Tramec行星齿轮箱 Z71
在工业传动领域,意大利Tramec以其精密的齿轮技术和可靠的动力传输解决方案而闻名。其行星齿轮箱系列中的Z71型号,凭借紧凑的结构、出色的扭矩承载能力和广泛的应用适应性,成为众多行业设备升级或设计的优选传动核心。本文将深入探讨Tramec Z71行星齿轮箱的设计特点、关键功能参数及其在实践中的应用价值。
一、 Tramec Z71:设计理念与核心结构
Z71行星齿轮箱的核心在于其经典的三级行星齿轮传动结构。这种设计通过多个行星轮(通常每级3个或4个)同时围绕中心太阳轮旋转,并将动力传递到外齿圈或行星架上,实现了多重优势:
1. 功率密度: 多个行星轮同时分担载荷,使Z71能在极其紧凑的外形尺寸下传递远超同等尺寸平行轴齿轮箱的扭矩。
2. 高传动效率 (>95%): 精密的齿轮啮合设计和高质量的制造工艺(如硬齿面磨削)确保了能量损失小化。
3. 优异的刚性与低背隙: 对称的行星轮布局显著提高了系统的扭转刚性,并有助于实现低至<10 arcmin的单级背隙(可选更低等级),这对于需要精确定位和快速响应的应用至关重要(如机器人、转台)。
4. 平稳运行与低噪音: 载荷在多行星轮间的均匀分布减少了振动,结合优化的齿轮修形,运行噪音显著降低。
5. 输入/输出同轴性: 标准的输入(电机侧)与输出(负载侧)位于同一轴线上,简化了设备布局和安装。
外壳与连接: Z71采用坚固的铸铁或铝合金外壳,提供良好的散热性和抗变形能力。输入端提供多种标准接口(如IEC标准法兰),方便与各种伺服电机、步进电机或异步电机直连。输出端通常为实心轴(带键槽或光轴),也可根据需要选配中空轴(带锁紧盘或收缩盘),便于直接穿过管线或实现更紧凑的安装。
型号示例;
齿轮箱RL31
齿轮箱RL32
齿轮箱RL33
齿轮箱RL34
齿轮箱RL42
齿轮箱Z71
齿轮箱Z80
齿轮箱Z90
齿轮箱Z100
齿轮箱Z112
齿轮箱Z125
齿轮箱Z140
齿轮箱Z160
齿轮箱Z180
齿轮箱Z200
齿轮箱Z225
二、 Tramec Z71行星齿轮箱关键功能参数详解
了解Z71的性能边界是选型应用的基础。以下表格总结了其核心功能参数(请注意:具体数值可能因减速比、配置和批次略有差异,务必以Tramec新技术手册为准):
参数类别 | 参数名称 | 典型范围/值 (Z71) | 说明与意义 |
基础参数 | 规格/尺寸 | 71 (法兰尺寸,如71mm或相关标准) | 标识齿轮箱大小的关键代号,直接影响承载能力。 |
减速比 (i) | 单级: ~3, 4, 5, 7, 10 | 覆盖广泛速比范围,满足不同速度/扭矩转换需求。单级效率高,多级减速比大。 | |
额定输出扭矩 (T2N) | 范围: 约 200 Nm 至 800+ Nm (峰值更高) | 核心参数! 在额定输入转速和寿命下可持续安全输出的扭矩。选型首要依据。 | |
大/峰值输出扭矩 (T2max) | 通常为 T2N 的 2.0 - 3.0 倍 | 设备启动、过载或承受冲击时的短期极限承载能力。 | |
额定输入转速 (n1N) | 范围: 约 3000 rpm 至 5000+ rpm | 齿轮箱可持续安全运行的输入轴高转速。影响效率和发热。 | |
大输入转速 (n1max) | 通常为 n1N 的 1.2 - 1.5 倍 (短期) | 允许的瞬时高输入转速。 | |
背隙 (单级) | 标准: < 10 arcmin | 反向空程的度量。值越小,定位精度和响应性越高,成本通常也越高。 | |
传动性能 | 额定输入功率 (P1N) | 范围: 约 1.5 kW 至 10+ kW (随转速变化) | 在额定工况下可持续传递的输入功率。需结合扭矩和转速计算。 |
机械效率 (η) | 单级: > 95% | 输出功率/输入功率。级数越多,效率略降。影响能耗和发热。 | |
瞬时加速扭矩 | 高 (得益于高刚性和低惯量) | 系统对速度变化的快速响应能力。 | |
转动惯量 (J) | 相对较低 (相对于其扭矩能力) | 影响系统的动态响应速度和启停所需的扭矩。值越低,加速性能越好。 | |
应用与环境 | 工作温度范围 | 通常 -10°C 至 +90°C (润滑油决定上限) | 保证正常工作和润滑性能的温度区间。 |
防护等级 (IP) | 标准: IP65 (防尘,防低压水喷射) | 防止灰尘和水分侵入,保障内部齿轮和轴承。 | |
