Galaxie銀河驅動系統:實踐得出的最高性能
自從2015年在漢諾威展會上首次亮相并斬獲HERMES大獎后,威騰斯坦集團的Galaxie®銀河驅動系統又獲得了“德國經濟創新大獎”,在高效機械制造的道路上勝利前進。正如所選的幾個實例所展示的那樣,無論是在轉速、精度和緊湊性各方面 - Galaxie®銀河驅動系統有著非常多的優勢可保證機器能達到更高的性能,由此可獲得更好的質量、工序和產品。
Galaxie® 銀河驅動系統
Galaxie® 銀河驅動系統是一種全新的齒輪箱動力學,有著特殊的結構 - 齒輪箱完全免去了齒輪,取而代之的是以多變體為排列的動態柱齒。它有著許多的性能特性,例如與同類齒輪箱相比,力矩傳輸可高170%,過載保護可提高一至三倍,扭轉剛度可提高三至六倍:該驅動系統的研發和結構為高效機械制造打開了全新的空間,在實際應用中,可達到很高的精度。
三種尺寸的高精度
Galaxie®銀河驅動系統的特殊驅動原理是每一個柱齒作為獨立和動態的個體,以多變體作為輸入,在滾針軸承和凸輪滑靴的支撐下,以齒圈內齒作為引導,參與到了力矩的傳輸中。由于這種排列和特殊的齒面形狀,使其同時滑動齒面的接觸表總面積是其他普通嚙合齒系總面積的6.5倍。同時,在柱齒保持架和內齒圈之間只有很小的空隙,這個間隙如此之小,使得所有柱齒幾乎是沒有懸臂的。此外,所有的柱齒在柱齒保持架上呈圓柱型排列,因此齒接觸是自動對齊的,這可與齒圈內齒有最佳的運動作用,從而達到最優的周向負載分布,這使其有很高的扭轉剛度,與目前市場上可與之相較的產品相比要高580%。
每一個柱齒作為獨立和動態的個體
齒接觸表面要比其他普通齒動力學的大6.5倍
這種一獨一無二的動力學模式可使三種尺寸都有高精度:零背隙是靜態精度, 同步性是動態精度和剛度,也是重壓下的動態精度。即使在交變負載的情況下,零交叉(即零速和零扭矩輸出時)仍保持很高的剛性,因此,相比其他普遍的齒輪箱原理,在機床主軸上安裝Galaxie®可為機器帶來非常顯著的性能提升,由此也可以使工具中心點(TCP)的定位精度更精確,承受更大的過程力,對組件和主軸都有積極影響,整體性能明顯提升。
優于消隙張緊齒輪+齒輪箱解決方案
全程穩定的無背隙加上高剛度和動態精度,Galaxie®銀河驅動系統是其他機械產品無法超越的。唯一的例外有可能是電子或機械的張緊系統:根據不同的任務和齒輪箱型號,有可能比如說齒輪箱機殼直接連結;輸出軸通過連結的聯軸器剛性耦合;或者輸入軸相互旋轉夾緊。這些解決方案的弱點,不僅僅在于需要很大的安裝空間,浪費了安裝和調整校準的人力,更重要的一點是Galaxie®相較于它們保證了更顯著的高精度。
例如有一家光學玻璃工廠,必須要達到更高的高精度。在加工過程中起決定性作用的是穩定的相對速度以及研磨工具作用在工件上的壓緊力。在這個應用中,Galaxie®替代了兩個連結的齒輪箱,由此提高了磨削過程中的精度。另外一個替代的例子是在工具轉向軸上,Galaxie® 替代了兩臺連結的擺線齒輪箱。在原先的連結結構中,確實加倍提高了張緊扭矩 、 扭轉剛度以及最大功率,然而也加大了扭轉角,而且兩個齒輪箱不得不在其圓盤面同一側面相連。應用了Galaxie®后減少了這些劣勢:這一創新的驅動方式即使是在負載的零交叉情況下,仍可保證轉向軸的高精度。
替代蝸輪蝸桿傳動系統 – 改善生產率和可用性
