Момент инерции высокоточных редукторов Nabtesco

В дополнение к разговору о точности редукторов Nabtesco, статье Безлюфтовый редуктор – люфт и КПД, на эксплуатационные характеристики оборудования также влияет момент инерции самого редуктора.

Момент инерции - мера инертности во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Характеризуется распределением масс в теле: момент инерции равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их расстояний до базового множества (точки, прямой или плоскости). (Определение с сайта Wikipedia.org).

Всю цепочку привода, от электродвигателя до конечного элемента оборудования заказчика можно рассматривать как совокупность масс, которые вращаются: вращается ротор электродвигателя, вращается входной вал редуктора, вращаются элементы редуктора и далее выходной вал, вращается приводимое оборудование заказчика. У каждого из компонент данной цепочки есть свой момент инерции, как мера инертности, и каждый из компонент вращается с разной скоростью, при этом масса вращающихся деталей (и, как правило, и момент инерции) растет по направлению от электродвигателя, а скорость, наоборот – падает. То есть ротор двигателя имеет минимальную массу, но вращается с большой скоростью, а приводимое оборудование – наоборот, имея большую массу, вращается тем медленнее, чем больше передаточное отношение редуктора.

При этом энергия электродвигателя расходуется не только на полезную работу. Производимую оборудованием, но и на разгон элементов привода, в частности, на то, чтобы ускорить шестерни в редукторе – тоже нужна энергия.

Очевидно, что необходимо по мере возможности снижать моменты инерции компонентов привода. В особенности если от привода требуется высокая динамика – именно при динамических нагрузка – при ускорениях и тратится бесполезная энергия, как произведение момента инерции тела на угловое ускорение.

Благодаря уникальности принципа работы планетарно-цевочного редуктора Nabtesco наши редукторы обладают минимально возможными моментами инерции, то есть по минимуму «мешают» электродвигателю осуществлять полезную работу. Судите сами: на валу электродвигателя установлена лишь небольшая шестерня (редукторы RV-N) или вал-шестерня (редукторы RV-E), которая имеет очень небольшой диаметр, и, соответственно, момент инерции. Далее крутящий момент передается на 3 зубчатых колеса, также небольшого диаметра, которые приводят эксцентриковые валы. Наиболее тяжелый элемент циклоидного редуктора – циклоидные диски, в результате, вращаются с минимальной скоростью, близкой к скорости вращения выходного вала.

Особенно важным является минимизация момента инерции для сервопривода, где динамика гораздо больше чем в обычном, общемашиностроительном сегменте приводной техники. В том числе и по причине минимальной инерционности редукторы Nabtesco получили широкое распространение в робототехнике, где требования к динамике наивысшие. Учитывая стойкость к ударным перегрузкам, отсутствие люфтов и другие преимущества циклоидной схемы передачи крутящего момента Nabtesco, наши редукторы предоставляют пользователю уникальные характеристики.