26 lutego 2024

Jak działa przekładnia planetarna?

Przekładnie stanowią podstawę działania maszyn stosowanych w wielu różnych branżach. Są elementem układu napędowego, dzięki któremu możliwa jest kontrola nad prędkością i momentem obrotowym. Istnieje wiele różnych rodzajów przekładni, ale w przemyśle bardzo często stosowane są przekładnie planetarne, którym poświęciliśmy ten artykuł.

Budowa i zasada działania przekładni planetarnej

Przekładnie planetarne nazywane są też przekładniami obiegowymi. W zależności od konkretnej konstrukcji, składają się z kół zębatych: koła centralnego (słonecznego), koła zewnętrznego (pierścieniowego), a także małych kół planetarnych umieszczonych między nimi. Koło centralne posiada uzębienie zewnętrzne, natomiast koło zewnętrzne wyposażone jest w uzębienie wewnętrzne. Małe koła planetarne są ze sobą połączone jarzmem. Każde z nich wykonuje obrót wokół własnej osi obiegając dodatkowo oś całego mechanizmu. Ruch kół zębatych odwzorowuje ruch planet w Układzie Słonecznym. Właśnie z tego powodu przekładnie tego typu nazywamy planetarnymi.

Zalety przekładni planetarnych

Celem istnienia przekładni planetarnych jest przeniesienie odpowiedniego momentu obrotowego. W przeciwieństwie do pojedynczej przekładni zębatej, przekładnie planetarne dużo lepiej radzą sobie z rozkładem obciążenia. Podział energii na poszczególne koła planetarne, jarzmo i ruchome koło centralne sprawia, że możliwe jest przenoszenie dużych momentów obrotowych z wysoką sprawnością – nawet z silników o dużych lub bardzo dużych mocach. Jednocześnie zachowane są też niewielkie rozmiary przekładni, dzięki czemu układ napędowy jest bardziej efektywny, nie obciąża konstrukcji maszyny i znajduje zastosowanie w maszynach o mniejszych gabarytach. Wielopunktowe przenoszenie napędu jest też znacznie mniej awaryjne niż jednopunktowe metody.

Ponieważ przekładnie planetarne posiadają więcej stopni swobody, możliwe jest sumowanie momentów i mocy z kilku napędów, a także rozdzielenie momentów i mocy na kilka odbiorników.

Bardzo istotną zaletą jest również modułowość. Przekładnie planetarne mogą składać się z kilku stopni w szerokim zakresie przełożeń. Można stworzyć przekładnie o bardzo dużym przełożeniu i momencie obrotowym na wyjściu. Przekładnie mogą być napędzane różnymi rodzajami silników. Możliwy do konfiguracji jest też ich układ, który może być liniowy lub kątowy.

Do pozostałych zalet przekładni planetarnych należą:

  • małe luzy kątowe,
  • wysoka sprawność możliwa do osiągnięcia dzięki niskim oporom toczenia,
  • nieograniczone możliwości dzięki połączeniu kilku stopni planetarnych,
  • cicha praca,
  • możliwość zastosowania w wielu warunkach i typach maszyn,
  • możliwość wyprowadzenia osi przekładni w osi silnika.

Jako wadę przekładni planetarnych można uznać stosunkowo wysoką cenę (w porównaniu do konkurencyjnych rozwiązań), na którą mogą mieć wpływ:

  • zintegrowanie wielu elementów zębatych o odmiennych średnicach i liczbie zębów,
  • konieczność zastosowania kilku zespołów planetarnych dla uzyskania określonej liczby przełożeń. Pojedyncza przekładnia planetarna jest w stanie realizować 3 przełożenia do przodu i jedno do tyłu.

Do minusów można też zaliczyć skomplikowany proces projektowy, który obejmuje m.in. warunki geometryczne i dobór odpowiednich współczynników korekcji.

Gdzie wykorzystywane są przekładnie planetarne?

Możliwość przenoszenia dużych momentów obrotowych i zwarta budowa to zalety, które czynią przekładnie planetarne częściami chętnie wykorzystywanymi w maszynach pracujących w wielu różnych dziedzinach przemysłu. Stosuje się je w maszynach budowlanych, który napędy rozwijają bardzo duże momenty obrotowe – m.in. kruszarki, młyny i mieszalniki. Znajdziesz je w dźwigach, wyciągarkach, suwnicach i specjalistycznych maszynach pracujących na platformach wiertniczych.

Dzięki dużej wydajności, cichej pracy i niewielkim rozmiarom, przekładnie planetarne zaczęto wykorzystywać w automatyce przemysłowej – używają ich m.in. podajniki, prasy krawędziowe, specjalistyczne stoły obrotowe, napędy osiowe do wycinarek laserowych, a także zaawansowane roboty przemysłowe. Z przekładni planetarnych korzysta też branża logistyczna – rampy magazynowe, wózki widłowe, a nawet bezzałogowe systemy transportowe (AGV) pracujące w nowoczesnych zautomatyzowanych magazynach. Dzięki przekładniom planetarnym możliwe jest działanie układów regulacji wysokości w stołach operacyjnych, a także korzystanie z podnośników schodowych.

Urządzeń wyposażonych w przekładnie planetarne używasz też w codziennym życiu. Znajdziesz je w sprzęcie AGD (młynki, blendery, roboty kuchenne) i w automatyce domowej (systemy otwierania i zamykania drzwi garażowych i rolet). Są też obecne w samochodowych automatycznych skrzyniach biegów i w przerzutkach rowerowych.

Źródło tekstu: https://ultrarobotics.pl/blog/jak-dziala-przekladnia-planetarna/