除了與張緊系統相比較外,Galaxie® 銀河驅動系統從一開始就體現出了相較于其他機械齒輪箱系統的巨大技術優勢。這里的另外一個例子是在南德的一家機器制造商,Galaxie® 替代了它們加工中心的蝸輪蝸桿齒輪箱。這些齒輪箱雖然有著很高精度,但是隨時使用年限的增加,精度有所下降,因為預加載力的蝸桿有所磨損。除了下降的加工精度以外,電機加齒輪箱結構整體過大,使得兩者之間的工作臺面上無法再增加任何的更小部件。應用了Galaxie® 后一次解決了許多問題,緊湊的造型設計節省了安裝空間,并更好地符合人體工學設計。更高的動態精度和優化的旋轉軸同步性可實現高效、同步和高精度的五軸加工。這可為操作者帶來更高的生產率 – 主要是現在形狀復雜的工件都可以經濟高效的完成了。為整機帶來的另一個優勢在于Galaxie®全程穩定的零背隙 – 也就是說在運行期間完全免維護。
Galaxie®在龍門銑床上的應用:改善了可調性和質量
在一個龍門銑床銑頭C軸上換上了Galaxie®銀河驅動系統 – 并沒有做很多結構設計上的改動 – 原本是電機加一個諧波齒輪箱的結構,較低的剛性帶來了不規律的共振和震蕩。Galaxie® 不僅僅是顯著提高了軸上因素3的剛性,也提高了扭矩密度以及過載保護 ,同時改善了可調性。帶來明顯的結果是:由于過程力產生的加工表面的波紋, 對于Galaxie®來說是不會再存在的 – 加工優勢明顯改善。
Galaxie®在機床銑頭上的應用可使其性能明顯提高
Galaxie® vs. 直驅電機:優勢在于Lambda(λ)因子
無論是與常見的齒輪箱類型,還是和張緊系統相比較,Galaxie® 在實踐中具備的技術優勢是能給操作者帶來成功的因素。技術上的遙遙領先使得Galaxie®也越來越多的作為直驅電機的替代選擇,特別是對軸的動態精度有高要求的應用。在帶高轉動慣量的高動態應用上,Galaxie® 銀河驅動系統特別能凸顯它的優勢。在這里Lambda(λ)因子 – 即應用上的外部慣量和傳動端上慣量之間的關系 – 對于動態達到的和可調節質量起著決定性的作用。原因是:在動態過程中,轉動慣量之間的差異越大,Lambda(λ)因子越大。具體數學上,Lambda(λ)因子是由傳動組件的慣量(J應用)除以動態驅動端的慣量(J驅動)所得:λ= J_(應用 )/(J_驅動*i²)
在直驅電機上,這兩個慣量是相互的直接關系,在Galaxie®上,機械齒輪箱的速比(i) 是作為一個因子,以二次方的計算計入公式內的。由此Galaxie®可實現高動態的傳動、更好的轉動慣量之間的關系協調,所以在突然的干擾和多變的負載情況下,它都能達到更好地調節質量和負載。單從可操控性來看,Galaxie®對比于直驅電機也是有明顯優勢的 – 更輕更小,并且節約能源。
Galaxie® 發展為一個完整的型號系列
Galaxie® 的RGM系列以高精度、高扭矩和極致緊湊,以及安裝簡易而著稱。同時因為在應用上收獲的不斷好評,公司考慮發展出一個完整的型號系列,在不久的將來可實現更加高度集成的驅動系統。可應用于例如以下情況的理想解決方案:可安裝于異常窄短的軸上;銑頭需要非常靈活的應用;或者是在機器的工作空間內需要運動的軸。
宇宙提供了許許多多的銀河系 (注:Galaxie即德語的銀河)– 正如威騰斯坦提供許多創新的驅動系列。

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