A comparação e vantagens da caixa de engrenagens planetárias de estágio único e múltiplo

As caixas de engrenagens planetárias são amplamente utilizadas em automação industrial, robótica, aeroespacial e máquinas pesadas devido à sua alta densidade de torque, design compacto e excelente distribuição de carga. Entre as diversas configurações, monoestágio e caixas de engrenagens planetárias multiestágio são os dois tipos mais comuns.

Se os redutores de engrenagens planetárias são os "melhores dos melhores", então, entre a família de redutores de engrenagens planetárias, os redutores de engrenagens planetárias de vários estágios são a "potência", graças à sua excelente capacidade de saída de torque, ampla faixa de taxas de redução e operação suave.

A comparação entre a caixa de engrenagens planetária simples e multiestágio

Vou comparar o singe e caixa de engrenagens planetárias multiestágio dos 3 aspectos.

• Relação de transmissão e redução de velocidade

Uma caixa de engrenagens planetárias de estágio único normalmente oferece taxas de redução entre 3:1 e 10:1. Esta faixa é suficiente para aplicações que exigem redução moderada de velocidade com alta eficiência.

Em contraste, caixas de engrenagens planetárias multiestágio pode atingir proporções muito mais altas – até 1.000:1 ou mais – conectando vários conjuntos planetários em cascata dentro de um único alojamento. Cada estágio multiplica a redução, permitindo velocidades de saída muito baixas a partir de um motor de entrada de alta velocidade.

• Tamanho, peso e folga

As caixas de engrenagens planetárias de estágio único são mais curtas, mais leves e têm menor inércia rotacional, tornando-as ideais para aplicações dinâmicas, como sistemas pick-and-place acionados por servo, onde a aceleração rápida é fundamental. Eles também normalmente oferecem menor folga, crucial para a precisão do posicionamento.

As caixas de engrenagens multiestágio são mais longas e pesadas devido aos conjuntos de engrenagens e suportes adicionais. Embora a fabricação moderna possa manter a folga baixa, cada estágio adicionado apresenta potencial para erros angulares cumulativos.

No entanto, projetos avançados de vários estágios geralmente integram rolamentos de rolos cruzados ou pinos planetários pré-carregados para manter a rigidez e minimizar a deflexão sob carga.

• Capacidade de torque e distribuição de carga

Ambas as configurações distribuem a carga entre várias engrenagens planetárias, aumentando a durabilidade, mas as caixas de engrenagens de vários estágios podem transmitir maior torque de saída em velocidades ultrabaixas, tornando-as adequadas para tarefas pesadas, como extrusoras, guinchos ou unidades giratórias.

As versões de estágio único se destacam em cenários de alta velocidade e torque médio, onde a capacidade de resposta é mais importante do que a força extrema.

Vale a pena notar que o primeiro estágio em um sistema de múltiplos estágios geralmente lida com a velocidade de entrada mais alta e deve ser projetado para resistência à fadiga, enquanto o estágio final suporta o pico de torque de saída.

• Custo e manutenção

As caixas de engrenagens de estágio único são mais baratas de fabricar e manter devido ao menor número de componentes e à montagem mais simples.

As unidades de vários estágios envolvem tolerâncias mais restritas, mais peças e caminhos de lubrificação complexos, aumentando o custo inicial e a complexidade potencial do serviço.

A caixa de engrenagens planetárias de vários estágios tem vantagens significativas

• Maior torque

As caixas de engrenagens planetárias de estágio único são limitadas por sua estrutura e taxa de velocidade, resultando em torque de saída limitado. As caixas de engrenagens planetárias de múltiplos estágios, entretanto, alcançam amplificação progressiva do torque por meio de dois ou três estágios de transmissão planetária conectados em série. Por exemplo, após o primeiro estágio atingir uma relação de redução de 5:1, o segundo estágio pode atingir uma relação de redução de 4:1, resultando em uma relação de velocidade total de 20:1 e um aumento de 20 vezes no torque de saída.

Esse alto torque também aumenta sua capacidade de carga, permitindo que as caixas de engrenagens planetárias de vários estágios atendam às demandas extremas de carga de campos como máquinas de mineração, plataformas de perfuração sem valas e geração de energia eólica.

Uma alta taxa de redução pode ser alcançada sem um dispositivo de transmissão externo.

Em algumas aplicações de transmissão, alcançar uma grande taxa de redução muitas vezes requer a conexão de uma caixa de engrenagens planetárias de estágio único e um redutor de engrenagem helicoidal em série. No entanto, com um redutor planetário multiestágio, este método de conexão tradicional não é mais necessário. Isso ocorre porque a caixa de engrenagens planetárias de vários estágios integra vários estágios de transmissão, permitindo altas taxas de redução de 20:1 a 100:1 em um espaço compacto, atendendo às necessidades de aplicações que exigem grandes taxas de redução.

• Maior eficiência de transmissão e baixa perda de energia.

Em comparação com os redutores de engrenagem helicoidal, as caixas de engrenagens planetárias de vários estágios podem manter uma eficiência geral de 94% a 96%, mesmo após dois estágios de transmissão. Segundo a física, maior eficiência significa menos perda de energia; portanto, as caixas de engrenagens planetárias de vários estágios podem reduzir significativamente os custos operacionais.

• Distribuição de energia para uma operação mais suave

Caixas de engrenagens planetárias apresentam distribuição de energia, e as caixas de engrenagens planetárias de vários estágios incorporam perfeitamente essa característica. Em uma caixa de engrenagens planetárias de vários estágios, a potência de entrada é distribuída uniformemente entre várias engrenagens planetárias, reduzindo efetivamente a carga, a vibração e o ruído de um único dente, resultando em uma operação mais suave.

Casos de aplicação de redutores planetários multiestágio da SGR

As caixas de engrenagens planetárias de vários estágios da SGR são feitas de liga de aço 20CrMnTi por meio de processos de retificação de engrenagens de precisão de cementação e têmpera. A superfície do dente possui alta dureza e forte resistência ao desgaste, garantindo que possa manter baixa folga mesmo sob condições de carga total, atendendo aos requisitos de servocontrole e posicionamento preciso.

As caixas de engrenagens planetárias multiestágio da SGR foram aplicadas em vários cenários industriais de alta tecnologia. Em projetos de plataformas de perfuração direcional horizontal sem valas, os redutores planetários de dois estágios da SGR, com seu desempenho superior de uma relação de velocidade de 45:1 e um torque de saída de 280.000 Nm, operam de forma estável sob condições de operação contínua com baixo aumento de temperatura, melhorando significativamente a confiabilidade geral e a eficiência de construção da máquina. Isto conquistou grande reconhecimento dos clientes e os ajudou a obter perfuração eficiente em formações geológicas complexas.

Em resumo, as caixas de engrenagens planetárias multiestágio, com seu torque potente, transmissão eficiente e estrutura confiável, suportam a operação contínua de equipamentos industriais pesados. Impulsionadas pela tendência de fabricação de alta qualidade, alta eficiência e baixo consumo de energia, as caixas de engrenagens planetárias de vários estágios estão se tornando a solução de transmissão preferida para um número cada vez maior de equipamentos de última geração.

E-mail: export@sgr.com.cn

WhatsApp: 86 188 1807 0282

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