Название говорит само за себя: Simple-Flex - означает простой и гибкий. Это новая дистанционная муфта от Jakob Antriebstechnik GmbH от Kleinwallstadt. Он передает точные крутящие моменты абсолютно без зазора и на большие расстояния.
Две ступицы и дистанционный вал
Просто потому, что специалисты по связям сосредоточились на самом главном во время разработки. Он состоит из двух узлов и промежуточного вала между ними. Сильфон, который фактически необходим для компенсации смещения, а также карданный подшипник, который несет вес проставочной трубки, больше не нужны с этой муфтой. Зачем? Волшебное слово - углепластик.
Потому что спейсерная волна состоит из этого материала. Это обеспечивает гибкость при изгибе, которая требуется для компенсации смещения, и в то же время настолько легка, что дополнительной поддержки нет.
Сложный процесс разработки
Однако то, что звучит просто, произошло в сложном процессе разработки. Самой большой проблемой было разработать подходящую композитную волну. Якоб Антрибстехник был поддержан стартапом Carbon-Drive. Обе компании встретились на церемонии вручения наград MM, присуждаемой медиа-брендом MM Maschinenmarkt, на EMO 2017. Компания Carbon-Drive получила награду в категории технологий привода за разработку полностью углеродистого шпинделя двигателя, а технология привода Jakob в категории зажимных устройств для беспроводного мониторинга силы зажима - еще одно подразделение компании.
Команда проекта, состоящая из отдела разработки и строительства Jakob Antriebstechnik и экспертов из Carbon-Drive, начала с технико-экономического обоснования. Цель состояла в том, чтобы упростить традиционную конструкцию соединительной муфты с помощью гибкого волоконно-пластикового композитного вала. Классически, распорная муфта состоит из металлического вала со ступицей и металлического сильфона каждый, а также встроенной опоры карданного подшипника на стороне входа и выхода. С помощью муфты Simple-Flex функциональные несущие были сведены к основному. Остаются ступицы и проставочный вал, все остальные компоненты исключены.
Точка хруста CFRP вал
Суть дела - вал, который сделан из углепластика. Несмотря на высокую жесткость на кручение, он должен обладать достаточной гибкостью при изгибе и малым собственным весом, чтобы гарантировать приемлемую компенсацию смещения вала при очень высоких рабочих скоростях и высоких моментах.
Дополнительная информация по теме
Вдохновленный бамбуком
При разработке Simple Flex специалисты Jakob Antriebstechnik были вдохновлены природой, а именно бамбуком. Древесина бамбука очень гибкая по всей длине стержня и допускает большие отклонения изгиба без разрушения конструкции. В то же время бамбук имеет низкое соотношение между массой и диаметром ствола. Инженеры также хотели перенести эти свойства на новый вал сцепления.
«При проектировании вала мы использовали новейшее программное обеспечение FEM для расчета всех вариантов нагрузки и собственных частот, а также для создания инструмента проектирования программного обеспечения для поддержки проектирования», - объясняет д-р инж. Мартин Климач из Карбон-Драйв. Dr.-Ing. Арно Вёрн, начальник отдела разработки Jakob Antriebstechnik, добавляет: «Результаты компьютерного тестирования были проверены в ходе испытаний прототипов на наших собственных испытательных стендах, и были проведены экспериментальные модальные анализы поведения вибрации».
Все результаты испытаний непрерывно включались в процесс разработки, например, угол наклона материала был оптимизирован для обеспечения идеальной жесткости при изгибе / кручении с тонкими стенками. Конечным результатом стал карбоновый вал, оптимальная толщина стенки, угол намотки и прочность которого указаны.
