MENGINTIPperedam harmonikadalah perangkat reduksi presisi inovatif yang mengaplikasikan material komposit polietereterketon (PEEK) pada struktur penggerak harmonik, menggabungkan karakteristik rasio reduksi yang tinggi dari pereduksi harmonik tradisional dengan keunggulan ringan material PEEK. Berikut ini adalah pengantar detail dari empat dimensi: fitur struktural, inovasi material, parameter kinerja, dan bidang aplikasi:
I. Fitur Struktural
MENGINTIPPeredam harmonik mengadopsi struktur penggerak harmonik klasik dari generator gelombang - roda gigi fleksibel - roda gigi kaku. Inovasi inti peredam harmonik terletak pada penggunaan PEEK yang diperkuat serat kaca panjang 50% untuk pencetakan injeksi satu bagian dari roda gigi fleksibel, dan cincin roda gigi bagian dalam dari roda gigi kaku adalah struktur sisipan PEEK-logam (dasar baja + permukaan gigi PEEK). Cincin luar bantalan generator gelombang terintegrasi dengan sangkar pelumas otomatis PEEK, menghilangkan ketergantungan pada gemuk pada peredam harmonik tradisional. Struktur keseluruhan dirancang melalui optimasi topologi, dengan toleransi ketebalan dinding roda gigi fleksibel dikontrol dalam ±0,01 mm untuk memastikan deformasi elastis yang konsisten selama penyambungan.
II. Inovasi Material
Terobosan ringan: Kepadatan roda gigi fleksibel PEEK hanya 1,5g/cm³, mengurangi berat hingga 60% dibandingkan dengan roda gigi fleksibel baja dan menurunkan momen inersia hingga 45%, secara signifikan meningkatkan kecepatan respons dinamis sendi robot.
Ketahanan terhadap kelelahan: Melalui optimalisasi orientasi serat, masa kelelahan lentur roda gigi fleksibel PEEK mencapai 10⁸ siklus (di bawah beban terukur), mendekati 85% dari tingkat baja.
Optimalisasi gesekan: Koefisien gesekan permukaan gigi PEEK serendah 0,05 (kondisi gesekan kering), dan bila dikombinasikan dengan lapisan PTFE pada permukaan gigi roda gigi yang kaku, memungkinkan pengoperasian yang senyap tanpa oli (kebisingan≤55dB).
III. Parameter Kinerja Inti
Kisaran rasio reduksi: 50:1 hingga 320:1 (transmisi satu tahap), mendukung koneksi seri multi-tahap untuk mencapai rasio reduksi ultra-tinggi 10.000:1
Torsi terukur: 3 hingga 50 N・m (model yang sesuai HX-14 hingga HX-50), torsi puncak dapat mencapai dua kali nilai pengenal
Indikator akurasi: Backlash≤1 menit, kesalahan transmisi≤30 detik busur, kekakuan torsional≥20 N・m/rad
Kemampuan beradaptasi lingkungan: Suhu pengoperasian -40℃sampai 180℃, kompatibel dengan lingkungan vakum (dapat beroperasi secara stabil pada 10⁻⁶Dengan baik)
IV. Bidang Aplikasi Umum
Robot kolaboratif: Sendi pergelangan tangan efektor ujung, seperti sumbu keenam robot UR5e, mencapai genggaman yang ringan dan presisi tinggi
Peralatan medis: Sendi gerak kecil lengan robot bedah (seperti Da Vinci Xi), memerlukan kepatuhan terhadap lingkungan aseptik dan gangguan elektromagnetik rendah
Dirgantara: Mekanisme kendali sikap satelit, lengan mekanis drone, memanfaatkan kemampuan beradaptasi vakum dan karakteristik ringan untuk mengurangi biaya peluncuran.
Peredam harmonik PEEK: Penggunaan PEEK yang diperkuat serat karbon (CF/PEEK) untuk memproduksi peredam harmonik dapat mengurangi tegangan deformasi hingga hanya 1/7 dari tegangan baja, meningkatkan karakteristik redaman, dan mengurangi risiko resonansi. Jumlah gigi kontak antara roda gigi fleksibel dan gigi roda gigi kaku dapat ditingkatkan hingga 47%, sehingga memperpanjang umur lelah secara signifikan, dengan jumlah siklus meningkat dari 29.000 kali untuk roda gigi fleksibel logam menjadi 564.000 kali.
Peredam harmonik PEEK: CF/PEEK menawarkan kinerja yang unggul
Selain keunggulan seperti kekuatan spesifik dan ketahanan aus, dibandingkan dengan silinder pendek berbasis logamPeredam harmonik PEEKPeredam harmonik PEEK yang terbuat dari CF/PEEK memiliki fitur-fitur berikut:1tegangan deformasi yang lebih rendah,2karakteristik redaman yang lebih baik, secara efektif mengurangi kemungkinan resonansi,3peningkatan jumlah gigi kontak dan area meshing antara gigi fleksibel dan gigi gigi kaku, meningkatkan beban dan ketahanan benturan peredam harmonik PEEK,4umur lelah yang unggul, dll.
(1) Dibandingkan dengan reduksi harmonik silinder pendek berbasis logam, pada beban yang sama, tegangan deformasi material komposit berbasis PEEK hanya 1/7 dari baja. Oleh karena itu, dengan dimensi aksial yang lebih kecil, modul roda gigi dan koefisien deformasi radial yang lebih besar dapat dipilih untuk struktur desain, sehingga memberikan kebebasan desain yang lebih besar.
(2) Frekuensi alami seluruh pereduksi harmonik bahan komposit berbasis PEEK 40-45% lebih tinggi daripada yang berbasis logam, menunjukkan bahwa pereduksi harmonik bahan komposit berbasis PEEK memiliki karakteristik peredaman yang lebih baik dan dapat secara efektif mengurangi kemungkinan resonansi.
(3) Pada kondisi operasi terukur beban 20 N·m dan kecepatan 2000 rad/menit, jumlah gigi yang bertautan pada peredam harmonik material komposit PEEK meningkat, mencapai 52 pasang, meningkat 47% dibandingkan logam. Peningkatan jumlah gigi kontak dan luas jala antara roda gigi fleksibel dan roda gigi kaku memperbesar luas jala pasangan roda gigi, dan tekanan kontak terdistribusi ke lebih banyak permukaan gigi roda gigi, meningkatkan ketahanan beban dan benturan peredam harmonik PEEK.
(4) Dengan struktur yang sama, peredam harmonik silinder pendek CF/PEEK memiliki umur lelah yang lebih baik. Peredam harmonik logam tradisional memiliki tegangan deformasi yang berlebihan, dan gigi roda gigi fleksibel mengalami kegagalan statis ketika jumlah siklus mencapai 29.000 kali. Roda gigi fleksibel yang terbuat dari material komposit PEEK diperkirakan memiliki jumlah siklus 564.000 kali dan umur lelah 939,5 jam.
