Szukaj
Przekładnia planetarna może przenosić duży moment obrotowy przy stosunkowo niewielkich wymiarach, ponieważ obciążenie jest rozdzielane pomiędzy kilka równoległych torów przenoszenia mocy. Zamiast obciążać wyłącznie jedną parę kół zębatych, układ wykorzystuje kilka satelitów współpracujących jednocześnie z kołem słonecznym i wieńcem. Pozwala to zwiększyć wartość momentu możliwego do przeniesienia w stosunku do gabarytów przekładni.
Trzeba jednak rozróżnić dwie kwestie. Przełożenie odpowiada za zwiększenie momentu na wyjściu kosztem zmniejszenia prędkości obrotowej, natomiast konstrukcja planetarna decyduje o tym, jak duży moment cały mechanizm może bezpiecznie przenosić. To właśnie połączenie obu cech sprawia, że przekładnie planetarne są stosowane w wymagających napędach przemysłowych.
Najważniejszą cechą konstrukcji planetarnej jest równoległe przekazywanie obciążenia przez kilka kół planetarnych. Satelity są rozmieszczone wokół koła słonecznego i współpracują jednocześnie z nim oraz z wieńcem zębatym.
W klasycznej przekładni z jedną parą kół całość przenoszonego obciążenia przechodzi przez jedno zazębienie. W układzie planetarnym moment może zostać rozdzielony pomiędzy kilka zazębień pracujących równocześnie.
Dzięki temu pojedyncze koło nie musi przenosić całego momentu przypadającego na przekładnię. Pozwala to budować jednostki o dużej nośności bez proporcjonalnego zwiększania średnicy wszystkich elementów.
Dodatkowo w reduktorze wzrost momentu na wyjściu wynika z przełożenia. W uproszczeniu zależność można zapisać jako:
M₂ ≈ M₁ × i × η
gdzie:
Jeżeli więc przekładnia zmniejsza prędkość obrotową, może jednocześnie zwiększyć moment na wyjściu. Rzeczywista wartość jest niższa od wyniku idealnego ze względu na straty mechaniczne. Można przyjąć straty na jednym stopniu redukcji około 0,97
Układ planetarny wykorzystuje przestrzeń wokół centralnego koła słonecznego. Satelity są rozmieszczone pomiędzy nim a otaczającym je wieńcem, dzięki czemu kilka torów przenoszenia mocy mieści się w jednej zwartej konstrukcji.
W wersji liniowej wał wejściowy i wyjściowy mogą znajdować się na tej samej osi. Pozwala to ograniczyć przestrzeń potrzebną na zabudowę napędu, szczególnie w porównaniu z układami wymagającymi kilku kolejnych par kół rozmieszczonych obok siebie.
Właśnie dlatego przy opisie przekładni planetarnych często mówi się nie tylko o dużym momencie, ale o dużej wartości momentu. Chodzi o możliwość przenoszenia znacznego obciążenia w stosunku do rozmiaru i masy jednostki.
Zobacz także: Przekładnia planetarna – zasada działania, budowa i zastosowanie
Duży moment obrotowy jest potrzebny przede wszystkim wtedy, gdy mechanizm musi wprawić w ruch dużą masę albo pracować przy niewielkiej prędkości pod wysokim obciążeniem.
Dotyczy to m.in. napędów:
W takich aplikacjach silnik może pracować ze stosunkowo wysoką prędkością, podczas gdy część robocza maszyny potrzebuje znacznie mniejszej liczby obrotów i odpowiednio większego momentu.
Przekładnia planetarna umożliwia dopasowanie tych parametrów, a jednocześnie pozwala ograniczyć gabaryty zespołu napędowego. Z tego względu jest szczególnie przydatna w maszynach, w których przestrzeń montażowa jest ograniczona, a obciążenia wysokie.
Dobór należy rozpocząć od określenia momentu potrzebnego podczas normalnej pracy, ale nie można na nim zakończyć obliczeń. Znaczenie ma również moment rozruchowy i maksymalny, przeciążenia, charakter pracy maszyny, liczba uruchomień oraz czas działania.
Przekładnia pracująca w spokojnym, równomiernie obciążonym napędzie może mieć inne wymagania niż jednostka w maszynie, w której regularnie pojawiają się uderzenia, nagłe zatrzymania lub zmiany kierunku ruchu.
Trzeba ponadto sprawdzić wymagane przełożenie, prędkość wejściową, dopuszczalne obciążenia wału, pozycję montażową i warunki termiczne. Dopiero zestawienie tych parametrów pozwala określić odpowiednią wielkość przekładni.
Wśród dostępnych rozwiązań znajdują się przekładnie planetarne PL i PLB, obejmujące warianty liniowe i kątowe przeznaczone do różnych sposobów zabudowy napędu.
Przy wymaganiu dużego przełożenia znaczenie ma również liczba stopni. Kolejne stopnie pozwalają zwiększać całkowite przełożenie, ale wpływają jednocześnie na gabaryty i straty mechaniczne.
Odpowiedni dobór nie polega więc na znalezieniu przekładni o wartości momentu dokładnie równej zapotrzebowaniu maszyny. Trzeba uwzględnić rzeczywisty cykl pracy, obciążenia chwilowe i wymagany zapas wynikający z warunków aplikacji.