Червячные мотор-редукторы

Системы червячного зацепления наиболее часто применяются, если сравнивать с другими видами оборудования, в конструкциях редукторов. Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки данной конструкции, начав с описания червячных редукторов, их конструкции и принципа работы.

Описание червячного редуктора

Одна из наиболее широко применяемых конструкций редукторов с червячным зацеплением основана на передаче вращающего момента между винтом с резьбой, по форме близкой к трапециидальной (червяком), и косозубым зубчатым колесом с особым профилем (червячным колесом). В процессе движения червяка витки его резьбы передвигаются вдоль оси, задавая движение зубьям червячного колеса. Устройство червячных редукторов предполагает соединение оси червяка под прямым углом к оси червячного колеса. Расстояние между осями является определяющей характеристикой входящей в параметры червячного редуктора. Данная характеристика в изделиях российского производства определяет размер всего устройства и указывается в его названии. Так, например, редуктор Ч-100 имеет одну ступень и межосевое расстояние в 100 мм.

Основные преимущества червячного редуктора и приводов на их основе

Перечень преимуществ начнем с удобства компоновки – одного из наиболее важных факторов при конструировании машин и механизмов. Благодаря тому, что входной и выходной валы соединяются можно существенно уменьшить размер привода в сравнении с цилиндрическим редуктором. Это справедливо если параметры по мощности и передаточному числу сравнимы с характеристиками цилиндрического.

Следующее важное достоинство, которое обеспечивает устройство червячного редуктора – высокое передаточное число. Его максимальный показатель достигает соотношения 1:110, и даже больше в некоторых конструкциях. Этого невозможно достичь в любом другом редукторе при одноступенчатой реализации, в т. ч. в цилиндрических и планетарных. Для цилиндрического, к примеру, необходимо как минимум три ступени для достижения подобного передаточного числа. Благодаря этому обеспечивается сравнительно низкая стоимость и простота конструкции данного типа устройств, чем обеспечивается преимущество над цилиндрическими при тех же параметрах передаваемой мощности и передаточного числа. Однако при повышении передаточного числа снижается и коэффициент полезного действия червячной пары, на этом подробнее остановимся ниже при описании червячного редуктора и рассмотрении недостатков.

Технические характеристики червячного редуктора делают их оптимальным решением при конструировании машин и оборудования  с высокими требованиями к малошумной работе. Минимальный шум обеспечивает особенность зацепления червячной пары. Но при конструировании все же не следует забывать о шумах издаваемых двигателем и исполнительными механизмами, для защиты от которых необходима звукоизоляция.

Во всех описаниях червячных редукторов отмечен плавный ход устройств. Это важное достоинство червячной передачи в сравнении с цилиндрическим, коническим или планетарным зубчатым зацеплением, необходимое в целом ряде машин и механизмов.

Уникальным свойством червячных передач является отсутствие обратимости или, как часто называют» - самоторможение. Суть данного параметра червячного редуктора в том, что при неподвижном ведущем валу – червяке, невозможно провернуть ведомый вал. Данный фактор проявляется не во всех конструкциях, требуемым условием является передаточное число передачи 35 и более, хотя более правильным с технической точки зрения является учет угла подъёма червяка, который при определенном уменьшении и обеспечивает отсутствие обратимости. Полное самоторможение возникает в червячной передаче при угле подъёма винтовой линии 3,5° или менее – одной из наиболее важных технических характеристик.

К сожалению, далеко не каждое описание червячного редуктора от завода-изготовителя содержит данную информацию. Поэтому при подборе устройства следует брать во внимание передаточное число. Отсутствие обратимости червячной пары необходимо учитывать при конструировании машин и механизмов. В определенных случаях, когда эксплуатация устройства требует ручного вращения ведомого вала, даже при передаточном отношении более 25 для этого необходимо приложить значительные усилия. В тоже время, применение червячной пары в приводе подъёмника позволяет во многих случаях отказаться от применения дополнительных систем торможения, упростить и снизить стоимость конструкции без ущерба безопасности.

Возможно и устройство червячного редуктора с выходным полым валом или, как часто называют, насадного редуктора. Такая конструкция обеспечивает возможность установки устройства непосредственно на входной вал машин или оборудования без муфт и пр. соединительных устройств и механизмов. Выходной полый вал в сочетании с фланцевым исполнением или т. н. «реактивными штангами» позволяет уменьшить размеры привода, снизить вес конструкции и существенно её упростить.

Применение полого выходного вала возможно не только в червячных редукторах, но и во многих других конструкциях кроме соосных цилиндрических. Также важно учесть и то, что отсутствие предохранительной муфты может быть негативным фактором, причиной поломки устройства из-за перегрузки на выходном валу превышающие допустимые технические характеристики червячного редуктора.  От конструктора требуется либо создание условий, не допускающих перегрузки, либо установка предохранительных устройств. Червячные редуктора требуют особого внимания из-за их свойства самоторможения.

Недостатки червячных редукторов

Приведем основные недостатки данного типа устройств, многие из которых следуют из вышеприведенного описания червячного редуктора.

• Меньшее КПД в сравнении с цилиндрическим редуктором из-за увеличенного передаточного отношения.
• Нагрев. Следствие меньшего КПД и преобразование в тепло не переданной кинетической энергии. Для борьбы с перегревом корпуса оборудуются специальными ребрами охлаждения, в крупных устройствах устанавливаются вентиляционные крыльчатки. При малых мощностях необходимость принятия специальных мер по отводу тепла, как правило, отсутствует.
• Самоторможение – неприемлемо для некоторых машин и механизмов.
• Ограниченная передаваемая мощность. Редко можно встретить описание червячного редуктора с мощностью более 60 Вт., но они существуют. Однако чаще всего для мощных приводов выбирают цилиндрические редуктора.
• Люфт выходного вала. Данное явление присутствует во всех типах редукторов, но в червячных он больше и увеличивается при износе.
• Уменьшенный срок эксплуатации в сравнении с цилиндрическими. Это утверждение довольно относительное, но более высокое трение скольжения в зацеплении червячной пары, несомненно, способствует более интенсивному износу.
• Не допускается работа при неравномерной нагрузке на выходном валу либо частых пусках-остановках.

	Мотор-редукторы с червячной шестерней применяются в пищевой отрасли и в промышленности безалкогольных напитков. Компактный угловой мотор-редуктор MOTOX благодаря своим малым габаритным размерам, низкому крутящему моменту и незначительной высоте позволяет решать различные задачи. Наличие разных типо-размеров выходных валов и способов их установки позволяет адаптировать MOTOX для решения конкретной приводной задачи. Мотор-редуктора выпускаются в следующих версиях: установка на лапах или с фланцевым креплением конструкция с удерживающим рычагом (тормозом) сплошной или полый вал  Диапазон мощностей MOTOX мотор-редукторов с червячной шестерней лежит в пределах до 0,75 КВт и номинальный крутящий момент до 80 Нм.  PDF Червячные мотор-редукторы серии Motox (PDF, 2.7 Мб)
	Червячные мотор-редукторы SIMOGEAR Siemens имеют высокую степень коэффициента передачи и малые размеры. Отличаются высокой эффективностью (до 98 % на ступень) и высоким уровнем мощности. Механическая конструкция предполагает 2 или 3 ступени. Применение: конвейерные ленты; транспортировка пакетированных товаров; вертикальный конвейер. Тип соединения: на лапах и фланцево лапное, фланцевое PDF Червячные мотор-редукторы серии Simogear (PDF, 1.42 Мб)
	PDF Червячные редукторы серии Simogear с адаптером (PDF, 2.39 Мб)