Руководство по мотор-редуктору: типы, крутящий момент, выбор и этапы установки

Двигатель-редуктор — это двигатель в паре с коробкой передач, благодаря чему агрегат обеспечивает низкую выходную скорость и высокий выходной крутящий момент от одного привода. Двигатель обеспечивает мощность, редуктор меняет скорость на крутящий момент, а выходной вал вращает машину медленно, но с достаточной силой, чтобы переместить нагруженный конвейер, вращать мельницу или поднять груз краном.

Этот термин используется расплывчато, и это вызывает реальные проблемы на этапе закупок. Некоторые поставщики имеют в виду встроенный мотор-редуктор: один корпус, один вал, одна заводская табличка. Другие подразумевают стандартный двигатель плюс отдельный редуктор, который вы подключаете и настраиваете на месте. Оба варианта распространены в тяжелой промышленности, и разница заключается в том, какой размер диска вы выберете, как вы его установите и что вы храните на полке в качестве запасного.

Что делает мотор-редуктор

Двигатель-редуктор меняет скорость на крутящий момент через зубчатую передачу, и этот обмен остается близким к линейному до тех пор, пока потери эффективности и температурные ограничения не возьмут верх. Если двигатель вращается со скоростью n1 об/мин и передаточное число коробки передач равно i, выходная скорость равна n2 = n1/i, а выходной крутящий момент возрастает примерно пропорционально i, за вычетом механических потерь.

Проработанный пример показывает ценность. Четырехполюсный двигатель, работающий со скоростью 1470 об/мин в сочетании с винтовым редуктором 20:1, обеспечивает на выходном валу около 73,5 об/мин. Если двигатель развивает крутящий момент 100 Н·м на валу, а зубчатая передача работает с КПД 96 %, выходной вал выдерживает примерно 100 x 20 x 0,96 = 1920 Н·м. Маленький, быстрый и недорогой мотор выполняет работу очень большого и медленного.

Типичные обязанности включают ленточные и винтовые конвейеры, шаровые и роликовые мельницы, приводы кранов и подъемников, смесители, питатели, вентиляторы градирен и линии обработки металла. В любом случае приводимой машине необходим высокий крутящий момент на низкой скорости, а ее прямое приведение в действие потребует непрактичного размера двигателя и пускового тока.

Встроенный мотор-редуктор или отдельный двигатель и редуктор?

Выбирайте встроенный мотор-редуктор, когда места мало, заводская центровка имеет значение, а режим работы повторяем и соответствует размерам каталога. Выбирайте отдельные двигатель и редуктор, если двигатель большого размера, стандартный корпус IEC необходимо приобретать на месте или когда редуктор является инженерным изделием, а двигатель является товаром.

• Встроенный мотор-редуктор: один вал, отцентрованный на заводе, компактный, с более простыми запчастями — но замена любой половины означает замену всего узла.
• Отдельный двигатель и редуктор: гибкий выбор двигателей, более быстрая замена двигателей, более простой переход на инверторный режим — но центровка, соединение и проверка соосности остаются в ваших руках.

Типы шестерен, используемые в мотор-редукторах

Четыре типа передач охватывают большинство промышленных мотор-редукторов: косозубые передачи для непрерывной работы, планетарные передачи для высокого крутящего момента в небольшом диапазоне, червячные передачи для высоких передаточных чисел и самоблокировки, а также циклоидальные вертушки для ударных нагрузок и компактных линейных приводов. Сначала сопоставьте тип с пошлиной, а затем сравните цену; если вам нужен основополагающий принцип, наше объяснение как работают промышленные редукторы и какой тип подходит для конкретной задачи является полезной отправной точкой.

Редукторы косозубые и цилиндрические. используются по умолчанию для непрерывного режима работы при средней и высокой мощности, поскольку винтовые зубья с параллельными валами достигают эффективности 96–98% на ступень. Многоступенчатые агрегаты охватывают несколько сотен к одному; Платой за высокое соотношение является длина и вес корпуса, а не эффективность. Их обычно выбирают для конвейеров, мельниц, смесителей и технологических линий.