передача инфекции
Выберите, спроектируйте и вставьте правильно
Благодаря функциональной облегченной конструкции собственные частоты вала могут быть смещены в более высокие диапазоны скоростей. Это позволяет более высокие номинальные скорости. Это, в свою очередь, означает, что могут передаваться большие крутящие моменты, чем при обычной конструкции с меньшим диаметром вала. Собственная частота составного вала уменьшает амплитуды вибрации из-за вибрации в трансмиссии. «Кроме того, меньший диаметр вала и меньшие массы с большей длиной возможны без дополнительной опоры подшипника», - добавляет доктор. Изношены. Simple-Flex может соединять до шести метров.
Сложная настройка испытательного стенда
В дополнение к обширным расчетам моделирования и серии испытаний, относящихся к валу углепластика на этапе разработки, Jakob Antriebstechnik по-прежнему проводит многочисленные испытательные испытания полного сцепления на специально разработанном испытательном стенде. Университеты Дармштадта и Ашаффенбурга поддержали установку испытательного стенда. Были некоторые задачи, которые необходимо решить. Требовалось следующее:
- бесступенчатая регулировка скорости от 0 мин -1 до 12000 мин -1,
- установка измерительной техники для определения параметров,
- установка определенного смещения вала на опорных блоках,
- гибкое удержание образцов до 4 м в длину,
- подходящее защитное устройство, обеспечивающее безопасность в случае отказа испытательного образца.
Испытательный стенд был в Jakob Antriebstechnik в Kleinwallstadt с начала 2019 года. Это позволяет проводить тесты со скоростью до 12 000 мин -1. «Это позволяет целенаправленно применять несоосность вала и анализировать поведение при движении или вибрации при скорости и несоосности», - объясняет доктор. Изношены. С помощью лазерного датчика муфта может быть очень точно выровнена на испытательном стенде.
Дополнительная информация обо всем, от муфт до технологии зажима и защиты шпинделя двигателя
В 1971 году Людвиг Якоб основал то, что сейчас называется Jakob Antriebstechnik GmbH. Компания считается изобретателем металлической сильфонной муфты. Сегодня специалист по сцеплению предлагает не только эти, но также эластомерные или кулачковые муфты, миниатюрные муфты, а также распорные муфты или карданные валы для передачи крутящего момента на расстояния до шести метров и предохранительные муфты или ограничители крутящего момента.
В дополнение к портфелю в области приводной техники, компания также сделала себе имя в области зажимных технологий. Везде, где инструменты или заготовки должны быть надежно закреплены при высоких усилиях зажима, теперь также используются изделия Jakob Antriebstechnik.
Третья область включает систему защиты шпинделя двигателя MS 3. Это безопасное решение для защиты моторных шпинделей от столкновений в фрезерных станках.
Simple-Flex и металлические сильфонные муфты на испытательном стенде
В настоящее время компания проводит базовые тесты для Simple-Flex. Обычные металлические сильфонные муфты также испытываются на испытательном стенде. Несмотря на новые разработки, они не потеряли своей важности. Особенно для приложений, где расстояния должны быть преодолены менее чем на один метр, они по-прежнему представляют особый экономический интерес.
Области применения муфты Simple-Flex включают порталы, решения с непрямым приводом, шпиндели и испытательные стенды с высокими скоростями - везде, где привод должен быть децентрализованно установлен относительно выхода. Это может иметь место, например, по причинам пространства или динамики машины.
Готов к серийному производству на рынке с 2020 года
В начале 2020 года Jakob Antriebstechnik хочет быть готовым к серийному производству с двумя размерами Simple-Flex. Размеры определяются диаметром трубы, так как крутящий момент варьируется по длине. Два размера заменяют четыре размера обычной проставочной муфты компании. Диапазон крутящего момента от 50 Нм до 600 Нм. Впервые муссирование было представлено широкой аудитории на SPS.
Требуют документов
Станьте докладчиком на собрании пользователей технологии мехатронных приводов
Подсказка к книге
Книга Практическое руководство по проектированию привода поможет вам выбрать основные компоненты систем электропривода: двигатель, редуктор, привод, сеть электропитания и их дополнительные компоненты. Расчет также ведется интенсивно.