Сцепленияа тормоза удерживают, останавливают или индексируют нагрузки в конструкциях движения. Особенно за последние пять лет усилилась тенденция к использованию компонентов, специфичных для конкретного применения, поскольку несколько отраслей промышленности повышают производительность серийных деталей. Итак, мы спросили отраслевых экспертов об этой и других тенденциях, стимулирующих инновации в области сцепления и тормозов. Наибольший рост промышленного использования сцеплений и тормозов приходится на тормоза с отключением питания, поскольку автоматизация производства, которая неуклонно растет, требует большого количества удерживающих тормозов. Еще больше после прыжка.

“На протяжении многих лет наблюдается постепенное расширение использования серводвигателей во всех видах автоматизации производства, робототехнике, пищевой промышленности и медицине. Здесь двигатели управляют движением машины, но при отключении питания — преднамеренном или случайном — во многих конструкциях двигатели не могут удерживать оси машины на месте”, — сказал Фрэнк Дж. Флемминг, президент Ogura Industrial Corp.

Инженеры используют здесь стопорные тормоза, потому что, как только с тормозов снимается питание, либо постоянный магнит, либо ряд пружин приводят в действие, чтобы остановить движение вала двигателя. Это приводит к интересному развитию в области использования технологий.

“Несмотря на то, что традиционные функции сцепления и тормоза в машиностроении снизились, спрос на большее количество удерживающих тормозов значительно возрос. Большинству отраслей промышленности нужны моторные модули меньшего размера с увеличенным крутящим моментом”, — сказал Флемминг. “Это оказало давление на производителей тормозов, вынуждая их разрабатывать тормоза меньшего размера, но с более прочной фиксацией, чтобы соответствовать требованиям производителей двигателей”.

Другие представители отрасли согласны с этим. “Хотя технологии двигателей и приводов привели к некоторому сокращению традиционной автоматизации производства и использования упаковочных пружин и тормозов с фрикционным сцеплением, наблюдается больший рост в медицинском, аэрокосмическом и оборонном сегментах, а также в автомобилестроении. На самом деле рост на этих рынках более чем компенсировал спад в традиционных отраслях”, — сказал Джон Пьери, линейный менеджер по продукции сцеплений и тормозов Thomson Industries.Еще больше после прыжка.

С другой стороны, новые разработки в области офисного оборудования (такого как сетевые принтеры и копировальные аппараты) стимулируют спрос на меньшие по размеру, легкие и менее дорогие компоненты. Производители принтеров, в частности, постоянно стремятся к совершенствованию своей продукции. Итак, всего несколько лет назад компания Ogura разработала микроклапан с высоким крутящим моментом, используя конструкцию с тройным потоком и комбинацию деталей из порошкового металла и пластика, чтобы обеспечить высокий крутящий момент при низкой стоимости для таких принтеров.

“Наша новая муфта MIC-3,5T помогла создать принтер меньшего размера и легче, что снизило общую стоимость для потребителя”, — сказал Флемминг. MIC-3.5T является примером новой конструкции, которой не существовало 10 лет назад; она обладает на 70% большим крутящим моментом и на 30% тоньше (и на 50% дешевле), чем аналогичные муфты 10 лет назад. Это происходит главным образом потому, что десять лет назад оборудования для производства составных частей этого сцепления не существовало.

Но, по словам Пьери, в медицинской, аэрокосмической и оборонной отраслях (A &D), а также в автомобилестроении все чаще приходится менять сцепление и тормоза. Показательный пример: Рынок медицинских услуг растет вместе с бумом на рынке оборудования для индивидуальной мобильности для стареющего населения. Более того, в A&D и автомобилестроении используется все больше электромеханического оборудования (для которого требуются сцепления и тормоза) по мере постепенного отказа от гидравлического привода.

Рассмотрим конкретный пример. “У нас есть более новое приложение, работающее в горизонтальном стабилизаторе самолета, который в прошлом приводился в действие гидравлическим приводом”, — сказал Пьери.

