伺服驱动器

青铜蜗轮插入内夫千斤顶的外壳中。© 内夫

“第一封电子邮件听起来相当无害,”内夫·格温特特里贝有限公司董事总经理哈特穆特·万德尔回忆道,“这是对扭矩和温度范围的要求。2021年4月,一家外国公司与内夫接洽,以解决研究站海拔高度控制的特殊任务 - 在南极洲,年平均气温为-55°C!

南部大陆的研究活动包括气象学和气候学、地球科学和冰川学以及海洋学和海洋生物学。虽然海岸上的温度在一月份甚至达到了一些加一度,但大约40年前在南极洲东部记录了野外测得的最低温度:-89°C。

术挑战

目前正在建造一座研究站的新建筑。它站在缓慢移动的冰川地面上。此外,还有降水和风。为了使建筑物不会随着时间的推移而下沉,它必须被夷为平地。这就是为什么它站在36个钢脚上,可以通过提升齿轮来调节。

该研究站位于南极洲东部冰川高原的平坦积雪面上,位于地球上最大的冰下湖泊之上。它位于海拔3,488米的高度,距离地理南极约1,250公里。高海拔地区的稀薄空气有利于冷却:在南极的冬季,这里普遍存在高达-80°C的温度。 在这种荒凉的环境中,该技术必须能够承受所有天气条件。Neff 在提升油缸设计中选择了 36 个 C100 提升齿轮箱进行液位控制。它们的高度可调节超过900毫米,每个可以提升高达100吨的负载。但除了所需的力之外,还有其他挑战:提升速度必须为30 mm / min。对于扭矩,需要比额定值高30%的储备。然而,最大的壮举是为极端寒冷设计这些起重装置。“虽然欧洲指定了低至-40°C的材料,但南极洲南部大陆需要-80°C,”Neff董事总经理Wandel报道。“所有附件 - 减速电机,用于温度监控的电气传感器,用于行程测量和行程限制的传感器 - 必须承受这些不利的环境条件。对整个系统进行必要的润滑和密封也是一项不同寻常的艰巨任务。

强大的驱动器

内夫向SEW-Eurodrive发送了一份询问,该查询由斯图加特技术办公室的销售技术人员Markus Raff处理。“锥齿轮箱特别紧凑,”他解释道。“因此,对于空间有限的应用,例如研究站不锈钢脚中的应用,这种特性很有趣。由于南极洲的极端环境条件,SEW-Eurodrive在-80°C下对轴承座,轴和齿轮零件进行了强度计算。选择特殊的表面和腐蚀保护作为极端操作条件的特殊措施。此外,还使用了加热带和低温的特殊润滑剂。SEW-欧洲驱动器计算了驱动器运行的南极夏季环境温度为-35°C的功率损耗。变速器油、密封系统、张力和其他标准都被考虑在内。Bruchsal的驱动专家向客户保证了减速电机输出端的扭矩和最大速度。KAF87 DRN160M4系列共有36台锥齿轮减速电机被选为驱动器,并通过特殊法兰适应Neff葫芦齿轮箱。这些减速电机的额定输出功率为 11 kW,在指定的边界条件下可提供 2,000 Nm 的扭矩。

-80 °C 下的功能测试

为了确保一切在南极洲的极端条件下正常工作,Neff于2021年10月在航空航天测试服务提供商奥托布伦的IABG进行了广泛的测试,对完整的C100起重系统进行了广泛的测试。提升系统在–80°C的冷室中以100吨的静载荷进行测试。随后,在–35°C的相同负载下进行了动态测试。这与实际条件相对应,因为提升运动仅在北极夏季进行。因此,您可以在交货后免受负面惊喜的影响。Neff还支持其客户将起重装置安装在钢制底座中。在位于Schönbuch地区魏尔的公司总部,安装是与客户的钳工一起进行的,因此在南极寒冷的后期没有任何机会。整个项目也面临着巨大的时间压力,因为变速箱必须在夏季开始之前到达南部大陆,即在年初左右。“那是一个'热盒子',”哈特穆特·旺德尔回忆道。

将物流运输到南极

“物流也是一个大问题,”Neff总经理解释说。经过测试设置后,完整的材料被运往南极洲。36个装有起重装置的箱子被卡车运到不来梅港,并装在那里的破冰船上。一旦到达南部大陆,29辆履带式拖拉机日夜将设备运送到南极冰漠,持续了两周。雪地美容师在一个方向上覆盖了1500公里。由于天气原因,只有在北极夏季的短时间内,即11月至3月之间,才能安装空间站和驱动器。在此期间,平均气温为“温暖”-25°C。

信任合作

位于萨尔茨堡以东35公里的上奥地利州奥伯旺的内夫分公司负责技术解决方案。其经理马丁·基希迈尔(Martin Kirchmaier)回忆说:“与业务合作伙伴负责人的第一次电子邮件和视频会议的特点是谨慎克制。然而,在项目期间,一种动态发展起来,具有强烈的意志,以所需的技术性能交付起重元件,并在商定的日期进行冷测试。这成为我们团队的流程,也成为我们供应商的流程。Neff董事总经理哈特穆特·旺德尔补充说:“推动我们前进的动力始终是与客户一起推动新事物的想法。我们提供奥地利和德国制造的工程服务,并为复杂的驱动问题实施解决方案。在此过程中,我们依靠资源节约型材料和耐用的产品,这些产品在几十年后仍然可以修复。

对于Neff和最终客户来说,一个主要的优势是,在SEW-Eurodrive,客户顾问总是全面地照顾项目。这大大简化了项目协调。此外,马库斯·拉夫最初与内夫·吉温特里贝有限公司来自同一个地方。他回忆说:“在我年轻的时候,我在内夫完成了实习,后来在那里当了一名度假帮手。从那时起,他与Neff公司建立了良好的联系,他现在在SEW销售中照顾该公司。变速器市场经理David Bohny补充道:“从这个特殊应用中可以看出,SEW-Eurodrive非常灵活地响应客户的要求。凭借大量不同项目的经验,我们可以在短时间内开发客户特定的解决方案。减速电机的装配在标准化的流程中进行,以确保产品质量。最后,物流流程可实现快速可靠的全球交付!"