1. 谐波减速器的应用
1、谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新型传动结构,它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波,引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别,在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性。谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点,和普通减速器相比,由于使用的材料要少50%,其体积及重量至少减少1/3。
2、谐波减速器主要由三个基本构件组成:1.带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮);2.带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮);3.波发生器H。
2. 谐波减速器应用实例
谐波减速机是由一个或多个圆盘和曲柄组成的。它的工作原理是,当输入转速大于输出转速时,圆盘会因惯性而继续运转。这时候,曲柄就会通过齿轮将动能传递给圆盘并改变其运动方向。由于齿轮的齿形不同,这样一来就能够实现减速的目的。
行星减速机也是由一个或多个圆盘和曲柄组成。但是它的工作原理却不同于谐波减速机。它是利用行星齿轮来实现减速的。行星齿轮就像一个小行星,围绕着一个大圆盘运转。当大圆盘旋转时,行星齿轮也会随之旋转。但由于它们之间的关系,行星齿轮的运动方向会始终保持不变。因此,利用这一原理就能够实现减速的目的。这两者之间最大的区别就是工作原理不同。而从应用上来说,行星减速机要比谐波减退机效果要好得多。
3. 谐波减速器的应用范围
谐波减速器是谐波传动装置的一种,谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。
谐波减速器主要包括:刚轮、柔轮和波发生器三者,三者缺一不可。
其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。
波发生器的长度比未变形的柔轮内圆直径大:当波发生器装入柔轮内圆时,迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状,使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内,成为完全啮合状态;而其短轴处两轮轮齿完全不接触,处于脱开状态。由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。
当波发生器连续转动时:迫使柔轮不断产生变形,使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作状态,产生了所谓的错齿运动,从而实现了主动波发生器与柔轮的运动传递。
4. 谐波减速器应用比例
效率=(输入功率-损耗功率)/输入功率 减速机损耗功率主要包括两方面:轴承损耗和齿轮损耗
也就是齿轮啮合效率X轴承效率 一般一对齿轮啮合效率为0。98,一对滚动轴承运转效率为0。
则一级齿轮传动减速机效率为=0。98X0。99=0。
减速机是一个大的分类,常见的种类有三种,蜗轮蜗杆减速机、谐波减速机和行星减速机。也有其他的一些减速机,总的有NMRV蜗轮蜗杆减速机、R系列减速机、F系列减速机、K系列减速机、S系列减速机、TKM双曲面减速机、TRC硬齿面减速机、HG直交轴减速机、齿轮减速电机。
5. 谐波减速器应用领域
谐波减速器在先进机器人传动中有逐渐被RV减速器取代的趋势。那么RB减速器和谐波减速器的区别在于哪里呢?
1、RV减速机主要用于20公斤以上的机器人关节,而谐波减速器则运用在20公斤以下机器人关节;
2、谐波减速器可以随着使用时间的增长造成运动精度会显著降低,而RV减速器不会;
3、由于RV减速机对比谐波减速器组成零件更为复杂、承载强度更高并且制造难度要比谐波减速机大,才使其生产线投资规模远大于谐波减速机。
6. 谐波减速器应用于光刻机
以下就是十大堪称“工业之花”的高科技产品。
第一,五轴联动叶片加工中心
就其重要性而言,五轴联动叶片加工中心一点不亚于芯片制造的光刻机,因为这台设备是用来加工航空发动机,汽轮机,鼓风机的核心部件-叶片。叶片是航发的关键零件,外形和内腔复杂,承受1700摄氏度的高温,并且大量使用钛合金等高强度的复合材料,加工难度之大可想而知。
目前我国高端的五轴联动叶片加工中心依赖进口,包括在国防领域,我国就引进了瑞士斯达拉格公司的产品。当然作为这一领域的佼佼者,包括美国的F35战机也在使用斯达拉格机床。除了瑞士企业,这种设备的主要生产国还包括德国(哈米勒),意大利(法拉利)等。
第二,工业机器人减速器
