DePEEK cycloïdale reductorIs een cycloïdale reductiekast met een PEEK-composietmateriaal als kerncomponent voor de transmissie. Het combineert het hoge draagvermogen van cycloïdale transmissie met de lichtgewicht eigenschappen van PEEK-materiaal. De volgende details worden gegeven in termen van structureel principe, materiaalvoordelen, prestatieparameters en toepassingsscenario's:
1. Structureel principe
De PEEK cycloïdale reductor maakt gebruik van een enkeltraps cycloïdale tandwieloverbrengingsstructuur: bestaande uit een excentrische ingaande as, twee PEEK cycloïdale wielen met een faseverschil van 180°, een stalen tandwielhuis en een uitgaande as. Wanneer de ingaande as roteert, drijft de excentrische bus het cycloïdale wiel aan om een planetaire beweging uit te voeren. Het tandprofiel van het cycloïdale wiel grijpt in op de tanden van het tandwielhuis en brengt beweging en vermogen over via de uitgaande as. De belangrijkste innovatie ligt in het gebruik van 40% koolstofvezelversterkt PEEK-spuitgietwerk voor het cycloïdale wiel en de PEEK-metaalcomposietstructuur voor de tandwielpen, waardoor de transmissiecomponenten licht en zelf-smerend zijn.
2. Materiële voordelen
Lichtgewicht ontwerp: de dichtheid van de PEEK-cycloïdale reductor bedraagt slechts 1,45 g/cm³, waardoor het gewicht met 50%-60% wordt verminderd in vergelijking met stalen cycloïdale wielen en het totale gewicht met meer dan 35% wordt verminderd, vooral geschikt voor robotgewrichten met gevoelige belastingsvereisten;
Taaiheid: De oppervlaktehardheid van PEEK-materiaal bereikt Rockwell-hardheid R120. In combinatie met koolstofvezelversterking is de slijtage van het tandoppervlak slechts 1/5 van die van staal. Het kan ook bij hoge temperaturen langdurig zonder smering functioneren;
Temperatuuraanpassing: PEEK cycloïdale reductor kan stabiel werken binnen een breed temperatuurbereik van -50℃tot 200℃, met een warmtevervormingstemperatuur tot 343℃, die voldoen aan de eisen van industriële omgevingen met hoge temperaturen.
3. Kernprestatieparameters
Reductieverhouding: 8:1 tot 100:1 (enkele fase), ondersteunt serieschakeling in twee fasen om hogere reductieverhoudingen te bereiken
Nominaal koppel: 10 tot 200N・m (overeenkomstige modellen BX-25 tot BX-100)
Transmissienauwkeurigheid: retourspeling≤3 boogminuten, transmissie-efficiëntie > 95% (onder nominale omstandigheden)
Levensduurindex: Vermoeidheidslevensduur onder nominale belasting > 8000 uur, slagbelastingsvermogen is 3 keer het nominale koppel
4. Typische toepassingsscenario's
Humanoïde robotgewrichten: geschikt voor motoren van 50W tot 5kW. Dankzij de composietstructuur met interne en externe assen kan het gewicht met 33% worden verlaagd en de koppeldichtheid met 50% worden verhoogd. Geschikt voor complexe bewegingsscenario's zoals vinger- en kniegewrichten die zowel kracht als flexibiliteit vereisen.
Hulpcomponenten voor industriële robots: Voor lichtbelaste polsgewrichten van industriële robots of extra uitvoeringsmodules die vaak moeten starten en stoppen en flexibel moeten draaien, kunnen PEEK-cycloïdale reductoren het gewicht van niet-kern transmissieonderdelen verlagen en de onderhoudsuitvaltijd verkorten dankzij de vermoeiingsweerstand.
V. Toepassing van materialen voor sleutelcomponenten
Spiraalvormig kegeltandwiel: Het spiraalvormig kegeltandwiel is de belangrijkste transmissiecomponent van de PEEK spiraalvormige kegeltandwielreductor. Door PEEK of met koolstofvezel versterkt PEEK te gebruiken voor de productie van het spiraalvormige kegeltandwiel, kan het gewicht aanzienlijk worden verlaagd met behoud van de transmissienauwkeurigheid. Volgens openbare informatie heeft de door Komei Innovation geïntroduceerde lichtgewicht PEEK spiraalvormige kegeltandwielreductor een spiraalvormig kegeltandwiel dat, dankzij materiaalinnovatie, de slagvastheid van het tandwiel met 200% verhoogt bij een gewicht van 1,62 kg, en voldoet daarmee aan de hoge belastingsvereisten van humanoïde robots. Tegelijkertijd draagt de vermoeiingsweerstand van PEEK bij aan een langere levensduur van het spiraalvormige kegeltandwiel onder hoogfrequente en wisselende belastingsomstandigheden.