Мотор-редуктор с винтовой передачей для промышленных приводов непрерывного режима работы Встроенный винтовой мотор-редуктор, обеспечивающий высокоэффективную и малошумную трансмиссию, подходит для конвейеров, мельниц, миксеров и технологических линий, где распространены редукторы с параллельными валами. Посмотреть продукт →

Планетарные редукторы распределяют нагрузку между тремя или более планетарными шестернями, поэтому они обеспечивают очень высокую плотность крутящего момента в соосном корпусе. Соотношения варьируются от 3:1 на ступень до 1000:1 в многоступенчатых конструкциях с эффективностью 96–97% и подходят для роликовых прессов, лебедок, ходовых приводов и миксеров, где осевая длина ограничена.

Планетарные редукторы для коаксиальных приводных систем с высокой плотностью крутящего момента Коаксиальные планетарные редукторы обеспечивают высокую плотность крутящего момента и эффективность, что идеально подходит для компактных и тяжелых применений, таких как роботы, ветроэнергетика и строительная техника. Посмотреть продукт →

Червячные редукторы обеспечивают прямоугольный привод, высокое передаточное число в одной ступени и тихую работу, но эффективность падает примерно с 90% при низких передаточных числах до менее 60% при высоких передаточных числах, и ограничивающим фактором становится нагрев. Огибающие конструкции охватывают червяк с шестерней, чтобы повысить грузоподъемность и сгладить контакт зубьев.

Червячный редуктор с двойной оболочкой для тяжелых нагрузок и низких скоростей Червячный редуктор с двойной оболочкой обеспечивает большую площадь зацепления, более высокую грузоподъемность и более длительный срок службы для точных низкоскоростных промышленных приводов с большими нагрузками. Посмотреть продукт →

Циклоидные вертушковые редукторы используйте контакт качения вместо скользящих зубьев, чтобы они хорошо поглощали ударные нагрузки. Типичные соотношения находятся в диапазоне от 9:1 до 87:1 и часто используются в питателях, подъемниках, смесителях и других приводах, которые подвергаются частым запускам или ударам.

Числа, которые решают, выживет ли отряд

Выходной крутящий момент, коэффициент эксплуатации и теплоемкость определяют, выживет ли мотор-редуктор в эксплуатации; Номинальная мощность двигателя сама по себе не имеет значения. Прежде чем выйти из системы, проверьте эти пункты:

• Выходной крутящий момент, а не киловатты двигателя. Один и тот же двигатель с редуктором 10:1 и 40:1 дает очень разный крутящий момент на валу, поэтому выбирайте редуктор с учетом крутящего момента, который действительно необходим машине.
• Фактор обслуживания. Около 1,0 для равномерных нагрузок, таких как вентиляторы, 1,25–1,5 для умеренных ударов и 1,75–2,0 для тяжелых ударов, таких как дробилки, мельницы и крановые подъемники, где пусковой момент может вдвое превышать рабочий момент.
• Тепловая мощность и рабочий цикл. Прерывистый режим работы позволяет использовать корпус меньшего размера, чем непрерывный режим работы; подтвердите допустимую температуру окружающей среды, обычно 40 °C для стандартных агрегатов, и проверьте температуру масла на месте.
• Радиальные и осевые нагрузки на валу. Звездочка или шкив на выходном валу добавляют радиальную нагрузку, которую должны нести подшипники; это отдельный предел от крутящего момента.
• Обратная реакция. Конвейеры допускают большой люфт, тогда как приводы индексации, позиционирования и реверса обычно этого не делают.
• Монтажное положение и смазка. Уровень масла, сапун и ориентация уплотнения меняются в зависимости от монтажного положения, поэтому горизонтальный блок невозможно просто перевернуть на бок.

Как выбрать мотор-редуктор за пять шагов

Работайте в обратном направлении от рабочей машины и перед заказом подтвердите пять пунктов: требуемый крутящий момент, требуемую скорость, коэффициент эксплуатации, механическое соединение и окружающую среду.

