Der Vergleich und die Vorteile von ein- und mehrstufigen Planetengetrieben

Planetengetriebe werden aufgrund ihrer hohen Drehmomentdichte, kompakten Bauweise und hervorragenden Lastverteilung häufig in der industriellen Automatisierung, Robotik, Luft- und Raumfahrt sowie im Schwermaschinenbau eingesetzt. Unter den verschiedenen Konfigurationen sind einstufige und mehrstufige Planetengetriebe sind die beiden häufigsten Typen.

Wenn Planetengetriebe die „Besten der Besten“ sind, dann sind in der Familie der Planetengetriebe die mehrstufigen Planetengetriebe aufgrund ihrer hervorragenden Drehmomentabgabefähigkeit, ihres breiten Untersetzungsverhältnisbereichs und ihres reibungslosen Betriebs die „Kraftpakete“.

Der Vergleich zwischen einstufigem und mehrstufigem Planetengetriebe

Ich werde den Singen und vergleichen mehrstufiges Planetengetriebe aus den 3 Aspekten.

• Übersetzungsverhältnis und Geschwindigkeitsreduzierung

Ein einstufiges Planetengetriebe bietet typischerweise Untersetzungsverhältnisse zwischen 3:1 und 10:1. Dieser Bereich reicht für Anwendungen aus, die eine moderate Geschwindigkeitsreduzierung bei hohem Wirkungsgrad erfordern.

Im Gegensatz dazu mehrstufige Planetengetriebe Durch die Kaskadierung mehrerer Planetensätze in einem einzigen Gehäuse können wesentlich höhere Übersetzungsverhältnisse erreicht werden – bis zu 1.000:1 oder mehr. Jede Stufe vervielfacht die Untersetzung und ermöglicht so sehr niedrige Ausgangsgeschwindigkeiten eines Hochgeschwindigkeits-Eingangsmotors.

• Größe, Gewicht und Spiel

Einstufige Planetengetriebe sind kürzer, leichter und haben eine geringere Rotationsträgheit, was sie ideal für dynamische Anwendungen wie servogetriebene Pick-and-Place-Systeme macht, bei denen es auf schnelle Beschleunigung ankommt. Sie bieten in der Regel auch ein geringeres Spiel, das für die Positionierungsgenauigkeit entscheidend ist.

Mehrstufige Getriebe sind aufgrund zusätzlicher Radsätze und Mitnehmer länger und schwerer. Während die moderne Fertigung das Spiel gering halten kann, birgt jede zusätzliche Stufe die Möglichkeit eines kumulativen Winkelfehlers.

Fortschrittliche mehrstufige Konstruktionen integrieren jedoch häufig Kreuzrollenlager oder vorgespannte Planetenbolzen, um die Steifigkeit aufrechtzuerhalten und die Durchbiegung unter Last zu minimieren.

• Drehmomentkapazität und Lastverteilung

Beide Konfigurationen verteilen die Last auf mehrere Planetenräder und erhöhen so die Haltbarkeit. Die mehrstufigen Getriebe können jedoch ein höheres Ausgangsdrehmoment bei extrem niedrigen Drehzahlen übertragen, wodurch sie für schwere Aufgaben wie Extruder, Winden oder Schwenkantriebe geeignet sind.

Einstufige Versionen eignen sich hervorragend für Szenarien mit hoher Geschwindigkeit und mittlerem Drehmoment, bei denen das Ansprechverhalten wichtiger ist als extreme Kräfte.

Es ist erwähnenswert, dass die erste Stufe in einem mehrstufigen System häufig die höchste Eingangsgeschwindigkeit bewältigt und auf Ermüdungsfestigkeit ausgelegt sein muss, während die letzte Stufe das maximale Ausgangsdrehmoment trägt.

• Kosten und Wartung

Einstufige Getriebe sind aufgrund weniger Komponenten und einfacherer Montage kostengünstiger in der Herstellung und Wartung.

Mehrstufige Einheiten erfordern engere Toleranzen, mehr Teile und komplexe Schmierwege, was sowohl die Anschaffungskosten als auch die potenzielle Servicekomplexität erhöht.

