Đai định thời dày hơn ảnh hưởng như thế nào đến độ cứng của hộp số và độ chính xác định vị

Đai định thời được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận truyền động dương trong thiết bị tự động hóa, máy CNC, hệ thống đóng gói, mô-đun tuyến tính và các ứng dụng truyền tải chính xác. Khi thiết bị công nghiệp tiếp tục phát triển theo hướng tải trọng cao hơn, khả năng tăng tốc cao hơn và độ chính xác định vị cao hơn, những hạn chế cơ học của đai định thời có độ dày tiêu chuẩn ngày càng trở nên rõ ràng.

Vành đai thời gian dày được phát triển bằng cách tăng độ dày cấu trúc của thân đai trong khi vẫn duy trì bước răng và bước răng ban đầu. Cải tiến cấu trúc này cải thiện đáng kể hiệu suất cơ học, đặc biệt là về độ cứng truyền động và độ chính xác định vị, làm cho đai định thời dày hơn trở thành giải pháp quan trọng cho hệ thống truyền động hiệu suất cao.

Định nghĩa độ cứng truyền động trong hệ thống đai định thời

Độ cứng truyền động đề cập đến khả năng của hệ thống truyền động cơ học chống lại biến dạng đàn hồi khi chịu tải. Trong bộ truyền động đai định thời, độ cứng chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:

• Mô đun đàn hồi của vật liệu đai

• Đặc tính giãn dài của dây kéo

• Diện tích mặt cắt ngang hiệu quả của vành đai

• Độ ổn định của răng ăn khớp với ròng rọc

Trong quá trình vận hành, đai định thời trải qua quá trình giãn nở đàn hồi dưới tác dụng của lực kéo. Độ giãn dài này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đáp ứng của hệ thống, độ ổn định của tải và độ chính xác của điều khiển chuyển động. Đai định thời dày hơn làm giảm biến dạng đàn hồi bằng cách tăng tiết diện chịu tải hiệu quả, từ đó tăng cường độ cứng tổng thể.

Ảnh hưởng của đai định thời dày lên đến độ cứng dọc

Độ cứng theo chiều dọc có liên quan chặt chẽ đến lớp kéo trong vành đai thời gian. Đai định thời dày hơn thường kết hợp với dây có đường kính lớn hơn hoặc độ bền kéo cao hơn được làm từ vật liệu thép, aramid hoặc sợi thủy tinh. Dưới mức độ căng giống nhau, đai định thời dày hơn có độ giãn dài dọc trục thấp hơn đáng kể.

Trong các ứng dụng có mô-men xoắn cao hoặc hành trình dài, độ cứng theo chiều dọc tăng lên sẽ giảm thiểu hiệu quả độ lệch vị trí do sự thay đổi tải trọng gây ra. Đối với các hệ thống dẫn động bằng servo yêu cầu tăng và giảm tốc thường xuyên, đai định thời dày hơn giúp truyền lực ổn định và nhất quán hơn trong các điều kiện vận hành động.

Cải thiện độ cứng cấu trúc và bên

Tăng độ dày đai cũng tăng cường độ cứng kết cấu tổng thể. Thân đai dày hơn dẫn đến mômen quán tính cao hơn, cải thiện khả năng chống biến dạng ngang trong quá trình gắn ròng rọc.
Phân bố ứng suất đồng đều hơn ở chân răng
Tiếp xúc răng ổn định dưới tải nặng
Giảm độ rung ngang của thân đai

Độ cứng kết cấu được cải thiện đặc biệt có lợi trong các hoạt động tốc độ cao và hệ thống đồng bộ đa trục, trong đó biến dạng dây đai có thể gây ra dao động và chuyển động không ổn định.

Độ chính xác định vị trong hệ thống truyền đai định thời

Độ chính xác định vị bao gồm độ lặp lại và độ chính xác định vị tuyệt đối. Trong hệ thống đai định thời, lỗi định vị chủ yếu do:

• Độ giãn đàn hồi của đai

• Giải phóng mặt bằng răng

• Biến dạng nhất thời dưới tải trọng thay đổi

• Mệt mỏi vật chất trong quá trình hoạt động lâu dài

Trong các hệ thống chuyển động chính xác, ngay cả độ giãn dài tối thiểu của đai cũng có thể bị khuếch đại thành sai số định vị có thể đo lường được ở trục dẫn động.

Tác động trực tiếp của đai định giờ dày lên đến độ chính xác định vị

Do biến dạng đàn hồi giảm, đai định thời dày hơn làm giảm đáng kể chuyển vị do tải gây ra trong các điều kiện vận hành giống nhau.
Độ giãn dài thấp hơn trên mỗi đơn vị tải
Giảm khả năng bật lại theo vị trí trong quá trình chuyển động bắt đầu-dừng
Cải thiện tính nhất quán của chu kỳ chuyển động lặp đi lặp lại

Trong các mô-đun tuyến tính, nền tảng chuyển động XYZ và hệ thống tải tự động, đai định thời dày hơn góp phần mang lại độ chính xác định vị lặp lại cao hơn và hành vi điều khiển chuyển động dễ dự đoán hơn.

Hiệu suất trong điều kiện hoạt động năng động

Các ứng dụng dừng khởi động với gia tốc cao và tần số cao tạo ra lực quán tính đáng kể lên dây đai định thời. Đai định thời dày hơn, với độ cứng được tăng cường, đạt được lực căng ổn định nhanh hơn trong các giai đoạn tăng tốc và giảm tốc.

Đặc tính này cho phép các hệ thống chuyển động duy trì độ chính xác quỹ đạo ở tốc độ cao hơn, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào khả năng bù của bộ điều khiển. Do đó, đai định thời dày hơn rất phù hợp cho dây chuyền sản xuất tự động và thiết bị đóng gói tốc độ cao.

Độ ổn định lâu dài của độ chính xác định vị

Trong thời gian sử dụng kéo dài, dây đai định thời sẽ bị mỏi vật liệu và thay đổi cấu trúc vi mô. Đai định thời dày hơn hoạt động ở mức ứng suất thấp hơn cho cùng một tải, giúp cải thiện khả năng chống mỏi.
Độ giãn dài vĩnh viễn thấp hơn theo thời gian
Giảm tỷ lệ mòn răng
Suy giảm độ chính xác định vị chậm hơn

Đối với các ứng dụng công nghiệp trong đó khoảng thời gian bảo trì và khả năng duy trì độ chính xác lâu dài là rất quan trọng, đai định giờ dày hơn mang lại lợi thế về hiệu suất rõ ràng.

Giá trị của đai định thời dày hơn trong các ứng dụng có độ chính xác cao

Trong thiết bị lắp ráp chính xác, hệ thống kiểm tra và máy móc phụ trợ bán dẫn, độ cứng truyền và độ chính xác định vị ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và độ tin cậy của thiết bị. Đai định thời dày hơn nâng cao hiệu suất hệ thống thông qua việc gia cố kết cấu mà không yêu cầu thay đổi kiến ​​trúc truyền động tổng thể.