In de machinebouw zijn efficiëntie en betrouwbaarheid van het grootste belang. Machines moeten draaien, presteren en vaak ook nog innoveren om de steeds veranderende behoeften van industrieën bij te houden. Dat is waar AXIS & Stuifmeel in beeld komt. Deze specialist op het gebied van roterende en lineaire aandrijftechniek ondersteunt machinebouwers bij het draaiend houden, verbeteren en vernieuwen van hun producten.

Energie-efficiëntie is één van de sleutels tot de wereldwijde transitie naar duurzame energie. Motoren spelen daarbij een belangrijke rol. Echter, een aandrijflijn bestaat uit meer dan een motor alleen. Ook reductoren vormen een belangrijke schakel in de uiteindelijke efficiëntie van de totale aandrijving. De ontwikkelingen op het gebied van motoren vragen ook innovativiteit van de fabrikanten van tandwielkasten.

De (motor)reductoren van het Duitse bedrijf ZAE maken al sinds 1979 deel uit van het pakket dat Axis & Stuifmeel aanbiedt. ZAE ontwikkelt en produceert hoogwaardige aandrijfoplossingen voor de machinebouw. Betrouwbaarheid en duurzaamheid zijn daarbij de belangrijkste uitgangspunten. In de werkplaats van Axis worden geregeld oudere ZAE aandrijvingen (30+ jaar!) ter revisie aangeboden. Na revisie kunnen deze reductoren weer jarenlang probleemloos draaien. Met het oog op de huidige lange levertijden en de explosief gestegen productiekosten wordt steeds vaker voor preventief onderhoud en revisie gekozen om machinestilstand te voorkomen.

Reductor voor aanbouw aan alle servomotoren

In het kader van energie-efficiëntie ontwikkelde ZAE een serie reductoren voor veeleisende hoog-dynamische toepassingen waarbij een nauwkeurige positionering en hoge belastbaarheid belangrijke criteria zijn. De compacte en stijve bouwvorm en de mogelijkheid om elk type servomotor te monteren, zorgen voor een breed toepassingsgebied. De Z-serie kenmerkt zich door een hoge vermogensdichtheid, een lage tandspeling (backlash) en de hoge betrouwbaarheid. Daarnaast zijn de reductoren lichtgewicht door de aluminium behuizing. Dankzij de H1-voedselveilige smeermiddelen zijn de reductoren uit de Z-serie uitermate geschikt voor de levensmiddelen- en verpakkingsindustrie.

Drukcompensatiesysteem voorkomt olielekkages

ZAE heeft de Z-serie servo-reductoren uitgerust met een speciaal ontwikkelde oplossing voor hermetische drukcompensatie. Een in de tandwielkast geïntegreerd membraan zorgt voor druknivellering en voorkomt de opbouw van overdruk in de behuizing. Dit betekent dat er geen ontluchters of ontluchtingsfilters nodig zijn, dat de afdichtingen worden ontzien en dat olielekkage niet meer mogelijk is. Dankzij deze technologie en de bijbehorende afdichtingsbetrouwbaarheid kunnen de tandwielkasten in elke bedrijfs- of inbouwpositie worden gemonteerd, zelfs ondersteboven.

Optimale positioneringsnauwkeurigheid voor dynamische toepassingen

In zeer dynamische toepassingen moet de tandwielkast zo stijf mogelijk zijn om maximale positioneringsnauwkeurigheid te garanderen. Bovendien moet hij trillingen en schokken, die kunnen worden veroorzaakt door de sterke acceleratie- en remkoppels goed dempen. Een te grote buigzaamheid kan bijvoorbeeld leiden tot onnauwkeurigheden bij zeer nauwkeurige positioneringstaken. Een van de geheimen van de variabiliteit van deze wormwielreductor schuilt in het flexibele lager concept. Als een hoge stijfheid vereist is, is de tandwielkast uitgerust met kegelrollagers. Dankzij hun geometrie en het contactoppervlak met hoge wrijving kunnen deze grote externe krachten opnemen.

Het tweede aspect dat bijdraagt aan de uitstekende torsiestijfheid ligt in de aard van wormwieloverbrengingen. Wormwielen hebben een zeer hoge stijfheid door hun vertanding geometrie. Bovendien verdragen ze overbelasting en schokken beter dan andere tandwieluitvoeringen. Afhankelijk van de serie ligt de torsiestijfheid tussen 5 (in de kleinste serie, Z040) en 168 Nm/arcmin (Z100). Deze eigenschappen maken de ZAE servoaandrijvingen perfect voor zeer dynamische toepassingen met nauwkeurige positioneringstaken.

En last but not least speelt de speling van de tandwielkast een grote rol. De servoaandrijvingen zijn leverbaar in een standaarduitvoering met < 6 arcmin tandspeling. Voor nog hogere eisen biedt Axis alle servo-aandrijvingsvarianten ook in een spelingsarme uitvoering met < 2 arcmin aan. In termen van efficiëntie in het deellastbereik dat aan het begin werd genoemd, zijn de wormwielreductoren ook superieur aan andere reductoren. Ze benaderen het optimum bij vrijwel elk uitgaand koppel, maar zijn altijd energiezuiniger dan hypoïde of spiroïde tandwielkasten. De ZAE servoaandrijfreductoren bieden daarom ook voordelen op het gebied van energie-efficiënte bij hoog dynamisch bedrijf.

Rendement: vergelijking verschillende reductieconcepten

Het bovenstaande diagram toont voorbeelden van gemeten rendementen afhankelijk van het uitgaande koppel. Het is te zien dat de ZAE-wormwielreductor zowel bij een hoog als een laag uit gaand koppel het best presteert en het hoogste rendement behaalt. Dit geldt met name in het deellastbereik, dat vaak wordt gebruikt voor dynamische toepassingen.

Kogellagers voor continue toepassingen

Voor maximale energie-efficiëntie bij continu, dus minder dynamisch, bedrijf vertrouwt ZAE op kogellagers. Dankzij de puntbelasting op de wentellichamen genereren kogellagers minder wrijving en daardoor ook minder vermogensverlies dan kegelrollagers. Dit licht lopende en geluidsarme lager-concept is daarom voordelig voor continue en energiebesparende toepassingen. Om een hoge betrouwbaarheid en een lange levensduur van de tandwielkasten te garanderen, dimensioneert ZAE de geïnstalleerde wentellagers conservatief, dat wil zeggen met een grote vermogensreserve.

Leveringsprogramma

De ZAE Servo-Drive type Z is leverbaar in vijf standaardmaten, van 40 tot 100 mm hartafstand en toelaatbare versnellingskoppels tot maximaal 1680 Nm. De uitgaande holle as is in diverse uitvoeringen leverbaar. De maximaal mogelijke overbrengingsverhouding is 1:39, maar er kunnen ook aanzienlijk hogere overbrengingsverhoudingen worden bereikt door combinaties met andere tandwielen (bijvoorbeeld planetaire voortrappen). Naast de Z-serie zijn ook de S- en de SW-series van ZAE geschikt voor aanbouw aan een servomotor. Type S is leverbaar tot en met bouwgrootte 125 met een maximale overbrengingsverhouding van 83:1. Type SW is uitgerust met een kegeltandwiel en leverbaar tot en met bouwgrootte 260 met een maximale overbrengingsverhouding van 4:1.