Miten paksumpi jakohihna vaikuttaa voimansiirron jäykkyyteen ja paikannustarkkuuteen?

Jakohihnat ovat laajalti käytettyjä voimansiirtokomponentteja automaatiolaitteissa, CNC-koneissa, pakkausjärjestelmissä, lineaarisissa moduuleissa ja tarkkuuskuljetuksissa. Teollisuuden laitteiden jatkuvasti kehittyessä kohti suurempia kuormia, suurempaa kiihtyvyyttä ja suurempaa paikannustarkkuutta, vakiopaksuisten jakohihnojen mekaaniset rajoitukset ovat tulleet yhä selvemmiksi.

Paksutetut jakohihnat kehitetään lisäämällä hihnarungon rakenteellista paksuutta säilyttäen samalla alkuperäinen nousu ja hammasprofiili. Tämä rakenteellinen parannus parantaa merkittävästi mekaanista suorituskykyä, erityisesti voimansiirron jäykkyyden ja paikannustarkkuuden suhteen, mikä tekee paksunnetuista jakohihnaista tärkeän ratkaisun tehokkaisiin vetojärjestelmiin.

Vaihteiston jäykkyyden määritelmä jakohihnajärjestelmissä

Voimansiirron jäykkyys viittaa mekaanisen käyttöjärjestelmän kykyyn vastustaa elastista muodonmuutosta kuormitettuna. Jakohihnakäytöissä jäykkyyteen vaikuttavat ensisijaisesti seuraavat tekijät:

• Hihnamateriaalien kimmomoduuli

• Vetonarujen venymäominaisuudet

• Hihnan tehollinen poikkipinta-ala

• Hampaiden kiinnittymisen vakaus hihnapyörään

Käytön aikana jakohihnat venyvät joustavasti vetovoiman vaikutuksesta. Tämä venymä vaikuttaa suoraan järjestelmän herkkyyteen, kuorman vakauteen ja liikkeenohjauksen tarkkuuteen. Paksutetut jakohihnat vähentävät elastista muodonmuutosta lisäämällä tehollista kantavaa poikkipinta-alaa, mikä lisää yleistä jäykkyyttä.

Paksuneiden jakohihnojen vaikutus pituussuuntaiseen jäykkyyteen

Pitkittäinen jäykkyys liittyy läheisesti jakohihnan vetokerrokseen. Paksutetut jakohihnat sisältävät tyypillisesti halkaisijaltaan suurempia tai suurempilukuisia vetonaruja, jotka on valmistettu teräksestä, aramidista tai lasikuitumateriaalista. Samalla jännitystasolla paksunnetuilla jakohihnoilla on huomattavasti pienempi aksiaalinen venymä.

Suuren vääntömomentin tai pitkäiskusovelluksissa lisääntynyt pitkittäinen jäykkyys minimoi tehokkaasti kuormituksen vaihtelusta johtuvan asennon poikkeaman. Servokäyttöisissä järjestelmissä, jotka vaativat usein kiihdytystä ja hidastamista, paksunnetut jakohihnat tarjoavat vakaamman ja tasaisemman voimansiirron dynaamisissa käyttöolosuhteissa.

Rakenteelliset ja lateraaliset jäykkyyden parannukset

Hihnan paksuuden lisääminen lisää myös yleistä rakenteellista jäykkyyttä. Paksumpi hihnarunko johtaa suurempaan hitausmomenttiin, mikä parantaa vastustuskykyä sivuttaiselle muodonmuutokselle hihnapyörän kytkeytymisen aikana.
Tasaisempi jännitysjakauma hampaan juuressa
Vakaa hampaiden kosketus raskaassa kuormituksessa
Vähentynyt vyön rungon lateraalinen tärinä

Parannettu rakenteellinen jäykkyys on erityisen hyödyllinen nopeissa toimissa ja moniakselisissa synkronoiduissa järjestelmissä, joissa hihnan muodonmuutos voi muutoin aiheuttaa värähtelyä ja liikkeen epävakautta.

Paikannustarkkuus jakohihnan voimansiirtojärjestelmissä

Paikannustarkkuus koostuu toistettavuudesta ja absoluuttisesta paikannustarkkuudesta. Jakohihnajärjestelmissä kohdistusvirheet johtuvat ensisijaisesti seuraavista syistä:

• Vyön elastinen pidennys

• Hampaiden kiinnittymisen tyhjennys

• Ohimenevä muodonmuutos vaihtelevien kuormien alla

• Materiaalin väsyminen pitkäaikaisessa käytössä

Tarkkuusliikejärjestelmissä minimaalinenkin hihnan venymä voi lisääntyä mitattavissa oleviksi paikannusvirheiksi käytettävällä akselilla.

Paksuneiden jakohihnojen suora vaikutus paikannustarkkuuteen

Vähentyneen elastisen muodonmuutoksen ansiosta paksunnetut jakohihnat vähentävät merkittävästi kuormituksen aiheuttamaa siirtymää identtisissä käyttöolosuhteissa.
Pienempi venymä kuormitusyksikköä kohti
Vähentynyt asennon palautuminen start-stop-liikkeen aikana
Parannettu toistuvien liikejaksojen johdonmukaisuus

Lineaarisissa moduuleissa, XYZ-liikealustoissa ja automaattisissa lastausjärjestelmissä paksunnetut jakohihnat lisäävät toiston paikannustarkkuutta ja ennakoitavampaa liikkeenohjauskäyttäytymistä.

Suorituskyky dynaamisissa käyttöolosuhteissa

Suuret kiihtyvyydet ja korkeataajuiset start-stop -sovellukset aiheuttavat huomattavia inertiavoimia jakohihnoihin. Paksutetut jakohihnat, joilla on parannettu jäykkyys, saavuttavat vakaan jännityksen nopeammin kiihdytys- ja hidastusvaiheissa.

Tämän ominaisuuden ansiosta liikejärjestelmät voivat säilyttää liikeradan tarkkuuden suuremmilla nopeuksilla samalla, kun se vähentää riippuvuutta ohjaimen kompensaatiosta. Paksutetut jakohihnat sopivat siksi hyvin automatisoituihin tuotantolinjoihin ja nopeisiin pakkauslaitteisiin.

Paikannustarkkuuden pitkäaikainen vakaus

Pitkän käyttöiän aikana jakohihnat kärsivät materiaalien väsymisestä ja mikrorakenteen muutoksista. Paksutetut jakohihnat toimivat pienemmillä rasitustasoilla samalla kuormituksella, mikä parantaa väsymiskestävyyttä.
Pienempi pysyvä venymä ajan myötä
Vähentynyt hampaiden kuluminen
Paikannustarkkuuden heikkeneminen hitaammin

Teollisissa sovelluksissa, joissa huoltovälit ja pitkäaikainen tarkkuuden säilyttäminen ovat kriittisiä, paksunnetut jakohihnat tarjoavat selviä suorituskykyetuja.

Paksuneiden jakohihnojen arvo tarkkuussovelluksissa

Tarkkuuskokoonpanolaitteissa, tarkastusjärjestelmissä ja puolijohdeapukoneissa voimansiirron jäykkyys ja paikannustarkkuus vaikuttavat suoraan tuotteen laatuun ja laitteiden luotettavuuteen. Paksutetut jakohihnat parantavat järjestelmän suorituskykyä rakenteellisen vahvistuksen ansiosta ilman, että vaaditaan muutoksia yleiseen käyttöarkkitehtuuriin.