减速器是工业机器人(关节)的核心零部件之一,能生产工业机器人的国家很多,但是精密减速器却主要掌握在日本企业手中,在这一领域有两家企业,一个是纳博特斯克,主要生产RV减速器;一个是哈默纳科,以谐波减速器为主。RV减速器一般主要拥有基座,肩部等负载重部位,而谐波减速器主要用于小臂,腕部等部位。
纳博特斯克的前身是帝人精机,纳博克,是世界最大精密减速机制造商,占据大约六成的市场份额。目前全球关节机器人企业包括德国,瑞士的企业在内使用的减速机大都来自日本企业。
第三,半导体设备
提到半导体设备,大家首先会想到光刻机。而实际上半导体设备有非常多的种类,包括刻蚀机,薄膜设备,测试设备和清洗设备等,像全球最大的半导体设备企业美国应用材料公司生产除光刻机和清洗设备外几乎所有的半导体设备,而且这家企业在薄膜PVD设备领域一家独大,其地位并不比光刻机企业差。就整体市场价值而言,刻蚀机,光刻机,薄膜设备是价值最高的三大半导体设备。除光刻机外,美国企业在其它几种设备方面占据优势。
半导体设备技术难度非常大,像等离子刻蚀机加工的细孔只有头发丝的万分之一,并且对稳定性和洁净度的要求极高。在半导体设备中,还有一种用量很大的设备-磁悬浮分子泵,主要用来获得真空,目前能生产这种设备的企业只有少数几家,包括英国的爱德华,德国的莱宝,日本的岛津制作所等。
第四,10nm以下半导体制程
10nm以下半导体制程工艺对于大多数晶圆制造企业来说就是禁区,宣布停止研发更先进制程的企业不在少数。那么半导体制程工艺到底有多难?以5nm为例,光是工艺步骤就有1000个,并且每一个步骤的合格率要达到99.99%,而且工艺越先进,需要集成相关学科领域的技术就越多。目前掌握10nm以下工艺的企业仅有三家,包括台积电,三星电子和英特尔。
第五,大型高精度衍射光栅刻划机
光栅机是光学领域最重要的母机,被称为"精密机械之王"。光栅的主要作用在于光谱分析,通过它可以获得物质的成分信息,广泛应用于信息科学,物理学,天文以及军事等领域。举一个例子,油漆有不同的颜色,一般人能分辨出的变化可能有几十种,而光栅则能分辨出超过上亿种颜色变化。目前能生产这一设备的只有美国,日本和中国等少数几个国家。
第六,重离子治疗设备
作为国际尖端的放射治疗技术,重离子治疗设备被誉为重大科学装置,全球最大最复杂的一台设备重达670吨。重离子治疗设备体积庞大(包括100多米长/60米宽的加速器),涉及到加速器,生物学,影像学,电子,核物理等众多前沿学科,被认为是最先进的肿瘤治疗系统。目前全球运营的(包括在建)医用重离子加速器仅有16台,大部分位于日本及欧洲。而重离子(含质子)治疗设备企业包括西门子,Varion,日本的东芝,三菱电机,住友,日立等。
第七,高端磁共振设备
也叫医用磁共振成像设备,主要用于血管造影,心脏病学检查等。目前高端磁共振设备主要掌握在美国通用,德国西门子,荷兰飞利浦三家企业手中。磁共振设备同样涉及到生物化学,IT技术,传感器,光学,流体力学等许多交叉学科,对磁场技术,射频技术,成像技术等有非常高的要求,是对一家企业的综合工业能力的考验,也正因为如此,该领域的主导企业大都是一些业务横跨多个行业的综合性工业巨头,其中被称为GPS的三大企业都是拥有百年以上历史。
第八,燃气轮机
主要应用于电力设备,工业,航母等领域,其工作原理类似航空发动机,正是由于其巨大的工业,军事价值,因此重型燃气轮机也被视为大国重器,像西门子的一台超级燃气轮机的发电量,可以满足一个中等城市的用电需求。目前该领域的三大企业分别是美国通用,德国西门子和日本三菱重工(如今的三菱电力)。重型燃气轮机的核心部件包括燃烧室,压气机,高温透平叶片。
第九,大推力军用涡扇发动机
相比民用发动机,掌握大推力的军用涡扇发动机技术的国家更少,就目前来看,也仅有美国,俄罗斯和中国。大推力军用涡扇发动机通常是小涵道比,加力推力超过10吨的涡轮风扇发动机,主要使用在重型战机,单发中型战机;而大涵道比发动机通常使用在运输机,轰炸机上,关系到国家的战略威慑力和民用航空的发展。美国最先进的F135发动机(配备于F35战机),最大推力在19-20吨,生产商为普惠发动机公司。俄罗斯主要的军用涡扇发动机企业包括土星公司等。
第十,超精密轴承/高端轴承
轴承的种类非常多,被称为"高端产品的关节",有航空航天领域的特种轴承,有用于精密机床主轴产品的超精密轴承(P4级以上),有重型机械用轴承,有高铁轴承,有半导体加工设备轴承等。作为一个基础性行业,轴承在很多高科技领域发挥着重要影响,像航空发动机的主轴承就是航发的关键部件之一,对精度,性能,寿命,可靠性有着极高要求。目前高端轴承生产企业主要集中在德国,美国,瑞典以及日本等国。
7. 谐波减速器的应用场景
中空谐波减速机连接电机方法:
1、减速机在安装时,要特别注意传动中心轴线的对中,对中的误差不能超过减速机所用联轴器的使用补偿量。减速机按照要求对中之后,可以获得更理想的传动效果和更长久的使用寿命。
2、减速机的输出轴上在安装传动件时,必须注意操作的柔和,禁止使用锤子等工具粗暴安装,最好是利用装配夹具和端轴的内螺纹进行安装,以螺栓拧入的力度将传动件压入减速机,这样可以保护减速机内部零件不会受到损坏