Мотор редуктор для вертикального положения

Мотор-редуктор: устройство и назначение

Любой промышленный механизм требует для своей работы источник механической энергии. В качестве такового наибольшее распространение получил электродвигатель. Необходимость согласования с конечным механизмом возникает только по двум параметрам – скорости и моменту на валу двигателя. Общепромышленные варианты электромоторов обеспечивают относительно высокую скорость и небольшой момент. Напротив, механизмы обычно требуют больших моментов при невысоких скоростях. Одним из способов разрешения этого противоречия может стать применение редуктора. Выступая как отдельное устройство, он обеспечивает согласование режимов работы целевого механизма с источником вращающего момента. Связка мотора и редуктора нашла широкое применение в промышленной технике. С целью снижения общей стоимости конечных устройств и упрощения конструкции, производители объединили два этих элемента в единый агрегат, получивший название мотор-редуктор. Благодаря моноблочной конструкции такие узлы обладают множеством преимуществ перед раздельным исполнением и завоевали большую популярность у проектировщиков.

Устройство и принцип работы

Конструкция мотор-редуктора представляет собой соединенные в единый блок механический редуктор и электрический двигатель. Благодаря этому, в технологической установке требуется закладывать одно место установки, вместо двух. Также не придется обеспечивать сносность валов двигателя и редуктора, подбирать и монтировать муфту, передающую вращение. Общая конструкция мотор-редуктора имеет некоторые отличия от раздельных вариантов. Корпус передачи изготавливается с необходимым запасом прочности, обеспечивающим надежное функционирование устройства с закрепленным тяжелым мотором. Для монтажа двигателя на корпусе выполняются специальные посадочные места. В конструкции ведущей шестерни редуктора предусматриваются цилиндрические отверстия, используемые для установки вала приводного мотора. На корпусе дополнительно предусматривают элементы крепления для монтажа мотор-редуктора в технологическую установку. В качестве электропривода мотор-редуктора допускается применять любые типы электродвигателей. Наиболее часто встречаются модели, использующие стандартные асинхронные электродвигатели. Для реализации моноблочного исполнения выбирают модели фланцевого типа.

Принцип действия мотор редуктора не отличается от работы классического редукторного электропривода. Момент вращения двигателя передается на ведущую шестерню, фактически установленную на валу мотора. Благодаря зубчатому зацеплению, вращающий момент преобразуется одним или несколькими ведомыми элементами, которые в свою очередь оказывают воздействие на вал технологического механизма.

Выходная скорость вращения зависит от параметров двигателя и передаточного отношения редуктора. Для получения повышенного коэффициента преобразования используются многоступенчатые модели. При необходимости коррекции скорости, мотор-редукторы легко интегрируются в системы с регулировкой оборотов посредством управляемых преобразователей.

Виды мотор-редукторов

Сегодня разработано большое число вариантов мотор-редукторов, различающихся типом двигателя, принципом построения механической части и общей геометрией. Практически все возможные комбинации присутствуют в каталогах производителей.

Классификация готовых устройств ведется по нескольким признакам. В первую очередь принято выделять тип редуктора.

По виду механического зацепления подразделяют цилиндрические, конические, червячные и планетарные модели. По взаимному расположению входного и выходного валов рассматривают соосные, параллельные и угловые варианты. Исходя из передаваемых мощностей выделяют модули обычного размера и мини мотор-редукторы. По типу присоединения к процессу, встречаются варианты с одно- и двухсторонним валом, а также с полым выходным валом.

Цилиндрические мотор-редукторы

Агрегаты, использующие классические цилиндрические редукторы получили большое распространение, благодаря простоте, надежности и универсальности механической части устройства. Их использование возможно в широком спектре оборудования. В зависимости от общей конструкции, цилиндрические мотор-редукторы выполняются с соосными или параллельными валами. Количество ступеней может варьироваться от одной до шести.

Читайте также:  Подвесной мотор не идет вода

По способу расположения шестерен и общей компоновке выделяют горизонтальные и вертикальные модели. Такие устройства характеризуются высоким КПД, долговечностью и относительно невысокой стоимостью. В отличие от многих других вариантов, цилиндрические редукторы обычно не допускают произвольного расположения в пространстве, что значительно ограничивает их область применения.

Конические мотор-редукторы

Устройства, собранные на основе конических шестерен, позволяют построить угловой конический мотор-редуктор. Его главной особенностью будет перпендикулярное расположение входного и выходного валов. Это ориентирует их на использование в устройствах, требующих смены направления осей. Также конические модели выгодно устанавливать в конструкциях, предъявляющих ограничение по одному из габаритных размеров устройства. Редукторы данного типа отличаются более высокой стоимостью, в виду значительной сложности изготовления отдельных деталей. Передаточное отношение конических моделей обычно невелико. Для его повышения, коническую и цилиндрическую передачи часто комбинируют, результатом чего становится коническо-цилиндрический мотор-редуктор.