“10 лет назад это было невозможно. E2E сыграла важную роль в решении технических проблем производителя самолетов.”

Другие согласны с тем, что A&D меняет технологию использования сцепления и тормозов, поскольку множество конструкций переходят от гидравлических приводов к электромеханическим. По словам Рокко Драгоне, старшего инженера по продажам и применению SEPAC, инженеры заменяют приводы с гидравлическим приводом в конструкциях A&D (и используют больше сцеплений и тормозов) по целому ряду причин:

Гидравлика работает в беспорядке, а ее компоненты (включая гидроаккумуляторы, мотонасосные системы и сопутствующую сантехнику) трудно герметизировать. Электромеханические системы исключают эти компоненты, поэтому также требуют меньшего технического обслуживания. Электромеханические системы имеют более длительный средний срок службы (MTBF), поскольку в их состав входит меньше компонентов и отсутствуют трубопроводы высокого давления.

Гидравлические системы крупнее и занимают больше места, чем электромеханические системы. Кроме того, провода электромеханической системы значительно меньше, гибче и более устойчивы к более высоким температурам, чем гидравлические схемы. Это делает их менее подходящей мишенью для уничтожения в системах ПВО, таких как реактивные истребители.

Электромеханические системы работают тише — важная черта для военной техники.

Типичная электромеханическая система обеспечивает лучший контроль над профилями движения.

Электромагнитные муфты также поддаются дистанционному контролю. Такие муфты могут получать один и тот же электрический сигнал и включаться после нажатия кнопки рядом с устройством или через интернет-соединение на основе браузера, находясь за много миль.

“Не вдаваясь в подробности, такие муфты могут обеспечивать плавный пуск или функции избыточного возбуждения. Здесь сцепление может либо включаться медленно, либо принимать скачок напряжения для быстрого включения”, — сказал Флемминг.

В зависимости от машины и обратной связи, которую она отправляет оператору, этой функцией можно управлять дистанционно. Каждый раз, когда включается электрическое сцепление или тормоз, органы управления могут отслеживать этот электрический сигнал. По словам инженеров Ogura, это связано с тем, что сцепление или торможение всегда вырабатывает энергию, которая (на основе инерции и скорости) может быть использована в формуле для оценки износа. Таким образом, если элементы управления контролируют сцепление или тормоз удаленно (как это уже делается в некоторых приложениях с поддержкой Bluetooth), они могут передавать данные о циклах обратно дилеру оборудования. Тогда дилеры смогут сообщить клиентам, когда сцепления или тормоза нуждаются в замене, прежде чем возникнут неисправности. Таким образом, даже электрические сцепления или тормоза, не имеющие встроенных схем для облачных технологий, могут быть легко встроены в модули управления оборудованием для производителей оборудования.

“Индустрия газонов и садоводства уже использует такую функциональность для предоставления обратной связи в режиме реального времени о производительности машин, требованиях к обслуживанию и неисправностях компонентов”, — сказал Флемминг. “Информация возвращается владельцу, дилеру или дистрибьютору”.

По словам Драгоне, электромеханические системы также сокращаются по мере того, как инженеры доводят дизайн до своих ограничений. “Чтобы идти в ногу с последними тенденциями дизайна, SEPAC разработала миниатюрные зубчатые муфты и тормоза с отключением питания диаметром менее 1,3 дюйма в дополнение к современным приводам меньшего размера для упаковки, робототехники, медицины и нефтегазовой промышленности”.

По словам инженеров компании, многие производители серводвигателей также обратились к Ogura с просьбой разработать новые миниатюрные удерживающие тормоза для двигателей медицинского оборудования. Тормоза также находят применение в полупроводниковой промышленности, поэтому по мере роста этого рынка растет и использование сцеплений и тормозов.

