¿Cómo reducir el ruido de un Harmonic Drive?

Los accionamientos armónicos se utilizan ampliamente en diversas industrias, incluida la robótica, la aeroespacial y la maquinaria de precisión, debido a su alta transmisión de par, tamaño compacto y excelente precisión posicional. Sin embargo, uno de los desafíos comunes asociados con los accionamientos armónicos es la generación de ruido durante el funcionamiento. El ruido excesivo no sólo afecta el entorno de trabajo, sino que también puede indicar posibles problemas mecánicos o ineficiencias. Como proveedor de variadores armónicos, entendemos la importancia de reducir los niveles de ruido para un rendimiento óptimo y la satisfacción del usuario. En este blog, exploraremos varias estrategias efectivas para reducir el ruido de un variador armónico.

Comprender las fuentes de ruido en los impulsos armónicos

Antes de profundizar en los métodos de reducción de ruido, es fundamental comprender de dónde proviene el ruido en los accionamientos armónicos. Las principales fuentes de ruido incluyen:

1. Ruido de malla de engranajes: Cuando la ranura flexible y la ranura circular se acoplan y desenganchan, se produce un contacto mecánico y un impacto, que generan vibraciones y posteriormente ruido.
2. Resonancia: Si la frecuencia de funcionamiento del variador armónico coincide con la frecuencia natural del variador o de su estructura de soporte, puede producirse resonancia, amplificando el nivel de ruido.
3. Problemas de lubricación: Una lubricación insuficiente o inadecuada puede provocar un aumento de la fricción entre las piezas móviles, lo que provocará más ruido.
4. Desequilibrio mecánico: La desalineación o el desequilibrio en los componentes de transmisión armónica pueden provocar fuerzas y vibraciones desiguales, lo que contribuye al ruido.

Mejoras de diseño para la reducción de ruido

Geometría de engranaje optimizada

• La forma y el perfil de los dientes de las estrías flexibles y circulares desempeñan un papel crucial en la generación de ruido. A través de técnicas de fabricación avanzadas y algoritmos de diseño, podemos optimizar el perfil del diente para garantizar un proceso de inserción más suave y gradual. Esto reduce las fuerzas de impacto durante el engrane de los engranajes, minimizando así el ruido. Por ejemplo, el uso de perfiles de dientes de espiral o de espiral modificados puede proporcionar mejores características de contacto y reducir los golpes y vibraciones asociados con el engrane de los engranajes.
• Además, los procesos de mecanizado precisos son esenciales para garantizar la precisión de los dientes de los engranajes. Cualquier desviación en el grosor de los dientes, el paso o el ángulo de la hélice puede provocar un contacto desigual y un aumento del ruido. Nuestras instalaciones de fabricación están equipadas con máquinas CNC de última generación e instrumentos de medición de precisión para garantizar la producción de alta calidad de transmisiones armónicas con engranajes mecanizados con precisión.

Diseño equilibrado

• El desequilibrio mecánico contribuye significativamente al ruido y la vibración en los accionamientos armónicos. Para abordar este problema, empleamos técnicas de equilibrio avanzadas durante el proceso de fabricación. Midiendo cuidadosamente la distribución de masa de los componentes y haciendo los ajustes necesarios, podemos minimizar las fuerzas desequilibradas. Por ejemplo, agregar contrapesos o modificar la forma de las piezas giratorias puede ayudar a lograr un diseño más equilibrado.
• Además, la alineación adecuada de los componentes del controlador armónico es crucial. Los ejes o cojinetes desalineados pueden crear tensiones y vibraciones adicionales. Nuestras guías de instalación brindan instrucciones detalladas para garantizar la alineación correcta durante el ensamblaje del variador armónico, lo que ayuda a reducir el ruido y mejorar el rendimiento general y la vida útil del variador.

Gestión de la lubricación

Seleccionar el lubricante adecuado

• La elección del lubricante es vital para reducir la fricción y el ruido en transmisiones armónicas. Recomendamos utilizar lubricantes sintéticos de alta calidad formulados específicamente para aplicaciones de transmisión armónica. Estos lubricantes ofrecen excelentes propiedades antidesgaste, alto índice de viscosidad y buena estabilidad térmica. Pueden formar una fina película protectora entre las piezas móviles, reduciendo el contacto directo de metal con metal y minimizando la fricción y el ruido.
• Por ejemplo, algunos lubricantes están diseñados para tener características de baja formación de espuma, lo cual es importante para evitar el atrapamiento de aire y garantizar una lubricación eficiente. Además, deben tener una buena resistencia a la oxidación para evitar la formación de lodos y depósitos que puedan afectar el rendimiento del accionamiento armónico con el tiempo.

Mantenimiento de lubricación

• Es necesario un mantenimiento regular de la lubricación para garantizar la eficacia del lubricante a largo plazo. Con el tiempo, el lubricante puede degradarse debido a factores como la temperatura, la contaminación y el estrés mecánico. Por lo tanto, sugerimos seguir un cronograma de mantenimiento de lubricación. Esto puede implicar cambios periódicos de aceite, verificar el nivel de lubricante e inspeccionar cualquier signo de contaminación.
• En algunos casos, también proporcionamos sistemas de monitoreo de lubricación que pueden detectar cambios en las propiedades del lubricante, como la viscosidad y el contenido de partículas. Esto permite un mantenimiento proactivo y ayuda a prevenir problemas relacionados con el ruido causados ​​por una mala lubricación.

