Riduttore di velocità con ingranaggio a vite senza fine NMRV-F1 /F2

Quali sono le misure di controllo dell'aumento di temperatura per i riduttori a vite senza fine NMRV-F1/F2 quando funzionano sotto carico?

Nel campo dell'automazione industriale, i riduttori a vite senza fine sono componenti fondamentali della trasmissione. Il controllo dell'aumento della temperatura durante il funzionamento a carico è direttamente correlato alla stabilità, alla durata e alla sicurezza dell'apparecchiatura. Hangzhou Yinhang Reduction Gears Co., Ltd è specializzata nella produzione Riduttori di velocità con ingranaggio a vite senza fine serie NMRV-F1/F2 . In risposta ai requisiti di dissipazione del calore di diversi scenari di carico, è stato costruito un sistema completo di controllo dell'aumento della temperatura da più dimensioni come la selezione dei materiali, la progettazione strutturale, il sistema di lubrificazione e il processo di produzione.

1. Tecnologia di controllo dell'aumento della temperatura della serie NMRV-F1 (scenario di precisione con carico leggero)

(I) Progettazione collaborativa di materiali leggeri e strutture di dissipazione del calore
La serie NMRV-F1 è destinata a scenari di carico leggero come piccole apparecchiature di automazione e catene di montaggio elettroniche. Il controllo dell'aumento della temperatura si basa innanzitutto sulle caratteristiche di dissipazione del calore del materiale. Come materiale dell'alloggiamento viene utilizzata la lega di alluminio. Questo materiale non è solo leggero (40% più leggero della ghisa), ma ha anche un'eccellente conduttività termica: la conduttività termica della lega di alluminio è circa 3 volte quella della ghisa, che può rapidamente esportare il calore interno verso l'ambiente esterno. Prendendo come esempio il riduttore di trasmissione della scheda PCB utilizzato nella catena di montaggio elettronica, la superficie dell'alloggiamento è progettata con sottili nervature di dissipazione del calore. Aumentando l'area di dissipazione del calore (25% superiore rispetto alla superficie liscia), combinato con l'elevata conduttività termica della lega di alluminio, l'aumento della temperatura viene controllato entro 40 ℃ mentre funziona a un basso rumore di 55 dB.
In termini di progettazione strutturale, la serie F1 adotta una struttura dell'alloggiamento "cavo a parete sottile" e l'area di contatto tra la cavità di trasmissione interna e l'aria esterna è più ampia. Ad esempio, nell'applicazione della lucidatrice per custodie di telefoni cellulari per la lavorazione di prodotti 3C, il riduttore con un diametro della flangia di 50 mm riduce la generazione di calore da attrito delle parti interne ottimizzando la struttura di supporto dell'albero a vite senza fine. Allo stesso tempo, il design dell'albero di uscita cavo consente il passaggio di una piccola quantità di flusso d'aria, formando un canale di dissipazione del calore passivo per garantire che la temperatura di accoppiamento della vite senza fine e della ruota elicoidale non superi i 70 ℃ in condizioni di rotazione continua.
(II) Trasmissione a basso attrito e sistema di lubrificazione di precisione
Per requisiti di alta precisione in scenari di carico leggero (come il modello con gioco ≤10arcmin degli strumenti diagnostici medici), la serie F1 controlla l'aumento di temperatura riducendo l'attrito della trasmissione. La vite senza fine è realizzata in acciaio legato, la superficie è carburata e bonificata (durezza HRC58-62) ed è accoppiata con una ruota elicoidale in bronzo allo stagno. Il coefficiente di attrito di questa combinazione di materiali è inferiore del 30% rispetto a quello del normale acciaio al carbonio. Nel meccanismo di rotazione della piastra campione dell'analizzatore biochimico, l'aumento di temperatura di questa coppia di attrito è di soli 25 ℃ dopo un funzionamento continuo per 8 ore con un motore a bassa potenza di 0,18 kW.
