Memilih antara penggerak poros paralel dan sebuah motor roda gigi sudut siku-siku Kelihatannya seperti pilihan semata. Padahal, ini sebenarnya merupakan batasan. Arah poros menentukan apakah penggerak dapat dipasang sama sekali, dan jenis roda gigi di balik belokan 90 derajat tersebut menentukan seberapa besar dampaknya terhadap efisiensi, torsi, dan kemampuan menahan beban. Jika arahnya tepat, sisanya akan mengikuti; jika salah, mesin memerlukan tahap reduksi kedua untuk mengimbanginya.
Perbandingan ini disusun berdasarkan data yang telah dipublikasikan mengenai dua seri dalam rentang ini: unit inline 4RK, 5RK, dan 6RK, serta unit sudut siku-siku 4GN, 5GU, dan 6GU yang menggunakan motor yang sama dengan gearbox miring di bagian depan. Perbandingan ini mencakup perbedaan mendasar antara keduanya, kesamaan yang mereka miliki, serta asumsi yang sering membingungkan sebagian besar pembeli pemula.
Motor roda gigi tipe inline, atau poros paralel, menjaga agar poros motor dan poros keluaran tetap sejajar. Tenaga disalurkan secara langsung melalui rangkaian roda gigi lurus atau heliks, sehingga seluruh rakitan tersebut berbentuk panjang dan ramping. Motor roda gigi sudut siku-siku mengalihkan tenaga sebesar 90 derajat, sehingga bodi motor dapat ditempatkan di samping poros yang digerakkan, bukan di belakangnya.
Perubahan tunggal tersebut memiliki tiga konsekuensi yang penting bagi seorang perancang mesin. Panjang perakitan sepanjang poros yang digerakkan berkurang secara drastis, yang biasanya menjadi alasan di balik adanya versi sudut siku-siku. Motor dapat ditempatkan di bawah, di samping, atau di belakang rangka, alih-alih menonjol keluar darinya. Selain itu, rumah motor menjadi lebih dalam pada arah yang tegak lurus terhadap poros keluaran, sehingga sistem penggerak menjadi lebih kompak pada satu sumbu dan lebih besar pada sumbu lainnya.
| Barang | Poros sejajar (inline) | Sudut siku-siku |
|---|---|---|
| Susunan poros | Masukan dan keluaran paralel | Masukan dan keluaran pada sudut 90 derajat |
| Jenis roda gigi dalam rentang ini | Roda gigi spur / heliks | Pasangan roda gigi miring ditambah tahap-tahap reduksi |
| Panjang sepanjang poros keluaran | Panjang | Singkat — alasan untuk memilihnya |
| Kedalaman yang tegak lurus terhadap poros | Rendah | Lebih tinggi |
| Efisiensi (tipe satu tahap standar) | ~95% dan seterusnya | ~90–94% untuk pemotongan miring |
| Penguncian otomatis | Tidak | Tidak, pada desain miring |
| Biaya relatif pada daya yang sama | Lebih rendah | Lebih tinggi |
| Fokus pemeliharaan | Bantalan, segel, penyelarasan | Keausan jaring miring, celah balik, segel |
Persoalan efisiensi inilah yang sering menjadi titik kelemahan dalam sebagian besar perbandingan daring. Mereka menyebutkan angka 60–85% untuk penggerak sudut siku-siku, karena yang mereka maksud adalah gearbox cacing. Penggerak cacing memang merupakan gearbox sudut siku-siku, tetapi tidak semua gearbox sudut siku-siku adalah gearbox cacing. Unit sudut siku-siku kami menggunakan pasangan roda gigi miring, yang menjaga efisiensi di kisaran 90-an rendah — cukup mendekati efisiensi gearbox sejajar sehingga efisiensi saja bukanlah alasan yang cukup kuat untuk menolak tata letak sudut siku-siku.
