L'accoppiamento antivibrante con elevata rigidità

Molti tipi di giunti dell'albero vengono utilizzati con varie apparecchiature di produzione, che richiedono un'elevata produttività.
I giunti ad alta rigidità torsionale come il tipo a disco (Pic1) e il tipo a soffietto (Pic2) sono utilizzati principalmente in applicazioni che richiedono un'elevata precisione di posizionamento. D'altra parte, recentemente, la frequenza di risposta in velocità dei servomotori è in aumento (Fig1), spesso si verificano vibrazioni per oscillazione, di conseguenza non è possibile utilizzare il motore con le sue massime prestazioni. Pertanto, è necessario sopprimere le prestazioni per ridurre le vibrazioni quando si utilizzano giunti completamente in metallo. Esistono giunti di tipo elastomero (Fig3) che hanno elastomeri che assorbono le vibrazioni utilizzando la gomma e non sopprimono le prestazioni del motore. Tuttavia, questi giunti di tipo elastomero presentano un problema; hanno una rigidità torsionale inferiore rispetto al tipo a disco o al tipo a soffietto. Di conseguenza, a volte il tipo di elastomero non è adatto per applicazioni con forte resistenza al taglio come le viti di trasmissione delle macchine utensili.
Quindi, un grande obiettivo per i produttori di giunti è fornire un giunto in grado di mantenere un'elevata rigidità torsionale e consentire l'assorbimento delle vibrazioni nello stesso giunto. In passato, si sarebbe dovuto scegliere tra elevata rigidità torsionale e funzionalità di assorbimento delle vibrazioni.
● Fig1. Cambiamenti nella frequenza di risposta della velocità del servomotoreNBK ha sviluppato un nuovo giunto antivibrante con “serie XGHW” ad alta rigidità che utilizza la tecnologia Dynamic Vibration Absorber per risolvere questo problema. (Pic4)

● Pic4. Giunti NBK “XGHW” 

Il tipo di disco capace di assorbire le vibrazioni Serie XGHW

Costruzione di giunto antivibrante ad alta rigidità

L'assorbitore di vibrazioni dinamico è un meccanismo che sopprime la vibrazione del giunto quando è influenzata dal fenomeno di risonanza unendo il vibratore (corpo del giunto) e il rotore inerziale supplementare attraverso il corpo elastico.
La seguente Fig2 mostra la costruzione.

● Fig2. Costruzione di "XGHW"

In questa costruzione, l'assorbitore di vibrazioni dinamico non ha alcun effetto sulla rigidità complessiva. Non ha alcun effetto sui fattori di rotazione che includono il servomotore, l'accoppiamento, la vite di comando, quindi è possibile condurre la coppia mantenendo un'elevata rigidità. Inoltre, la funzione di assorbimento delle vibrazioni lo rende possibile tramite l'assorbitore di vibrazioni dinamico che è costruito con un rotore inerziale e un corpo in elastomero (gomma ad alto assorbimento delle vibrazioni) diversi dai fattori di rotazione.

Effetti di "XGHW"

Quando aumentiamo il guadagno, può verificarsi la caccia; è un esempio di un fenomeno di risonanza di fattori rotazionali quando si utilizzano servomotori. Il livello di guadagno che si verifica l'oscillazione è diverso in base al tipo di accoppiamento. La seguente Tabella1 mostra il risultato del guadagno limite (il guadagno massimo che può essere completamente controllato senza oscillazioni), il tempo di stabilizzazione (l'intervallo di tempo tra il comando di posizionamento del motore e il tempo di arresto effettivo) e la rigidità torsionale per ciascun accoppiamento.

● Tabella1. Risultato di ogni tipo di giunto (riferimento)

	Guadagno limite * 1	Tempo di stabilizzazione [ms]	Rigidità torsionale [N ・ m / rad]
Disco con assorbitore dinamico di vibrazioni	32	8	300
Disco	14	460	300
Soffietto	24	34	170
Elastomero	34	5	55

<Condizioni di prova>
Attuatore: KR30H, THK
Servomotore: HG-KR13, Mitsubishi Electric
Massa del carico: 3 kg (6,6 lb.)
Regolazione servo: MRConfigrator 2 Modalità di sintonizzazione automatica 2 (ogni filtro disattivato)
* 1: valore limite del guadagno di sintonizzazione automatica impostato dalla modalità di sintonizzazione automatica 2.

