Редукторы Harmonic Drive

Почему волновые редукторы Harmonic Drive выбирают для ответственных применений

Уникальные характеристики немецкого качества

Волновые редукторы немецкой компании Harmonic Drive заслуженно занимают лидирующие позиции на рынке высокопроизводительных решений для систем электропривода. Требования к параметрам здесь высокие. Очень высокие.

Что их отличает?

✔️ Отсутствие люфта
✔️ Высокая точность передачи движения
✔️ Компактность
✔️ Наличие полого вала
✔️ Высокая надежность

Где применяют? Список впечатляет:

→ Привода высокоточных станков и обрабатывающих центров
→ Промышленные и андроидные роботы
→ Технологическое оборудование для различных отраслей
→ Телекоммуникационное и оптическое оборудование
→ Авиационная и космическая промышленность

Широкий спектр применений порождает разнообразные требования. Как к параметрам на валу нагрузки, так и к внешним воздействиям. Компания Harmonic Drive имеет обширный каталог стандартных изделий и возможности модификации. Это правильно.

Две основные конструкции: установочные комплекты и модули

Component Sets vs Unit: что выбрать?

Стандартные волновые редукторы Harmonic Drive представлены двумя большими группами. Различаются они конструкцией. Принципиально.

Установочные комплекты (Component Sets) поставляются не в собранном виде. Это комплект деталей волновой передачи. Сборка производится непосредственно в изделии заказчика. Такое решение позволяет оптимально вписать редуктор в конструкцию. Габариты получаются минимальными.

Волновые редукторы «Модуль» (Unit) поставляются полностью собранными. Оснащены подшипниками на выходе и муфтой на входе. Применение ускоряет разработку. Упрощает конструкцию конечного изделия — не нужно устанавливать дополнительные компоненты.

Есть модели в полностью закрытых корпусах. Они надежно защищают редуктор в составе механизмов.

Базовая серия HFUC: самый широкий выбор

Диапазон от 8 до 100 габарита

Основная серия — установочный комплект HFUC. Выпускается в широком диапазоне габаритов:

• Габарит 8 (диаметр около 30 мм)
• До габарита 100 (диаметр около 330 мм)
• Передаточные отношения: от 30 до 160

Доступный диапазон габаритов и передаточных чисел — самый широкий среди установочных комплектов Harmonic Drive.

Допустимые выходные моменты в продолжительном режиме:

Впечатляющий разброс, не правда ли?

Специализированные серии CPL и CSG

CPL: облегченная конструкция для авиации

Постоянная работа над совершенствованием продукции дала результаты. На основе установочного комплекта Harmonic Drive создали несколько серий. Например, CPL и CSG.

Рис. 1. Установочный комплект CPL

При создании CPL во главу угла поставили минимизацию массы. Производительность сохранили. Результат?

✓ Масса снижена на 50%
✓ Момент инерции уменьшен на 40% (по сравнению с HFUC)

Облегченные редукторы широко применяют в авиационных приводах. Логично — каждый килограмм на счету.

CSG: повышенная производительность

Серия CSG создавалась с другой целью — увеличить производительность при сохранении габаритов. Длительные и кратковременные допустимые моменты увеличили примерно на 30%.

Рис. 2. Установочный комплект CSG

Мощнее без увеличения размеров. Это серьезно.

Компактные решения: серии CSD и HFUS

CSD: уменьшенная осевая длина

Еще одна серия установочных комплектов — CSD. Осевая длина уменьшена примерно на 50% по сравнению с HFUC.

Пришлось чем-то пожертвовать:

✖️ Допустимые моменты ниже на 40%
✖️ Жесткость по крутящему моменту ниже на 10-20%

Но есть плюс — возможность установки полого вала больших диаметров (чуть меньше, чем в CPL).

HFUS: улучшенная передача крутящего момента

Серия HFUS имеет те же параметры производительности, что и HFUC. Отличается конструкцией гибкого кольца. Это позволяет лучше передавать крутящий момент.