Ini adalah asumsi kedua yang layak diuji dengan angka-angka nyata. Karena unit 4GN, 5GU, dan 6GU menggunakan motor yang sama dengan model inline-nya, tabel beban yang diizinkan dapat dibandingkan secara langsung pada poros.
| Rasio | Inline 25W (4RK, 80 mm) | Sudut siku-siku 25W (4GN, 80 mm) | Inline 120W (5RK, 90 mm) | Sudut siku-siku 120W (6GU, 100 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 3:1 | 0,45 N·m | 0,45 N·m | 2,11 N·m | 2,11 N·m |
| 5:1 | 0,79 N·m | 0,79 N·m | 3,52 N·m | 3,52 N·m |
| 10:1 | 1,55 N·m | 1,55 N·m | 6,88 N·m | 6,85 N·m |
| 15:1 | 2,25 N·m | 2,25 N·m | 9,60 N·m | 10,2 N·m |
| 20:1 | 3,10 N·m | 3,10 N·m | 12,4 N·m | 13,6 N·m |
| 30:1 | 4,12 N·m | 4,12 N·m | 18,5 N·m | 20,5 N·m |
| 50:1 | 6,18 N·m | 6,18 N·m | Batas atas 19,6 N·m | 31,0 N·m |
| 75:1 | 7,84 N·m (batas atas) | 7,84 N·m (batas atas) | — | — |
Pada 25W, kedua tabel tersebut identik baris demi baris — gearbox sudut siku-siku mampu menanggung beban yang persis sama dengan gearbox inline pada rangka 80 mm yang sama. Pada 120W, unit sudut siku-siku sebenarnya mampu menanggung beban lebih besar pada rasio tinggi, karena rumah rangka 100 mm-nya lebih dalam dan menggunakan set roda gigi yang lebih lebar dibandingkan gearbox inline 90 mm, yang batas maksimumnya hanya 19,6 N·m. Jadi, anggapan umum bahwa “sudut siku-siku berarti torsi lebih kecil” tidak didukung oleh data dalam rentang ini. Penggunaan gearbox sudut siku-siku memang mengorbankan panjang pada sumbu yang berbeda, sedikit efisiensi, dan biaya — bukan kapasitas beban.
Unit sudut siku-siku umumnya dianggap mampu menahan bebannya saat aliran listrik diputus, karena kotak roda gigi cacing memiliki sifat tersebut. Hal ini tidak berlaku untuk rangkaian roda gigi miring. Rangkaian ini melibatkan kontak bergulir antara dua roda gigi berbentuk kerucut tanpa irisan geser untuk mengunci pertautan, sehingga motor roda gigi miring sudut siku-siku akan mengalami putaran balik di bawah beban yang tidak seimbang, persis seperti yang terjadi pada unit inline.
Pada konveyor horizontal, hal ini tidak pernah menjadi masalah. Namun, pada lift vertikal, hoist, gerbang miring, atau lengan penghalang, hal ini sangat menentukan: beban akan meluncur ke bawah saat motor berhenti kecuali ada sesuatu yang menahannya. Solusi yang tepat adalah motor dengan rem mekanis, rem layanan pada poros penggerak, atau penyeimbang yang menjaga beban tetap seimbang. Bukan gearbox sudut siku-siku yang lebih besar, dan bukan rasio yang lebih tinggi — rasio hanya mengubah kecepatan, bukan kemampuan untuk menahan beban.
Jika pemasangan rem merupakan persyaratan, sampaikan hal tersebut pada tahap spesifikasi, karena pada sebagian besar rangka ini, rem merupakan opsi pabrik, bukan penambahan yang dilakukan di lapangan.
Ada tiga situasi yang benar-benar memerlukan sudut keluaran 90 derajat, dan ketiganya bersifat mekanis, bukan elektrik.
Penggerak pintu ayun dan geser merupakan contoh klasik: motor terpasang di dalam rangka atas, dan poros keluarnya menggerakkan poros vertikal melalui kotak roda gigi 90 derajat. Yang panduan motor penggerak pintu ayun mencakup aspek geometri tersebut, termasuk persyaratan penahanan yang tidak dipenuhi oleh sistem penggerak miring.
Jika poros yang digerakkan sejajar dengan permukaan pemasangan dan terdapat ruang di sepanjang poros tersebut, unit inline memiliki tiga keunggulan. Harganya lebih murah untuk daya yang sama karena rangkaian roda gigi memiliki lebih sedikit komponen. Unit ini juga lebih efisien, yang menjadi faktor penting pada sistem penggerak yang beroperasi delapan jam sehari. Selain itu, rumah motornya yang ramping cocok untuk rangka konveyor dan penggerak rol di mana motor roda gigi ditempatkan di dalam profil rangka.
Tipe inline juga merupakan pilihan yang lebih sederhana untuk aplikasi dengan rasio tinggi pada rangka berukuran kecil. Unit 5RK inline 90 mm mencapai rasio 500:1 pada gearbox standar; seri sudut siku-siku dalam rentang ini umumnya dirancang untuk rasio maksimum yang lebih rendah. Jika suatu aplikasi memerlukan output yang sangat lambat, periksa rentang rasio yang dipublikasikan untuk model yang tepat daripada mengasumsikan bahwa kedua seri tersebut sama.