In termini di sistema di lubrificazione, la serie F1 è dotata di serie di grasso a base di litio (grado NLGI 2) e la sua temperatura del punto di goccia raggiunge i 180°C. Può comunque mantenere una resistenza stabile del film d'olio in frequenti scenari di avvio-arresto come il meccanismo di spinta del distributore automatico. La struttura di lubrificazione "oil pool oil slinger" appositamente progettata fa sì che l'olio lubrificante schizzi sulla superficie di ingranamento dell'ingranaggio a vite senza fine attraverso la rotazione della vite senza fine, evitando il problema di riscaldamento dell'agitazione dell'olio nella tradizionale lubrificazione a immersione in olio. Nell'applicazione delle parti di macinazione delle macchine da caffè nelle macchine per la ristorazione, questo metodo di lubrificazione mantiene il tasso di aumento della temperatura del riduttore entro 0,5°C/min a condizione di 30 avviamenti e arresti al minuto.
(III) Adattabilità ambientale e ottimizzazione della dissipazione del calore
Per scenari con elevati requisiti di pulizia come apparecchiature mediche e apparecchiature commerciali, la serie F1 adotta un design con livello di protezione IP55. La struttura sigillante impedisce l'intrusione di polvere evitando l'ostruzione della dissipazione del calore da parte di agenti inquinanti esterni. Il riduttore utilizzato nell'azionamento dei microgiunti del robot chirurgico ha un alloggiamento in lega di alluminio anodizzato per formare una pellicola di ossido spessa 0,02 mm, che non solo migliora la resistenza alla corrosione, ma migliora anche la capacità di dissipazione del calore delle radiazioni superficiali (emissività aumentata a 0,85).
Negli strumenti medico-diagnostici sensibili alla temperatura la serie F1 può essere dotata anche di un termostato a termistore. Quando la temperatura interna supera i 65°C, il termostato invierà un segnale di allarme precoce al sistema di controllo principale dell'apparecchiatura e controllerà l'aumento della temperatura entro la soglia di sicurezza riducendo la velocità operativa o avviando una ventola di raffreddamento ausiliaria esterna (come il modulo di raffreddamento ad aria forzata del meccanismo di movimento orizzontale del letto CT).
2. Soluzione migliorata di dissipazione del calore per la serie NMRV-F2 (scenari industriali a carico medio e alto)
(I) Rinforzo strutturale e sistema attivo di dissipazione del calore
Di fronte a scenari di carico medio e elevato come magazzinaggio logistico, protezione ambientale, energia, ecc. (come linee di trasporto per carichi pesanti con coppia di 300 Nm), il controllo dell'aumento di temperatura della serie F2 richiede una soluzione tecnica più radicale. Hangzhou Yinhang Reduction Gears Co., Ltd ha migliorato il design della scatola: lo spessore delle nervature di dissipazione del calore è aumentato a 5 mm e l'altezza è aumentata a 25 mm, formando una griglia di dissipazione del calore "a nido d'ape", che è del 40% più grande dell'area di dissipazione del calore della serie F1. Nel meccanismo di sollevamento dell'impilatore, il riduttore F2 azionato da un motore da 1,5 kW utilizza questa struttura per stabilizzare l'aumento della temperatura a 55 ℃ per 12 ore di funzionamento continuo a una velocità di sollevamento di 5 m/min.
In risposta alla grande quantità di calore generato da carichi elevati, la serie F2 può essere dotata di un sistema di raffreddamento ad aria forzata opzionale: una ventola di dissipazione del calore a bassa rumorosità (volume d'aria 120 m³/h) è installata sul lato della scatola e le alette di dissipazione del calore vengono soffiate dal flusso d'aria direzionale per aumentare l'efficienza di dissipazione del calore del 30%. Il riduttore con rapporto di velocità 80:1 utilizzato nel miscelatore per liquami può controllare la temperatura di ingranamento dell'ingranaggio a vite senza fine entro 80 ℃ in un ambiente esterno di 35 ℃ con la ventola. Per scenari con temperature estremamente elevate (come l'ambiente con differenza di temperatura di -30 ℃ ~ 90 ℃ degli inseguitori solari), la serie F2 adotta una configurazione a doppio albero di uscita, uno dei quali può essere collegato a un radiatore dell'olio esterno per dissipare il calore attraverso la circolazione dell'olio lubrificante per garantire che la temperatura interna dell'olio non superi 110 ℃ a una temperatura ambiente di 90 ℃.
