Componentele de transmisie in sistemul mecatronic

Dispozitivele de transmisie sunt indispensabile in aplicatiile mecatronice. Un dispozitiv de transmisie lucreaza ca o unitate integrata cu celelalte componente, in particular cu actuatorul, unitatea de comanda electronica, si sarcina sistemului. De aceea proiectarea sau selectarea transmisiei trebuie sa implice o tratare integrata a tuturor componentelor ce interactioneaza.
Probabil cel mai cunoscut dispozitiv de transmisie este cutia de viteze. In forma ei cea mai simplista, o cutie de viteze este constituita din 2 roti dintate, care au acelasi pas al dintilor si au diametrul rotilor diferit. Cele doua roti sunt angrenate intr-o singura pozitie. Acest dispozitiv schimba viteza de rotatie cu o rata specifica (rata de transmisie) dictata de catre diametrele celor doua roti dintate. In particular prin scaderea vitezei de rotatie (in care caz, diametrul rotii de iesire este mai mare decat al celei de intrare), cuplul de iesire poate fi crescut. Rate de transmisie mai mari pot fi realizate prin angrenarea a mai mult decat o pereche de roti dintate. Transmisiile prin angrenaje sunt utilizate intr-o varietate de aplicatii incluzand industria auto, robotica. Proiectarile angrenajelor se intind de la angrenajele dintate conventionale la angrenajele armonice.
Angrenajele dintate au cateva dezavantaje. In particular, ele manifesta un joc (“backlash”) deoarece latimea dintilor este mai mica dacat spatiul dintre dintii angrenajului. Un foarte mic joc este necesar pentru o angrenare corespunzatoare. Altfel va apare blocajul. Din pacate, acest joc este o neliniaritate, care poate cauza o operare zgomotoasa si neregulata cu intervale scurte de transmitere a unui cuplu nul. Poate conduce la uzura rapida si chiar instabilitate. Gradul de “backlash” poate fi redus prin utilizarea unor profile (forme) corespunzatoare pentru dintele angrenajului. “Backlash” poate fi eliminat prin cateva metode. Un control sofisticat cu reactie poate fi utilizat pentru a reduce efectele jocului angrenajului.

Transmisiile prin angrenaje conventionale, precum cele utilizate in automobilele cu cutii de viteze standard, contin cateva trepte de angrenare. Rata de transmisie poate fi schimbata prin eliberarea rotii conducatoare (pinion) de la roata condusa a unei trepte de angrenare, si angrenand-o cu o alta roata dintata cu in numar diferit de dinti (diametru diferit) al altei trepte de angrenare, in timp ce sursa de putere (intrare) este deconectata prin intermediul unui ambreiaj. O astfel de cutie de viteze furnizeza doar cateva rate de transmisie, fixate. Avantajele unei cutii de viteze standard includ relativa simplitate a proiectarii si usurinta cu care poate fi adaptata pentru a opera intr-un domeniu rezonabil de larg al ratelor de transmisie. Exista multe dezavantaje: deoarece rata de transmisie este furnizata de o treapta de angrenare separata, dimensiunea, greutatea si complexitatea (si costurile, uzura, si nefiabilitatea asociate) transmisiei creste direct proportional cu numarul de rate de transmisie furnizate. De asemenea, deoarece sursa conducatoare trebuie sa fie deconectata de catre un ambreiaj pe durata schimbarii rotilor dintate (angrenajelor), tranzitiile de viteza nu sunt in general line, si operarea este zgomotoasa. Exista de asemenea disipare de putere in timpul comutarii treptelor de transmisie, si uzura si defectele pot fi cauzate de operatori fara experienta. Aceste neajunsuri pot fi reduse sau eliminate daca transmisia este capabila sa varieze rata de transmisie continuu in loc de o maniera in trepte. In plus, viteza de iesire si cuplul corespunzator pot fi potrivite la cerintele sarcinii in mod continuu pentru o putere de intrare fixata. Aceasta are ca rezultat o operare mai eficienta si lina, si alte multe avantaje conexe.

Un angrenaj surub-piulita (cu bile) este o componenta de transmisie, care converteste miscarea de rotatie intr-o miscare rectilinie. O unitate surub-piulita este utilizata in numeroase aplicatii incluzand mesele de pozitionare, masinileunelte, sistemele de tip pod rulant, manipulatoare, etc. Figura de mai jos prezinta o astfel de unitate. Surubul este rotit de catre un motor, si ca rezultat ansamblul piulita se misca de-a lungul axului surubului. Blocul suport, care este atasat la piulita, furnizeaza suportul pentru dispozitivul care trebuie miscat utilizand angrenajul surub-piulita. Gaurile care sunt realizate pe blocul suport pot fi utilizate in acest scop. Deoarece poate exista joc (“backlash”) intre surub si piulita ca rezultat al interstitiului ansamblului si/sau uzurii, o gaura de fixare este prevazuta in piulita pentru a aplica o preincarcare prin cateva modalitati de fixare. Rulmentii finali suporta sarcina in miscare. In mod tipic sunt rulmenti cu bile care pot suporta si incarcari axiale.




Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu

Opinia ta conteaza !