1. Определите обязанность. Запишите крутящий момент и скорость на валу машины и укажите, начинается ли загрузка пустым, загруженным или с полным напором материала.
2. Преобразование в расчетный крутящий момент. Умножьте рабочий крутящий момент на коэффициент эксплуатации, затем проверьте пусковой момент и инерцию ведомой массы.
3. Выберите передаточное число и проверьте допуск скорости. Конвейер может принять несколько процентов в любом случае; шнековый питатель, весовой питатель или мельница обычно не могут этого сделать.
4. Проверьте механические пределы. Диаметр выходного вала, шпоночный паз, допустимая радиальная нагрузка, монтажное положение и необходимость использования ограничителя обратного хода или тормоза.
5. Подтвердите интерфейс и среду. Корпус двигателя, напряжение, корпус, метод охлаждения, температура окружающей среды, высота над уровнем моря и график смазки.

Проверка установки и выполнения, предотвращающая преждевременный сбой

Несоосность, неправильное масло и ослабленные крепления вызывают больше ранних отказов, чем реальная перегрузка, поэтому рассматривайте первую неделю эксплуатации как часть спецификации. Практический контрольный список:

• Обеспечить соосность вала двигателя и входного вала редуктора в пределах допуска изготовителя муфты; угловое смещение быстро разрушает уплотнения и подшипники.
• Залейте масло до уровня и марки, указанных для фактического монтажного положения, и убедитесь, что сапун находится там, где это предусмотрено конструкцией.
• Повторно проверьте фундаментные болты и выходную муфту после первой смены, а затем еще раз после первой недели.
• Измерьте базовый уровень вибрации и температуры в течение первых 100 часов и замените масло после первоначального периода обкатки.

Распространенные ошибки и риски закупок

Большинство сбоев на этапе спецификации происходит из-за выбора только мощности двигателя, игнорирования пускового момента и предположения, что монтажное положение взаимозаменяемо. Повторяющиеся риски предсказуемы:

• Покупка только по соотношению, без указания коэффициента эксплуатации или рабочего цикла.
• Предполагая, что двигатель большего размера решает проблему крутящего момента, температуры или подшипников.
• Данные о радиальной нагрузке для звездочек, шкивов, тормозов или тормозов с рычагом опущены.
• Заказ стандартной опоры, фланца или соединения вала для нестандартной машины.
• Оставляем запасные части, время выполнения заказа, а также негабаритные или нестандартные отливки до размещения заказа.

Глубина производства снижает сразу несколько из этих рисков. Например, Taixing Редуктор Co., Ltd. производит промышленные зубчатые редукторы с 1984 года, перечисляет 16 серий продукции и более 10 000 спецификаций и сообщает о годовой производительности в 200 000 редукторов, а также крупногабаритном зубошлифовальном и фрезерном оборудовании для негабаритных и нестандартных агрегатов.

Часто задаваемые вопросы

Двигатель-редуктор — это то же самое, что мотор-редуктор?

В повседневном использовании да — и то, и другое означает двигатель и коробку передач, обеспечивающие пониженную скорость. Строго говоря, мотор-редуктор обычно представляет собой один встроенный корпус, хотя более широкий термин также охватывает отдельный двигатель, соединенный с редуктором.

Всегда ли более высокое передаточное число дает больший полезный крутящий момент?

Нет. Крутящий момент увеличивается с увеличением передаточного числа, но эффективность и теплоемкость падают, поэтому за пределами точки, когда тепло не может покинуть корпус, дополнительное передаточное число увеличивает потери, а не полезную мощность.

Могу ли я изменить монтажное положение мотор-редуктора на месте?

Только если производитель это подтвердит. Уровень масла, сапун и конструкция уплотнения зависят от положения, и агрегат, предназначенный для горизонтальной установки, может дать течь или высохнуть при вертикальном положении.

Какой сервисный коэффициент подходит для ленточного конвейера?

От 1,25 до 1,5 соответствуют большинству ленточных конвейеров с равномерной нагрузкой. Добавьте больше при комковатом корме, частых запусках, высоких температурах окружающей среды или перезапуске под нагрузкой после остановки.

Может ли мотор-редуктор работать от частотно-регулируемого привода?

Да, при условии, что двигатель рассчитан на инвертор, а редуктор проверен на теплоемкость на низких скоростях и достаточную смазку масляной пленкой на минимальной рабочей скорости.