Тенденция, которую инженеры—прикладники Ogura наблюдали за последние 10 лет и которая, похоже, сохранится, заключается в том, что все меньше производителей оборудования тратят время на разработку собственных сцеплений и тормозов. Поскольку все больше производителей оборудования работают с меньшим количеством инженерного персонала, у этих инженеров остается меньше времени на поиск новых продуктов, поэтому они полагаются на существующих поставщиков для удовлетворения своих прикладных потребностей.

“Компании, обладающие широким спектром опыта в области сцепления и тормозов, предлагают знания, которые помогут инженерам с их проектными требованиями”, — сказал Флемминг. Часто инженеры думают, что им нужен особый дизайн, но поскольку некоторые компании предлагают более 3000 стандартных конструкций сцепления и тормозов, возможно, что-то подходящее для этой работы уже существует, добавил он. Короче говоря, специальное сцепление или тормоз не всегда являются такими особенными, как думает клиент.

Бремя контроля качества и производительности почти на 100% переложено на поставщика, поэтому производители полагаются на производственный процесс поставщика и исходящий контроль для удовлетворения потребностей конечного пользователя. “Здесь поставщики должны соответствовать международно признанным требованиям ISO и соответствовать строгим требованиям клиентов к контролю качества”, — сказал Флемминг. Такой контроль качества имеет первостепенное значение в медицинской и автомобильной промышленности, а также в A&D.

“В мире A &D мы специализируемся на производстве зубчатых муфт и тормозов с отключением питания для уникальных применений, требующих индивидуальных решений”, — сказал Драгоне. “Например, 10 лет назад зубчатая муфта не рассматривалась, если обороты не были меньше 3600 об/мин, но сегодня мы производим зубчатые муфты, которые работают на скоростях, превышающих 10 000 об / мин, и тормоза с отключением питания, которые могут работать на скоростях до 20 000 об /мин”. Значительный прогресс в современном программном обеспечении для проектирования и технологиях производства способствовал к способности производить сцепления и тормоза, намного превосходящие предыдущие версии, добавил Драгоне.

“Автоматизация позволяет нам производить компоненты неизменно высокого качества, поэтому там, где это имеет смысл и есть выбор, мы выбираем автоматизацию”, — согласился Флемминг.

Эта статья о тенденциях в области движения посвящена главным образом промышленному применению сцеплений и тормозов, но применение в автомобилестроении (в самих транспортных средствах) является движущей силой новых инноваций даже для традиционных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

“В целом, мы наблюдаем тенденцию в дорожных и внедорожных транспортных средствах устранять паразитные нагрузки, когда в этом нет необходимости. Несмотря на то, что стоимость бензина и дизельного топлива в этом году снизилась, тенденция к повышению эффективности и снижению расхода топлива не ослабла”, — сказал Фрэнк Дж. Флемминг, президент Ogura Industrial Corp.

Компания Флемминга продает электромагнитные муфты для целого ряда компонентов, приводимых в движение двигателем, например, компрессоров для кондиционирования воздуха. Такие компрессоры включаются только при необходимости, поэтому электромагнитная муфта на передней панели компрессора включает компрессор в зависимости от требований к температуре в салоне автомобиля. Когда в этом нет необходимости, электромагнитная муфта просто отключается, и компрессор не включается. Электрические муфты теперь работают и на других компонентах двигателя с ременным приводом, таких как генераторы, вакуумные насосы, гидравлические насосы, водяные насосы и даже генераторы переменного тока.

Помимо снижения паразитных нагрузок, современные муфты Ogura также повышают производительность двигателя. При использовании двигателя меньшего размера и добавлении к нему нагнетателя или турбонагнетателя мощность двигателя увеличивается только при необходимости, что в целом делает автомобиль более экономичным с точки зрения расхода топлива. Муфты Ogura на нагнетателях включают нагнетатель на низкой скорости, а затем отключают его на высокой скорости (после чего включается турбонагнетатель). По словам сотрудников отдела продаж Ogura Industrial, это повышает производительность автомобиля как на низкой, так и на высокой скорости.