(II) Coppia di attrito ad alto carico e tecnologia di lubrificazione a lungo termine
Il materiale della vite senza fine della serie F2 è stato aggiornato all'acciaio legato carburato 20CrMnTi e la ruota elicoidale utilizza bronzo all'alluminio ad alta resistenza (ZCuAl10Fe3). Questa combinazione di materiali ha uno stress da contatto consentito di 450 MPa con una coppia di 300 Nm, ovvero il 50% in più rispetto alla serie F1, e la generazione di calore da attrito è ridotta del 20%. Nell'azionamento dello sportello di scarico della betoniera, il tasso di aumento della temperatura di questa coppia di attrito in condizioni di lavoro frequenti in avanti e indietro è di soli 0,8 ℃/min.
Il sistema di lubrificazione è una delle tecnologie chiave della serie F2 per far fronte a carichi medi ed elevati. Adotta il design del "bilanciamento del livello dell'olio di lubrificazione a pressione": la pompa a ingranaggi aspira l'olio dal pool di olio e lo consegna all'area di ingranamento del cuscinetto a vite senza fine e dell'ingranaggio a vite senza fine attraverso il tubo dell'olio per formare un film di lubrificazione forzata. Nell'applicazione di linee di trasporto pesanti di magazzinaggio logistico, questo metodo di lubrificazione stabilizza la temperatura dell'olio lubrificante del riduttore a circa 75°C sotto carico di impatto continuo. Inoltre, la serie F2 è dotata di serie di una finestra di osservazione del livello dell'olio e di un sensore di temperatura. Quando l'olio è insufficiente o la temperatura supera i 70°C, il dispositivo di rifornimento dell'olio o il sistema di allarme si avvia automaticamente per evitare un aumento anomalo della temperatura causato da una scarsa lubrificazione.
(III) Progettazione dell'adattabilità dell'ambiente industriale
Per condizioni di lavoro difficili come quelle delle macchine edili e agricole, la soluzione di dissipazione del calore della serie F2 incorpora più elementi di protezione ambientale. Ad esempio, il riduttore di coppia da 500 Nm utilizzato nell'argano della piccola gru ha un cuscinetto in gomma antivibrante aggiunto sul fondo della scatola per ridurre il danno delle vibrazioni alle nervature di dissipazione del calore. Allo stesso tempo, le nervature di dissipazione del calore sono inclinate (15° rispetto al piano verticale) per evitare che polvere e detriti si accumuli compromettendo l'efficienza di dissipazione del calore.
Nelle scene che richiedono un funzionamento esente da manutenzione a lungo termine, come macchinari scenici e irrigazione agricola, la serie F2 utilizza grasso a lunga durata (grasso a base di silicone con una durata di servizio di 4.000 ore) e ottimizza la struttura del paraolio (paraolio scheletrato a doppio labbro) per ridurre la volatilizzazione del lubrificante e l'intrusione di agenti inquinanti esterni. Questo design consente al riduttore di regolazione a doppio asse dell'inseguitore solare di mantenere la temperatura interna dell'olio entro l'intervallo della temperatura ambiente di 40°C dopo 3 anni di funzionamento all'aperto.
3. Garanzia di controllo sistematico dell'aumento della temperatura
In qualità di produttore di riduttori con oltre 15 anni di esperienza, Hangzhou Yinhang Reduction Gears Co., Ltd fornisce un solido supporto per il controllo dell'aumento di temperatura della serie NMRV-F1/F2 dalla ricerca e sviluppo alla produzione. Il laboratorio di prova dell'azienda è dotato di un banco di prova per l'aumento della temperatura ad alta precisione in grado di simulare temperature ambiente di -30°C~ 120°C ed eseguire un test continuo di aumento della temperatura del carico di 72 ore sul riduttore per garantire che il prodotto soddisfi i requisiti di dissipazione del calore di diversi scenari prima di lasciare la fabbrica.
In termini di controllo di qualità, il sistema di produzione è certificato ISO9001 e ogni collegamento ha un punto di monitoraggio della temperatura, dalla fusione della lega di alluminio (controllo del contenuto di ferro ≤ 0,3% per garantire la conduttività termica) alla macinazione a vite senza fine (rugosità superficiale Ra ≤ 0,8μm per ridurre il calore di attrito). Ad esempio, durante il processo di pressofusione della scatola, la temperatura dello stampo deve essere mantenuta a 220 ℃ ~ 250 ℃ per garantire che la lega di alluminio sia densamente cristallizzata ed evitare pori che influiscano sulle prestazioni di dissipazione del calore.