 

I giunti di tipo elastomero possono sopprimere il verificarsi di oscillazioni tramite l'assorbimento delle vibrazioni e aumentare ulteriormente il guadagno limite, di conseguenza, può ridurre il tempo di stabilizzazione. Tuttavia, a volte il tipo di elastomero non è adatto per applicazioni a coppia elevata perché la loro rigidità torsionale è inferiore rispetto ai giunti a disco.
D'altra parte, "XGHW" consente di aumentare il guadagno quasi allo stesso livello del tipo di elastomero mantenendo un'elevata rigidità torsionale simile al tipo di disco.
"XGHW" ha un effetto aggiuntivo che sopprime il moto perso per quanto riguarda la conduzione della coppia perché non attraversa un corpo elastico come la gomma nei fattori di rotazione e quindi non c'è isteresi (Fig3) che può essere vista nel tipo di elastomero. Il movimento perso indica una condizione in cui un corpo elastico non ritorna alla condizione originale anche se viene rilasciata l'alimentazione. Questo perché una parte dell'energia cinetica si trasforma in energia termica quando un corpo elastico di polimeri viene deformato. In alcune applicazioni, la perdita di movimento può comportare una perdita di precisione di posizionamento.

In questo caso, NBK utilizza un reale confronto del movimento dell'attuatore con un accoppiamento di tipo a disco con un assorbitore di vibrazioni dinamico e un tipo di disco standard. Facendo clic sull'immagine potrai guardare il video reale.

Conclusione

Quando si utilizzano i giunti "XGHW" in combinazione con macchine utensili, è possibile aumentare la precisione di finitura smorzando le vibrazioni mantenendo la precisione di lavorazione durante la lavorazione di materiali di elevata durezza e fragili. Recentemente, l'utilizzo di materiali come Vetro, Ceramica e Grafite per involucri di smartphone o maschere di produzione è diventato più comune, quindi consigliamo gli accoppiamenti "XGHW" per l'asse Z delle macchine utensili per la lavorazione.
Molti utenti pensano che il diametro esterno di XGHW sarebbe più grande di un altro tipo di disco a causa del suo rotore inerziale, ma non è corretto. È possibile mantenere un diametro esterno simile al giunto corrente e mantenere la stessa coppia consentita anche se ha un rotore inerziale a causa della coppia nominale più elevata di XGHW (quasi 1,5 volte) a causa della sua costruzione. Ha tre bulloni di fissaggio per i dischi. Il tipo di disco comune ha solo due bulloni. (Pic5). È possibile visualizzare la differenza effettiva utilizzando la seguente tabella 2.

● Pic5. Confronto tra il tipo di disco comune e "XGHW"

● Table2. Confronto tra "XGHW" e l'accoppiamento di tipo disco di altre società

creatore	Azienda A	NBK
P / N	N / A	XGHW-27C
Tipo	Disco	Disco con rotore inartiale
Aspetta	bloccaggio	bloccaggio
Materiale	Alluminio	Alluminio
Diametro esterno (mm)	26	27
Lunghezza (mm)	32.3	29.7
Rotazione max (rpm)	10.000	23.000
Coppia nominale (N ･ m)	2	1.5
Disallineamento laterale max (mm)	0.15	0,12
Disallineamento angolare massimo (°)	1	2
Disallineamento assiale max (mm)	± 0,16	± 0,2

NBK ha un altro tipo di accoppiamento con un maggiore assorbimento delle vibrazioni, i nostri giunti "XG2" (Fig6), la rigidità è leggermente inferiore a "XGHW" ma può anche consentire alti livelli di guadagno e quindi massimizzare le prestazioni del motore. Installando "XG2" è possibile ottenere un'elevata produttività di produzione quando non è necessaria un'elevata rigidità negli assi X e Y.
NBK offre un altro white paper per i loro accoppiamenti "XG2", quindi contatta il team NBK se sei interessato a ottenerlo.

● Pic6. Giunti NBK “XG2” / Massima capacità di assorbimento delle vibrazioni

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