Червячные модели

Сегодня, огромную популярность приобрели червячные одноступенчатые мотор-редукторы. В качестве механической передачи в них используется червячная пара. Она обеспечивает высокое передаточное отношение при сравнительно небольших габаритах. Благодаря этому стоимость червячных моделей ниже аналогов с иной конструкцией. Среди других особенностей следует выделить перпендикулярное расположение валов и самостоятельное затормаживание механизма при отсутствии внешнего поступления энергии.

В отличие от цилиндрических и конических моделей, приложение усилия к выходному валу не приведет к проворачиванию механизма. Благодаря этому такие редукторы часто используют в ответственных решениях и подъемно-транспортных устройствах. Червячные редукторы обычно не требовательны к положению установки. Благодаря герметичному корпусу их можно располагать произвольным образом, вследствие чего эти модели активно применяются для модернизации привода станков, промышленных линий и других механизмов. Среди недостатков червячных моделей обычно выделяют небольшой КПД и повышенное тепловыделение.

Планетарные и волновые мотор-редукторы

Благодаря компактности и высоким рабочим моментам, планетарные мотор-редукторы нашли широкое использование в небольших устройствах привода. Высокое передаточное отношение и способность работать с большими нагрузками, ориентирует их на использование совместно с серводвигателями промышленных роботов и других автоматических устройств. Встречаются планетарные модели и общепромышленного применения. Благодаря особенностям конструкции зубчатой передачи, данные модели мотор-редукторов выполняются с соосными валами. Это позволяет их использовать для привода практически любых механизмов.

Дальнейшим развитием планетарных передач стали волновые редукторы. Они обеспечивают большое передаточное отношение, плавность хода и высокую точность позиционирования выходного вала. Благодаря этому такие модели стали основой построения промышленных роботов. Наряду с высокими характеристиками, данные типы передач отличаются высокими требованиями к изготовлению, а, следовательно, и высокой стоимостью, что существенно сдерживает распространение данных моделей.

Технические характеристики

Технические характеристики мотор-редуктора составляют комплекс из отдельных параметров механической части и электродвигателя. Важнейшей характеристикой становятся режим работы механизма. В зарубежной литературе используется подобный параметр, называемый сервис-фактором. Он определяет частоту и уровень механических нагрузок и задается на основе характеристик технологического процесса. Принцип действия редуктора и его передаточное число, позволяют подобрать модель с требуемым типом двигателя для конкретных условий работы. Схема расположения валов позволяет наилучшим образом расположить приводной модуль на оборудовании. Тип выходного вала обеспечивает простоту установки. Важным параметром становится способ крепления мотор-редуктора к технологическому устройству. Встречаются модели с установкой на лапы, фланцевого и комбинированного исполнения.

С целью определения конкретных скоростей выходного вала используют номинальную скорость вращения электромотора. В зависимости от нее, один и тот же редуктор будет обеспечивать разные характеристики. Мощность двигателя определяет нагрузки технологического механизма.

Читайте также:  Мотор для пылесоса samsung vc 6015v

Применение мотор-редуктора

Область применения мотор-редукторов практически полностью перекрывает варианты, использующие связку отдельных электродвигателя с редуктором. В большинстве случаев применение моноблочных моделей дает дополнительную выгоду по массе, габаритам и стоимости. Преимущества раздельного исполнения ограничены случаем использования демпфирующих муфт. Такие муфты способны расцеплять вал двигателя от вала редуктора при значительных динамических нагрузках. В мотор-редукторах скачки нагрузок с большой долей вероятности приведут к разрушению конструктивных элементов. Поэтому при выборе конкретных моделей следует учитывать запас по динамической прочности. Среди недостатков следует учитывать и меньшую ремонтопригодность. При выходе из строя механической части потребуется заменить весь агрегат, а не отдельную часть. Выход из строя электродвигателя менее критичен, так как его замена допускается большинством конструкций редукторов.

В некоторых случаях единая конструкция становится незаменимой. В миниатюрных устройствах автоматики и роботах, использование отдельных привода и механической передачи способно значительно усложнить и укрупнить конструкцию, понизить ее надежность. Конечной целью таких устройств является не поддержание требуемой скорости, а точное позиционирование отдельных элементов. В таких системах большое распространение нашли малогабаритные мотор-редукторы. В качестве привода в них используются шаговые, либо бесколлекторные двигатели, обеспечивающие высокую точность работы.

Выбор и обслуживание

Подбор мотор-редуктора выполняется на основе режима работы, требуемой мощности и числа оборотов технологического механизма. Также учитывается расположение валов и отдельных частей устройства. Полный расчет мотор-редуктора в отечественной практике ничем не отличается от классических вариантов расчета требуемой передачи. С целью упрощения данной операции, большинство производителей приводят готовые входные и выходные параметры, позволяющие выполнить подбор без сложных вычислений.