Pen-tanden: De pen-tanden komen direct in contact met het tandoppervlak van het spiraalvormige kegelwiel en vereisen een goede slijtvastheid. Door pen-tanden van PEEK-composietmateriaal of PEEK-gecoate metalen pen-tanden te gebruiken, kan de lage wrijvingscoëfficiënt van PEEK worden benut om de wrijving en slijtage op het tandoppervlak te verminderen, waardoor de afhankelijkheid van smering mogelijk wordt verminderd of eenvoudigere smeerschema's mogelijk zijn. Bovendien kunnen de elastische eigenschappen de impact van ingrijping opvangen, waardoor bedrijfsgeluid wordt verminderd.
Ondersteunings- en afdichtingscomponenten: De eindkap, de ondersteuningsring en andere structurele componenten van de reductor zijn gemaakt van PEEK-materiaal, wat het gewicht van niet-transmissiekernonderdelen kan verminderen en een algehele lichtgewichtconstructie kan bewerkstelligen. De PEEK-afdichtingen kunnen, dankzij hun hoge temperatuurbestendigheid en chemische corrosiebestendigheid, lekkage van smeerolie in de reductor voorkomen en erosie door zware externe omstandigheden weerstaan. Ze zijn geschikt voor toepassingen onder water, bij hoge temperaturen en in andere speciale situaties voor robottoepassingen.
Voordelen ten opzichte van traditionele PEEK spiraalvormige kegelwielreductoren
Uitstekende lichtgewichtprestaties: De dichtheid van PEEK is ongeveer 1,32 g/cm³, veel lager dan die van veelgebruikte metalen. Het gebruik van PEEK bij de productie van sommige onderdelen kan het gewicht van de reductor aanzienlijk verminderen, de belasting van robotgewrichten verlagen, de bewegingsflexibiliteit en de energie-efficiëntie verbeteren, wat van groot belang is voor humanoïde robots die een hoge mate van vrijheid en een lange batterijduur nastreven.
Geoptimaliseerde geluidsbeheersing: Dankzij de specifieke elasticiteit en zelf-smerende eigenschappen van PEEK, kan de PEEK-cyclische reductor de trillingen die ontstaan door het in elkaar grijpen van het spiraalvormige kegelwiel en het pennenwiel effectief dempen. Hierdoor wordt het geluid verminderd en kunnen robots gemakkelijker worden gebruikt in omgevingen zoals laboratoria en medische omgevingen die gevoelig zijn voor geluid.
Verbeterde aanpassing aan de omgeving: PEEK heeft een uitstekende chemische bestendigheid en is geschikt voor gebruik in een breed temperatuurbereik. In complexe scenario's waar traditionele metalen reductoren gevoelig zijn voor storingen door hoge temperaturen en risico's op chemische corrosie, kunnen reductoren op basis van PEEK-componenten langer stabiel werken.
Belangrijkste toepassingsscenario's
Humanoïde robotgewrichten: De enkeltraps reductieverhouding van de PEEK spiraalvormige kegeltandwielreductor kan oplopen tot 87, en de dubbeltraps zelfs tot meer dan 3000. De PEEK cycloïdale reductor heeft hoge belastings- en precisie-eigenschappen. De lichtgewicht PEEK-versie is geschikt voor gewrichten zoals de taille en heupen, en de onderste ledematen van humanoïde robots die zowel kracht als gewichtsgevoeligheid vereisen. Volgens onderzoek van Guoxin Securities kan het gebruik van de bijbehorende reductor voor de gewrichten van de onderste ledematen het gewicht met 18% verminderen en de regelnauwkeurigheid met ongeveer een factor drie verbeteren.
Speciale robots: Bij gebruik in speciale robots, zoals bij exploratie in de lucht- en ruimtevaart en diepzeeonderzoek, kan het lichte gewicht de transport- en energiekosten verlagen. De uitstekende milieutolerantie kan bovendien een betrouwbare werking van de reductor garanderen bij complexe temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden en de aanwezigheid van chemische, corrosieve stoffen.