Модульные редукторы: готовые к установке

Преимущества сборки «под ключ»

Волновые редукторы в модульном исполнении поставляются в сборе с выходным подшипником. Мощный подшипник с предварительным поджатием выдерживает большие изгибающие моменты. Обеспечивает высокую жесткость на изгиб.

Во многих случаях это делает ненужным установку дополнительного подшипника вне редуктора. Экономия средств. Компактность конструкции.

Стандартно модульные редукторы поставляются со смазкой на весь срок службы. Регулярная замена не нужна. Удобно.

Рис. 3. Модульный волновой редуктор CPU

Серия CPU: три варианта исполнения

Выбор под конкретную задачу

Серия CPU производится в трех вариантах. Различаются способом исполнения входного вала. Показатели производительности неизменны для всех исполнений.

CPU-M — для непосредственной установки на серводвигатели. Максимально компактное решение для сборки двигателя с волновым редуктором.

CPU-H — оснащен полым валом большого диаметра. Позволяет пропускать внутри кабели и провода для подключения устройств на подвижной части. Либо валы для приведения в движение следующих степеней подвижности.

CPU-S — традиционный сплошной вал на входе. Позволяет гибко использовать возможности в самых различных приводных системах.

Характеристики:

Для CPU-H есть некоторые ограничения из-за дополнительных уплотнителей на полом валу.

Корпусные редукторы PMG и CSF

PMG: малогабаритные решения

Особняком стоят корпусные редукторы. Основное отличие — прочный металлический корпус. В программе Harmonic Drive они представлены двумя сериями малогабаритных редукторов.

Рис. 4. Корпусной редуктор серии PMG

Серия PMG:

→ Четыре габарита: от 5 (20 мм) до 14 (50 мм)
→ Редукции: от 50 до 110
→ Длительно допустимые моменты: до 11 Нм
→ Две модификации: с обычным валом и для установки на двигатель

CSF: максимальная компактность

Серия CSF имеет более компактные корпуса и несколько более высокую производительность.

Рис. 5. Корпусной редуктор серии CSF

Характеристики CSF:

✓ Шесть габаритов: от 3 до 14
✓ Передаточные числа: от 30 до 100
✓ Шесть исполнений (разные входные/выходные валы и фланцы)

Именно корпусные редукторы используют с малогабаритными двигателями постоянного и переменного тока. Создаются компактные высокоточные сервоприводы.

Специальные смазки для экстремальных условий

Flexolub-A1: работа от -40 до +120°C

Большое разнообразие применений предполагает различие условий эксплуатации. В том числе рабочих диапазонов температур.

Для работы за рамками стандартных условий требуются доработки. Одна из них — применение специальных смазок.

Harmonic Drive использует:

• Смазки партнеров (Kluber, Bechem)
• Собственные разработки (SK-1A, 4BNo2)

Недавно разработана смазка Flexolub-A1. Рассчитана на расширенный диапазон температур.

Состав:

→ Консистентная смазка на основе полиолефина
→ Литиевое мыло
→ Специальный комплекс присадок

Рабочий диапазон: от -40 до +120°C. Соответствует требованиям автомобильной промышленности.

Результаты:

Впечатляет, правда?

Сравнительная таблица основных серий

Выбор оптимального решения

Широкий ассортимент волновых редукторов Harmonic Drive позволяет предложить решение для самых различных задач. Точных, компактных и высокопроизводительных.

Благодаря большому опыту компания обладает возможностями гибкой адаптации приводов в сложных условиях. Это залог надежной работы выбранного решения. Без сомнения.

Рис. 6. ЗАО «АВИТОН» — официальный партнер

Олег Сергеев
Руководитель технического отдела
ЗАО «АВИТОН»
sergeev_o@aviton.spb.ru
http://www.aviton.spb.ru
(812) 702-10-01