Rangkaian produk sudut siku-siku dikelompokkan berdasarkan ukuran rangka motor, sehingga memudahkan pemilihan setelah kelas daya ditentukan.
Jika susunan sejajar dimungkinkan, daya setara tersebut terdapat pada Rangkaian motor AC dengan reduktor gigi berukuran kecil, di mana motor-motor yang sama ditawarkan dengan kotak roda gigi spur dan heliks. Dimensi rangka untuk kedua seri tersebut dibandingkan dalam Tabel Ukuran Motor Roda Gigi.
Perhitungan rasio tersebut sama untuk kedua kelompok tersebut dan dijelaskan dalam cara menghitung rasio roda gigi, dengan taksonomi keluarga yang lebih luas dalam jenis-jenis motor roda gigi.
Sampaikan arah poros yang digerakkan dan tiga nilai celah yang tersedia, permukaan pemasangan serta pola baut, kecepatan keluaran yang dibutuhkan dalam r/min, torsi beban atau massa dan jari-jari, siklus kerja termasuk pembalikan arah, serta apakah beban harus tetap ditahan saat daya dimatikan. Dengan informasi tersebut, pertanyaan mengenai konfigurasi akan terjawab dengan sendirinya bahkan sebelum rasio dibahas.
Yang Unit sudut siku-siku 4GN 25W merupakan bingkai terkecil dalam jajaran produk ini dan cara tercepat untuk memverifikasi dimensi sesuai dengan tata letak yang ketat.
Tidak dalam rentang ini. Pada 25 W, tabel beban yang diizinkan untuk 4GN dan 4RK identik baris demi baris. Pada 120W, 6GU sudut siku-siku pada rangka 100 mm mampu menahan torsi hingga 31 N·m pada rasio 50:1, sedangkan gearbox inline 90 mm memiliki batas maksimum 19,6 N·m.
Tidak, jika menggunakan pasangan roda gigi miring, seperti yang digunakan pada unit 4GN, 5GU, dan 6GU. Penggerak roda gigi miring akan mengalami putaran balik saat menghadapi beban yang tidak seimbang. Jika beban harus tetap tertahan saat daya dimatikan, gunakan motor dengan rem.
Sistem inline sedikit lebih efisien, biasanya 95% atau lebih per tahap, dibandingkan dengan sekitar 90–94% untuk tahap sudut siku-siku dengan roda gigi bevel. Angka-angka besar 60–85% yang sering dikutip untuk penggerak sudut siku-siku merujuk pada kotak roda gigi cacing, bukan kotak roda gigi bevel.
Hanya jika poros yang digerakkan berada dalam posisi vertikal. Jika poros yang digerakkan berada dalam posisi horizontal dan Anda hanya ingin memindahkan motor agar tidak menghalangi, unit inline tidak dapat menghasilkan output horizontal dari sumbu motor yang vertikal — konfigurasi tersebut memerlukan gearbox sudut siku-siku.
Sistem roda gigi miring memerlukan pertautan presisi kedua, rumah roda gigi yang lebih dalam, dan proses pemesinan yang lebih banyak dibandingkan dengan sistem roda gigi paralel, sehingga biayanya lebih tinggi untuk daya yang sama. Biaya tambahan ini memberikan fleksibilitas tata letak, bukan torsi keluaran tambahan.
Ya. Model 4GN menggunakan motor 4RK berdiameter 80 mm yang sama dengan unit 25W tipe inline, model 5GU menggunakan motor 5RK berdiameter 90 mm, dan model 6GU menggunakan motor 6RK berdiameter 100 mm. Yang berbeda hanyalah kotak roda gigi dan susunan keluaran.
Pilih konfigurasi berdasarkan arah poros yang digerakkan dan celah terkecil di antara ketiga celah yang ada, lalu lihat beban yang diperbolehkan pada tabel yang sesuai untuk kelompok produk tersebut. Siapkan diri untuk membayar sedikit lebih mahal dan kehilangan beberapa poin efisiensi untuk sudut siku-siku, tetapi torsi tidak akan berkurang. Dan jangan pernah menganggap bahwa gearbox 90 derajat dapat menahan bebannya — unit bevel mengalami putaran balik, sehingga apa pun yang harus tetap diam saat daya dimatikan memerlukan rem.