Mitigación de resonancia

Análisis de frecuencia

• Realizar un análisis de frecuencia del sistema de accionamiento armónico es crucial para identificar posibles frecuencias de resonancia. Mediante el uso de sensores de vibración y herramientas de análisis de espectro, podemos medir las frecuencias de vibración durante el funcionamiento y compararlas con las frecuencias naturales del variador y su estructura de soporte.
• Una vez identificadas las frecuencias de resonancia, podemos implementar medidas para alejarlas del rango de frecuencia de funcionamiento del controlador armónico. Esto se puede lograr modificando la rigidez o masa de los componentes motrices o la estructura de soporte. Por ejemplo, agregar materiales amortiguadores o cambiar el grosor de ciertas partes puede alterar la frecuencia natural del sistema.

Técnicas de amortiguación

• La amortiguación es una forma eficaz de reducir la amplitud de las vibraciones causadas por la resonancia. Podemos incorporar materiales de amortiguación en el diseño del convertidor de armónicos o de su carcasa. Estos materiales absorben la energía vibratoria y la convierten en calor, reduciendo así los niveles de vibración y ruido.
• Por ejemplo, se pueden instalar almohadillas amortiguadoras elastoméricas entre el accionamiento armónico y su superficie de montaje. Estas almohadillas proporcionan aislamiento y amortiguación de vibraciones, lo que ayuda a reducir la transmisión de vibraciones a la estructura circundante y minimiza el ruido.

Condiciones de instalación y funcionamiento

Instalación adecuada

• La instalación correcta del controlador de armónicos es esencial para la reducción del ruido. Es importante seguir atentamente las instrucciones de instalación del fabricante. Esto incluye garantizar un entorno de instalación limpio, la alineación adecuada del variador con los componentes conectados y el apriete correcto de pernos y sujetadores.
• Por ejemplo, apretar demasiado o poco los pernos de montaje puede causar desalineación y concentración de tensión, lo que provoca un aumento del ruido y posibles daños a la transmisión. Al utilizar una llave dinamométrica y seguir los valores de torsión especificados, podemos garantizar una instalación segura y adecuada.

Condiciones de funcionamiento óptimas

• Operar el variador de armónicos dentro de sus parámetros recomendados también puede ayudar a reducir el ruido. Esto incluye mantener la velocidad, carga y temperatura adecuadas. Hacer funcionar el variador a velocidades excesivas o bajo cargas pesadas más allá de su capacidad nominal puede aumentar la tensión mecánica y los niveles de ruido.
• Además, controlar la temperatura de funcionamiento es fundamental. Las altas temperaturas pueden hacer que el lubricante se degrade más rápidamente y afectar las propiedades del material de los componentes de transmisión, lo que genera un aumento del ruido. Recomendamos proporcionar refrigeración y ventilación adecuadas para el variador de armónicos, especialmente en aplicaciones de operación continua o de carga alta.

Nuestra oferta de productos con funciones de reducción de ruido

Como proveedor líder de unidades armónicas, ofrecemos una gama de productos de alta calidad diseñados teniendo en cuenta la reducción del ruido. NuestroReductor de onda de tensión serie CSDCuenta con un diseño de engranaje optimizado y un sistema de lubricación avanzado, que reduce significativamente los niveles de ruido durante el funcionamiento. El diseño compacto y liviano de esta serie la hace ideal para aplicaciones donde el espacio y el ruido son factores críticos, como en la robótica a pequeña escala.

NuestroReductor de onda de tensión de accionamiento armónicoes otra excelente opción. Está diseñado con engranajes mecanizados de precisión y componentes equilibrados para minimizar la vibración y el ruido. Este reductor se utiliza ampliamente en robots industriales y sistemas de automatización, donde el funcionamiento silencioso es esencial para un entorno de trabajo confortable.

Para aplicaciones que requieren rotación de alta precisión, nuestroMesa giratoria con base de brazo robóticoestá diseñado para reducir el ruido a través de sus avanzadas tecnologías de amortiguación y lubricación. El funcionamiento suave y silencioso de esta mesa giratoria garantiza un posicionamiento preciso y un rendimiento confiable en aplicaciones robóticas.

Contáctenos para adquisiciones

Si está buscando variadores de armónicos de alto rendimiento con niveles de ruido reducidos para sus aplicaciones, estamos aquí para ayudarlo. Nuestro equipo de expertos puede brindarle información detallada sobre el producto, soporte técnico y soluciones personalizadas para satisfacer sus requisitos específicos. Lo invitamos a contactarnos para discutir adquisiciones y dar el primer paso para mejorar el rendimiento y el silencio de sus sistemas.

Referencias

• “Ruido y vibración de engranajes: teoría, práctica y control” por DR Houser, EJ Buckingham y BP Riemer.
• “Fundamentos de los elementos de las máquinas” de AS Seireg y SS Wang.
• Artículos de investigación sobre diseño de accionamiento armónico y reducción de ruido publicados en revistas líderes de la industria.