Harmonic Drive HD20-50

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация по совместимости для планетарного редуктора Harmonic Drive HD-20-50.

Общее описание

Harmonic Drive HD-20-50 — это компактный планетарный редуктор (редуктор волновой передачи) с высоким передаточным числом 50:1. Он относится к серии HD (Harmonic Drive) — классической конструкции с тремя основными компонентами: волновым генератором, гибким подшипником и жестким колесом с внутренними зубьями.

Ключевые особенности и преимущества:

• Высокое передаточное число в одной ступени: Достигается соотношение 50:1, что обеспечивает высокий выходной момент при малых габаритах.
• Нулевой люфт (высокая позиционная точность): Благодаря принципу работы волновой передачи, редуктор практически не имеет мертвого хода, что критически важно для точного позиционирования (в робототехнике, станках ЧПУ, оптических системах).
• Высокий КПД: Обычно в диапазоне 80-90% для данного передаточного числа.
• Компактность и малый вес: Конструкция позволяет создавать очень плотные и легкие редукторы по сравнению с традиционными планетарными или червячными редукторами.
• Высокая редукция и высокий момент: Способен передавать значительный крутящий момент для своего размера.
• Коаксиальная конструкция: Входной и выходной валы расположены соосно, что упрощает компоновку привода.

Типичные области применения:

• Промышленные роботы (особенно роботы-манипуляторы, шарниры)
• Станки с ЧПУ (поворотные столы, делительные головки)
• Аэрокосмическая техника (приводы антенн, оптики)
• Медицинское оборудование
• Оборонная промышленность
• Точные измерительные системы

Технические характеристики (типовые)

• Серия: HD (Standard Unit)
• Типоразмер: 20 (условный диаметр волнового генератора ~20 мм)
• Передаточное число (i): 50:1
• Номинальный выходной момент (Tn): ~10.0 Н·м
• Максимальный пиковый момент (Tmax): ~40.0 Н·м
• Допустимый момент на торце вала: ~25.0 Н·м
• Стартовый момент (трения покоя): < 0.2 Н·м
• Максимальная входная скорость: 6000 об/мин (рекомендовано до 4500 об/мин для длительного срока службы)
• Люфт: ≤ 1 угловая минута (типовое значение, может быть ниже в прецизионных исполнениях)
• Точность повторяемости: ≤ 1 угловой минуты
• КПД: ~85% (при номинальном моменте и скорости)
• Масса: Приблизительно 0.3 - 0.4 кг (зависит от исполнения валов и фланцев)
• Направление вращения: Входной и выходной валы вращаются в одинаковом направлении.
• Смазка: Заводская, смазка на весь срок службы (при нормальных условиях). Для экстремальных условий могут быть специальные смазки.
• Класс защиты: Стандартно IP40 (защита от крупной пыли). Возможны опции с уплотнениями для более высоких степеней защиты (IP54, IP65).

Парт-номера (Part Numbers) и исполнения

Редукторы HD поставляются в различных конфигурациях входного и выходного валов. Основные варианты для HD-20-50:

1. По типу входного вала (волнового генератора):

• SH (Smooth Bore – гладкое отверстие): Под установку на мотор с помощью стяжной втулки (силовой посадки).
• S (Shaft – с входным валом): Со шпоночным пазом или шлицем для соединения с валом двигателя.

2. По типу выходного фланца (жесткого колеса – Circular Spline):

• F (Flange – фланец): С монтажным фланцем и отверстиями под крепеж.
• FC (Flange with Counterbore – фланец с посадочным отверстием): Фланец с центрирующей расточкой для точной установки.

Примеры полных парт-номеров:

• HD-20-50-2SH – Редуктор с гладким входным отверстием (SH) и стандартным выходным фланцем.
• HD-20-50-2SH-FC – Редуктор с гладким входным отверстием и выходным фланцем с посадочным отверстием (FC).
• HD-20-50-2S – Редуктор с входным валом (S) и стандартным выходным фланцем.

(Цифра "2" в номере часто обозначает стандартную длину волнового генератора. Существуют также удлиненные версии "4" для увеличения крутящего момента).

Важно: Для точного подбора необходимо использовать официальный каталог Harmonic Drive или консультироваться с поставщиком, так как номенклатура может обновляться.

Совместимые модели и интеграция

1. Совместимые серводвигатели (прямая установка): Редукторы с исполнением SH (гладкое отверстие) предназначены для непосредственной установки на валы серводвигателей определенных диаметров. Для размера HD-20 это обычно двигатели с диаметром корпуса ~40-60 мм.

• Примеры серий двигателей от различных производителей:
  • Harmonic Drive: собственные серводвигатели серии FHA-C (например, FHA-14C, FHA-17C) или серии RSF.
  • Mitsubishi Electric: серии HG-KR, HF-KP (соответствующего типоразмера).
  • Panasonic: серии A6, A5 (мидланджи).
  • Yaskawa (Sigma-5/7): двигатели небольшого и среднего габарита.
  • Beckhoff: серии AM8000.
  • Key considerations: Совпадение посадочного диаметра вала двигателя и отверстия редуктора (для SH-версий), а также наличие и тип шлица/шпонки (для S-версий).

2. Комплектные модули (Actuator): Часто редуктор HD-20-50 поставляется уже в сборе с серводвигателем и энкодером как единый прецизионный модуль. Такие модули имеют свои парт-номера.

• Серия FHA от Harmonic Drive: FHA-14C-50, FHA-17C-50 (где 50 – передаточное число, а цифра в обозначении двигателя соответствует размеру). Это наиболее прямые и оптимизированные совместимые сборки.

3. Механическая совместимость (аналоги и конкуренты):

• Прямые аналоги по размерам и характеристикам:
  • Harmonic Drive серии CSF/CSD (более новая компактная серия). Аналогом может быть CSF-20-50-2A-GR.
  • Shimpo Drive серии APG (лицензионный аналог Harmonic Drive). Модель APG-20-50.
• Конкурирующие решения (по функции, но с другой конструкцией):
  • Планетарные редукторы с нулевым люфтом от Neugart, Wittenstein (серия alpha), Apex Dynamics. Например, Neugart PLPE 40-50 (подбор по моменту, а не по размеру).
  • Циклоидные (волновые) редукторы других производителей, например, Sumitomo Cyclo или SPINEA.

Рекомендация: При замене или выборе аналога необходимо сверять не только габаритные размеры и крепежные отверстия, но и посадочные размеры валов, номинальный и максимальный моменты, величину люфта и жесткость на кручение.