRQDPHQWRV HVWÂśR DVVRFLDGRV D DSOLFD¸Ă†HV GLQ´PLFDV H GH elevada precisĂŁo. A precisĂŁo de um servo-redutor ĂŠ medida pela sua folga angular (folga de torção), que ĂŠ bastante inferior Ă dos redutores standard, sendo frequentes valores de 6, 3 e 1 minutos angulares. É imprescindĂ­vel que a folga angular do servo-redutor se mantenha inalterada durante WRGD D VXD YLGD ÇWLO

5. ADAPTADORES PARA SERVO-MOTORES A conexĂŁo directa do servo-redutor ao servo-motor (sem acoplamento adaptador) ĂŠ vantajosa, quer a anĂĄlise seja feita do ponto de vista econĂłmico quer do ponto de vista tĂŠcnico. Neste caso, o accionamento š GH PHQRUHV GLPHQVÆHV PDLV OHYH IUHTXHQWHPHQWH R DFFLRQDPHQWR GHVORFD VH FRP D P²TXLQD H GH FXVWR LQIHULRU &RQWXGR š SRVV½YHO IRUQHFHU o redutor com adaptador para motor. Neste caso, o redutor ĂŠ fornecido com XP DGDSWDGRU FRP IODQJH TXDGUDGD &RPR DV GLPHQVÆHV GRV VHUYRPRWRUHV ainda nĂŁo estĂŁo normalizados, o correcto dimensionamento do adaptador implica que sejam conhecidos os seguintes dados do servo-motor:

Figura 6 . SuperfĂ­cie de contacto de engrenamento.

f 'L´PHWUR H FRPSULPHQWR GR YHLR f 'LPHQVÆHV GD IODQJH GL´PHWUR GLVW´QFLD HQWUH IUHLRV w f %LQ²ULR P²[LPR

3.2. Servo-Redutores Ortogonais Os servo-redutores ortogonais sĂŁo frequentemente a solução adequada HP LQVWDOD¸Ă†HV PHF´QLFDV FRQGLFLRQDGDV SHOR UHGX]LGR HVSD¸R GLVSRQ½YHO Normalmente possuem um estĂĄgio de engrenagens helicoidais e um estĂĄgio cĂłnico de longa durabilidade, isento de desgaste. Tal como os redutores planetĂĄrios, este tipo de redutor ĂŠ particularmente silencioso. Na Figura 7 apresenta-se um servo-redutor ortogonal em corte.

Figura 8 . Servo-redutor com acoplamento para servo-motor.

6. CONCLUSĂ•ES 2V UHGXWRUHV GHVHPSHQKDP XP SDSHO GH H[WUHPD LPSRUW´QFLD QD (QJHQharia dos Accionamentos, porque estabelecem a interface e entre a carga e a componente motriz.

Figura 7 . 6HUYR UHGXWRU RUWRJRQDO HP FRUWH VšULH %6) GD 6(: (852'5,9(

3.3. Outros tipos De Redutores ÂŽ IUHTXHQWH HQFRQWUDU QD LQGÇVWULD RXWURV WLSRV GH UHGXWRUHV (P DSOLFD¸Ă†HV menos exigentes em termos de precisĂŁo, e em que o preço de aquisição ĂŠ fulcral na decisĂŁo, a utilização de redutores standard d apresenta-se frequentemente como sendo a escolha acertada.

[ ]

robĂłtica

1R FDVR SDUWLFXODU GRV VHUYRPRWRUHV HP LQÇPHUDV DSOLFD¸Ă†HV D LQH[LVWÂťQcia do redutor pura e simplesmente impossibilita o uso de servomotores. (IHFWLYDPHQWH VÂśR RV UHGXWRUHV TXH DPSOLILFDP R ELQ²ULR GRV PRWRUHV DGDSWDP D YHORFLGDGH ÂłV UHDLV QHFHVVLGDGHV GDV DSOLFD¸Ă†HV H RSWLPL]DP DV UHOD¸Ă†HV HQWUH LQšUFLDV SHUPLWLQGR R FRQWUROR RSWLPL]DGR GR SRQWR GH vista do dinamismo e posicionamento.

SERVO-REDUTORES: OPTIMIZAĂ‡ĂƒO DO DINAMISMO E POSICIONAMENTO

Outra caracterĂ­stica importante dos redutores planetĂĄrios ĂŠ o facto de serem bastante robustos e suportarem cargas elevadas. Tal facto resulta da elevada superfĂ­cie de contacto dos dentes de engrenamento, conforme se pode verificar na figura 6.


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