润滑方式 | 终身润滑 (合成润滑油) | 免维护或长维护周期设计。高温或工况可能需要特殊润滑或定期维护。 | |
安装方向 | 任意方向 (注意通气塞位置和润滑要求) | 设计灵活,适应不同设备布局。 | |
物理特性 | 重量 | 约 10 kg 至 30 kg (视级数和材质而定) | 影响设备整体重量和安装结构设计。 |
接口 | 输入接口 | IEC标准法兰 (如IEC B5, B14, 42, 52, 60, 70, 80, 100) | 与电机连接的标准化接口。 |
输出接口 | 实心轴 (带键槽 DIN 6885/ISO 14, 或光轴) | 连接负载的方式。实心轴通用,中空轴便于穿线/管和紧凑安装。 |
重要提示:
· 安全系数 (Service Factor - Sf): 实际选型时,必须考虑应用中的负载类型(恒定、中等冲击、重冲击)、每日运行时间、启动频率等因素,在额定扭矩 T2N 上乘以适当的安全系数(通常 Sf >= 1.2 或更高),以确保长期可靠运行和预期寿命。
· 径向力 (Fr) / 轴向力 (Fa): 输出轴上承受的径向力和轴向力不能超过齿轮箱允许的大值(需查具体型号手册),否则会显著降低轴承和齿轮寿命。
· 热功率 (Pth): 在低速、高扭矩或环境温度高的工况下,齿轮箱的发热可能成为限制因素。实际可持续传递的功率可能低于额定机械功率 P1N,需要计算或校核热功率。
三、 核心优势与应用领域
基于上述参数和设计,Tramec Z71行星齿轮箱的核心优势可概括为:
· 小身材,大力量: 在71规格的紧凑空间内提供高达数百牛米的持续输出扭矩。
· 精准可靠: 低背隙和高刚性确保精确的运动控制和动力传输的稳定性。
· 高效节能: >95%的单级效率减少能量损失。
· 坚固耐用: 优质材料、精密制造和良好防护确保长寿命和低维护需求。
· 灵活适配: 丰富的减速比、输入/输出接口选项满足多样化需求。
其应用领域极其广泛,尤其适用于空间受限且要求高扭矩、高精度的场合:
1. 工业自动化: 机器人关节(J1-J3轴)、直角坐标机器人、SCARA机器人、精密旋转工作台、分度盘、自动装配线、物料搬运设备(提升、平移)。
2. 包装机械: 灌装机、旋盖机、贴标机、裹膜机、输送带驱动。
3. 物料搬运: 堆垛机、提升机、输送辊道驱动。
4. 工程机械: 小型挖掘机附件驱动、旋转传感器驱动。
5. 测试设备: 需要高精度扭矩或转速控制的试验台。
6. 医疗设备: 诊断设备旋转部件。
7. 食品饮料加工: 搅拌机、灌装阀控制。
四、 选型与维护要点
· 选型关键步骤:
1. 确定负载需求: 计算负载所需的大连续扭矩 (T2req) 和峰值扭矩,以及所需的输出转速 (n2req)。
2. 选择减速比 (i): i = n1 / n2req (n1为可用电机转速)。
3. 计算所需额定扭矩: T2req_calculated = T2req * Sf (Sf 为安全系数)。
4. 查找匹配型号: 在Z71系列参数表中,找到减速比 i 对应下,其 T2N >= T2req_calculated 的型号。
5. 校核其他参数: 检查输入转速 (n1 <= n1N)、径向力/轴向力、热功率(若工况严苛)、背隙要求、接口匹配性(电机法兰、输出轴形式)是否满足。
6. 考虑环境因素: 温度、湿度、粉尘、化学品等是否需要特殊防护或润滑。
· 安装: 确保电机与齿轮箱对中精度高,基础牢固。遵循手册规定的螺栓拧紧力矩。
· 维护: 标准终身润滑型通常免维护。在工况(高温、连续重载、高污染)或使用润滑脂型号时,需按手册建议周期检查油位/脂状态并更换。定期检查密封是否完好,运行有无异常噪音或温升过高。
五、 总结
Tramec Z71行星齿轮箱是精密传动技术的一个。它巧妙地将行星齿轮传动的固有优势——高功率密度、高效率、高刚性和紧凑性——融合在一个设计精良的71规格产品中。其提供的广泛减速比选择和高达数百牛米的额定输出扭矩,使其成为众多工业领域中空间受限、高扭矩、高精度驱动需求的理想解决方案。深入理解其功能参数(尤其是额定扭矩、减速比、背隙、效率、接口),并严格按照选型步骤和应用条件进行匹配,是确保Z71在您的设备中发挥佳性能和长久可靠运行的关键。在追求设备性能提升和可靠性的道路上,Tramec Z71无疑是一个值得信赖的动力传输伙伴。
Tramec行星齿轮箱 Z71