Memaksimalkan Performa: Mengapa Gearhead Penting dalam Sistem Kontrol Gerak
Apa Keuntungan Menggunakan Gearhead?
Perkiraan mengatakan hanya sekitar satu-third sistem kontrol gerak yang digunakan menggunakan gearing, meskipun ada alasan yang baik untuk melakukannya. Misalnya, ketika sistem kontrol gerak Anda harus berjalan pada 1.000 rpm atau lebih rendah, penggunaan gearhead menguntungkan. Ini juga bijaksana untuk menggunakan gearing saat merancang sistem yang memiliki batasan ukuran. Memasangkan gearhead dengan motor servo Anda atau menggunakan gearmotor terintegrasi dapat memungkinkan Anda menggunakan motor yang lebih kecil, sehingga mengurangi ukuran sistem.
Keuntungan menggunakan gearhead dengan servo Anda dalam sistem kontrol gerak meliputi:
- Perkalian torsi. Gearhead dapat memberikan keuntungan mekanis ketika dipasang pada shaft output motor. Itu karena jumlah gear dan gigi pada setiap gear memberikan keuntungan mekanis yang didefinisikan oleh rasio. Katakan motor dapat menghasilkan 100 in.-lbs torsi, dan gearhead rasio 5:1 dipasang. Bergantung pada efisiensi gearhead, torsi yang dihasilkan akan mendekati 500 in-lbs. Penggunaan gearhead menghasilkan output torsi yang lebih tinggi dalam envelop yang lebih kecil.
- Pengurangan rpm. Gearhead sering disebut sebagai gear reducer karena mereka meningkatkan output torsi sambil mengurangi rpm motor. Misalnya, ketika motor berjalan pada 1.000 rpm dan gearhead rasio 5:1 dipasang, kecepatan pada output adalah 200 rpm. Pengurangan kecepatan semacam ini dapat meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan. Dalam contoh terbaru, mekanisme penggerindaan batu memerlukan motor berjalan pada 15 rpm. Kecepatan lambat membuat putaran roda gerinda sulit karena motor cenderung cog. Di sini, penggunaan gearhead 100:1 menyebabkan motor berjalan pada 1.500 rpm, memberikan rotasi yang halus dan kontinu.
- Pencocokan inersia. Sepuluh belas tahun terakhir atau lebih, produsen motor servo memperkenalkan bahan ringan, gulungan tembaga padat, dan magnet energi tinggi. Motor servo oleh karena itu menghasilkan lebih banyak torsi relatif terhadap ukuran frame daripada di masa lalu, menghasilkan ketidakcocokan inersia yang lebih besar antara motor servo dan beban yang mereka kendalikan.
Ingat bahwa inersia adalah ukuran resistensi objek terhadap setiap perubahan dalam geraknya dan merupakan fungsi dari bentuk dan massa objek. Semakin besar inersia objek, semakin besar jumlah torsi yang diperlukan untuk mempercepat atau melambatkan objek.
Ketika inersia beban jauh lebih besar dari inersia motor, dapat menyebabkan overshoot berlebihan atau meningkatkan waktu settling. Kedua kondisi menurunkan throughput garis produksi.
Di sisi lain, ketika inersia motor lebih besar dari inersia beban, motor akan membutuhkan lebih banyak daya daripada yang diperlukan untuk aplikasi tertentu. Ini meningkatkan biaya karena Anda membayar lebih untuk motor yang lebih besar dari yang diperlukan dan konsumsi daya yang meningkat berarti biaya operasi yang lebih tinggi. Solusinya adalah menggunakan gearhead untuk mencocokkan inersia motor dengan inersia beban. Memilih gearhead yang tepat memungkinkan Anda menggunakan motor yang lebih kecil serta mengembangkan sistem yang lebih responsif.
Membantu mengurangi biaya sistem
Kesimpulannya, perkalian torsi, pengurangan rpm, dan pencocokan inersia membantu mengurangi biaya sistem karena penggunaan gearhead memungkinkan penggunaan motor dan drive yang lebih kecil.
Misalnya, katakan aplikasi memerlukan 200 in-lbs torsi pada kecepatan 300 rpm. Untuk mendorong beban dengan motor servo saja (dengan atribut kinerja standar yang ditemukan di industri), motor servo dengan ukuran frame 142 mm dan drive yang dapat menyediakan 30 A kontinu diperlukan. Sistem biaya sekitar $6.000. Tetapi menggunakan gearhead untuk aplikasi memungkinkan Anda menggunakan motor servo 90 mm dan drive yang sesuai lebih kecil.