Mehrstufige Planetengetriebe haben erhebliche Vorteile

• Größeres Drehmoment

Einstufige Planetengetriebe sind durch ihre Struktur und ihr Drehzahlverhältnis begrenzt, was zu einem begrenzten Ausgangsdrehmoment führt. Mehrstufige Planetengetriebe hingegen erreichen eine progressive Drehmomentverstärkung durch zwei oder drei in Reihe geschaltete Planetengetriebestufen. Nachdem beispielsweise die erste Stufe ein Untersetzungsverhältnis von 5:1 erreicht hat, kann die zweite Stufe ein Untersetzungsverhältnis von 4:1 erreichen, was zu einem Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis von 20:1 und einer 20-fachen Steigerung des Ausgangsdrehmoments führt.

Dieses hohe Drehmoment erhöht auch die Belastbarkeit, sodass die mehrstufigen Planetengetriebe die extremen Belastungsanforderungen in Bereichen wie Bergbaumaschinen, grabenlosen Bohranlagen und der Windkrafterzeugung bewältigen können.

Ein hohes Untersetzungsverhältnis kann ohne externe Übertragungsvorrichtung erreicht werden.

In manchen Getriebeanwendungen erfordert die Erzielung eines großen Untersetzungsverhältnisses häufig die Reihenschaltung eines einstufigen Planetengetriebes und eines Schneckengetriebes. Bei einem mehrstufigen Planetengetriebe ist diese herkömmliche Verbindungsart jedoch nicht mehr erforderlich. Dies liegt daran, dass das mehrstufige Planetengetriebe mehrere Übersetzungsstufen integriert und so hohe Untersetzungsverhältnisse von 20:1 bis 100:1 auf kompaktem Raum ermöglicht und so den Anforderungen von Anwendungen gerecht wird, die große Untersetzungsverhältnisse erfordern.

• Höhere Übertragungseffizienz und geringer Energieverlust.

Im Vergleich zu Schneckengetrieben können mehrstufige Planetengetriebe auch nach zwei Getriebestufen einen Gesamtwirkungsgrad von 94 % bis 96 % aufrechterhalten. Laut Physik bedeutet ein höherer Wirkungsgrad weniger Energieverlust; Daher können mehrstufige Planetengetriebe die Betriebskosten erheblich senken.

• Stromverteilung für einen reibungsloseren Betrieb

Planetengetriebe verfügen über eine Kraftverteilung und mehrstufige Planetengetriebe verkörpern diese Eigenschaft perfekt. Bei einem mehrstufigen Planetengetriebe wird die Eingangsleistung gleichmäßig auf mehrere Planetenräder verteilt, wodurch die Einzelzahnbelastung, Vibrationen und Geräusche wirksam reduziert werden, was zu einem reibungsloseren Betrieb führt.

Anwendungsfälle der mehrstufigen Planetengetriebe von SGR

Die mehrstufigen Planetengetriebe von SGR werden aus legiertem 20CrMnTi-Stahl durch Aufkohlen und Abschrecken von Präzisionszahnradschleifprozessen hergestellt. Die Zahnoberfläche verfügt über eine hohe Härte und starke Verschleißfestigkeit, wodurch sichergestellt wird, dass sie auch unter Volllastbedingungen ein geringes Spiel beibehält und die Anforderungen der Servosteuerung und Präzisionspositionierung erfüllt.

Die mehrstufigen Planetengetriebe von SGR wurden in mehreren High-End-Industrieszenarien eingesetzt. Bei grabenlosen Horizontalbohranlagenprojekten arbeiten die zweistufigen Planetengetriebe von SGR mit ihrer überlegenen Leistung eines Drehzahlverhältnisses von 45:1 und einem Ausgangsdrehmoment von 280.000 Nm stabil unter Dauerbetriebsbedingungen mit geringem Temperaturanstieg und verbessern so die Gesamtzuverlässigkeit und Konstruktionseffizienz der Maschine erheblich. Dies hat bei den Kunden hohe Anerkennung gefunden und ihnen dabei geholfen, effiziente Bohrungen in komplexen geologischen Formationen durchzuführen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mehrstufige Planetengetriebe mit ihrem starken Drehmoment, ihrer effizienten Übertragung und ihrer zuverlässigen Struktur den kontinuierlichen Betrieb schwerer Industrieanlagen unterstützen. Getrieben durch den Fertigungstrend hin zu hoher Qualität, hoher Effizienz und geringem Energieverbrauch werden mehrstufige Planetengetriebe zur bevorzugten Getriebelösung für immer mehr High-End-Geräte.

E-Mail: export@sgr.com.cn

WhatsApp: 86 188 1807 0282

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