Описание мотор-редукторов

Если подготовить краткое описание мотор-редуктора — то это скомпонованный в единый блок электродвигатель и силовой редуктор, уменьшающий количество оборотов, но увеличивающий крутящий момент рабочего вала. Подобный электромеханический привод часто используется в современных машинах и механизмах, универсален для многих типов оборудования.

Мотор-редукторы широко применяются в машинах и оборудовании:

• машиностроительных предприятий;
• сельского хозяйства;
• металлургических заводов;
• горнодобывающей промышленности;
• предприятий деревообработки;
• железнодорожного транспорта;
• легкой промышленности, а также во многих других сферах деятельности, где необходимо обеспечить преобразование электрической энергии в механическую при высоких требованиях к компактности.

В зависимости от типа редуктора, оборудование подразделяется на несколько видов — цилиндрические, планетарные, червячные, цилиндрическо-червячные, волновые, спироидные. Ниже мы рассмотрим описания мотор-редукторов цилиндрического и червячного типов, как наиболее широко применяемые в современном машиностроении. 

Цилиндрические мотор-редукторы

Цилиндрические мотор-редукторы — большая группа устройств, чьим характерным признаком является передача усилия посредством цилиндрических зубчатых передач.

Основные достоинства цилиндрических мотор-редукторов:

• Высокий коэффициент полезного действия. Особенностью цилиндрических передач является наиболее высокий КПД и, как следствие, энергетическая экономичность. Не зависимо от передаточного отношения КПД, как правило, равняется 98%.
• Высокая мощность. Возможность передачи значительного крутящего усилия практически без потерь.
• Минимальный люфт выходного вала, вследствие этого кинематическая точность цилинрических редукторов выше, чем червячных.
• Малый нагрев благодаря высокому КПД передач. Благодаря этому энергия не рассеивается, а переходит от источника к потребителю с минимальными потерями.
• Обратимость при любом передаточном числе, в любой момент есть возможность провернуть выходной вал.
• Стабильная работа при неравномерном характере нагрузки, при частых пусках-остановах. Благодаря этому цилиндрические мотор-редукторы широко применяются в машинах и оборудовании с пульсирующим характером нагрузки.
• Высокая надежность и долговечность.

Недостатки цилиндрических мотор-редукторов:

• Малое передаточное число на одной ступени — от i = 1:1 до 1:6.3. Для увеличения передаточного числа редуктора необходимо вводить дополнительные ступени, следовательно, увеличить и размер устройства.
• Шумность при работе. По этому показателю они значительно превышают червячные редукторы.
• Обратимость или отсутствие самостоятельного торможения. В ряде случаев это является достоинством, но может быть и недостатком, если требуется исключить возможность поворота выходного вала под действием наружных сил.

Червячные мотор-редукторы

Начнем с описания мотор-редуктора червячного типа. Его основой является червячная передача — это передаточная ступень представляющая собой зацепление червяка, представляющего собой винт с нарезанной резьбой (близкий к трапециидальному профиль) с червячным колесом, косозубым со специальным профилем. Передача усилия осуществляется путем вращение червяка и перемещения его витков вдоль оси, которые толкают и зубья червячного колеса.

Основные достоинства червячных мотор-редукторов:

• Улучшенная компоновка. Причина — скрещивающиеся входной и выходной валы редуктора, что позволяет разместить привод на меньшей площади в сравнении с цилиндрическими редукторами при сопоставимых параметрах мощности и передаточного числа.
• Высокое передаточное число, достигающее значения 1:110. Благодаря этому у червячного мотор-редуктора значительно выше потенциал уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента в сравнении с другими типами передач. Благодаря этому червячные передачи сравнительно проще и дешевле, если брать в качестве альтернативы цилиндрические при почти равных параметрах мощности и передаточного числа.
• Малая шумность при работе редуктора. Это определяется особенностями конструкции зацепления и важно при проектировании оборудования с высокими требованиями к шумности в процессе эксплуатации.
• Высокая плавность хода обеспеченная принципом червячной передачи.
• Самостоятельное торможение передачи. При отсутствии вращения винта и при передаточном числе более 35 ведомый вал невозможно провернуть. Данная особенность червячной передачи может играть как положительную, так и отрицательную роль и зависит от требований к конструкции оборудования.

Основные недостатки червячных мотор-редукторов:

• Уменьшенный коэффициент полезного действия в сравнении с КПД цилиндрического мотор-редуктора. При этом, чем выше передаточное число, тем меньше КПД редуктора. Причина в повышенном требовании между витками резьбы червяка и зубьями червячного колеса, что приводит к повышенным потерям энергии.
• Повышенный нагрев — следствие увеличенного расхода энергии. Поэтому в конструкции червячных редукторов имеются ребра охлаждения. Наиболее же крупногабаритные конструкции оснащаются и вентиляторными крыльчатками на свободном торце вала.
• Самостоятельное торможение. Как уже говорили выше, данное свойство может быть вредным, если необходимо провернуть выходной вал без включения привода.
• Ограниченная мощность в 60 кВт.
• Люфт выходного вала. Он присутствует во всех конструкциях редукторов, но именно в червячном имеет наибольшее значение. По мере износа он ещё более увеличивается.
• Меньший ресурс работы, чем у цилиндрических аналогов.
• Ограничения по равномерности нагрузки и частоте пусков/остановок. В отличие от цилиндрических редукторов червячные требуют намного более монотонный режим работы, без резких изменений нагрузки и частых остановок.