Внедрение и эксплуатация мотор-редуктора не представляют большой сложности. Правильно подобранное оборудование имеет большой срок службы и не требует частого внимания, при работе в рекомендуемых условиях окружающей среды.

Главный параметр, который следует контролировать в механической части – уровень масла в корпусе редуктора. Также следует обращать на механическую целостность деталей, уровень шума и нагрев поверхностей агрегата. Эксплуатация электродвигателя ничем не отличается от других вариантов его использования.

Источник

Горизонтальные и вертикальные редукторы

Современная промышленность использует множество разновидностей редукторов. Одними из самых распространенных являются цилиндрические редуктора. Славятся они своей простотой, надежностью и высокой вариативностью исполнения. Выделяют два вида цилиндрических редукторов: горизонтальные и вертикальные. Каждый из них имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Правильный выбор редуктора является залогом долгой и эффективной работы промышленной машины.

Редуктор цилиндрический горизонтальный

Широкое распространение получили редуктора цилиндрические горизонтальные. Они могут быть как одноступенчатые, так и многоступенчатые. Зубчатая передача может быть косозубая и прямозубая. Этими варьируемыми параметрами достигается высокая универсальность таких устройств.

Принцип работы

В основе работы горизонтального редуктора лежит зубчатая передача между двумя и более компонентами. В простейшем случае одноступенчатой передачи в работе участвуют шестерня и зубчатое колесо. Шестерня обычно является частью ведущего вала, соединенного с приводом при помощи специальной муфты. Таким образом, вращение ротора электродвигателя передается ведущему валу, а затем, при помощи зубчатой передачи, колесу. Колесо, в свою очередь, закреплено на ведомом валу при помощи шпонки или запорного кольца. Вращаясь, оно вращает и ведомый вал, к которому в свою очередь подключается необходимое оборудование.

Конструктивные особенности

Горизонтальные редукторы получили свое название исходя из того, что оси ведущего и ведомых валов находятся, в данном случае в, одной горизонтальной плоскости. В некоторых случаях допустима установка валов с осями в параллельных горизонтальных плоскостях. В корпусе валы закрепляются при помощи подшипниковых узлов по обеим сторонам от шестерни или колеса. Это обеспечивает плавный ход редуктора.

Читайте также:  Мотор для вытяжки fime

Также для снижения трения между зубьями предусматривается слой масла на дне корпуса. Колесо при вращении проходит сквозь масло, обеспечивая тем самым смазку передачи. Смазка – одна из самых первоочередных особенностей, которая напрямую влияет на долговечность редуктора.

Основными параметрами редуктора являются передаточное число и модуль. Именно они отвечают за то, как устройство будет справляться со своей задачей уменьшать частоту вращения, увеличивая при этом передаваемое усилие.

Область применения

Область применения цилиндрических горизонтальных редукторов нельзя описать несколькими отраслями. Так уж сложилось, что такие устройства проникли практически во все отрасли промышленности. Везде, где необходимо передать вращение с высоким коэффициентом полезного действия такие редуктора применяются. Наиболее частое использование наблюдается в создании моторов-редукторов различных мощностей, используемых практически во всех отраслях. Начиная от крупных производственных станков и заканчивая миниатюрными роботами.

Достоинства и недостатки

Горизонтальные редукторы обладают рядом преимуществ, выгодно выделяющих их из всех подобных устройств. Первым, и, пожалуй, главным преимуществом считается очень высокий КПД. Потери энергии в правильно спроектированном редукторе незначительны, что приводит к потрясающей экономичности и эффективности.

Второе преимущество является следствием первого: малый нагрев. В связи с незначительными энергетическими потерями, можно сказать, что практически все усилия на входном валу доходят до выходного без каких-либо заметных изменений. А значит и на нагрев энергии не остается.

Благодаря своей вариативности, редуктор может работать в разных направлениях, что повышает его универсальность. Простота конструкции позволяет передавать весьма значительные усилия без возникновения неполадок.

Некоторые минусы у горизонтального редуктора также имеются:

передаточное число не должно превышать 6.3 ( превышение повлечет за собой резкое увеличение габаритных размеров устройства);

шум, возникающий в результате непостоянности контакта зубчатой пары.

Редуктор цилиндрический вертикальный

Нередко можно увидеть цилиндрические редукторы в вертикальном исполнении. Основные характеристики и вариации у таких редукторов такие же, как у вертикальных, за исключением некоторых особенностей.

Принцип работы

Принцип работы вертикального цилиндрического редуктора такой же, как и у горизонтального. Имеется ведущий вал, соединенный с электродвигателем, и передающий вращение колесу. Зубчатая передача обеспечивает плавный ход механизма с минимальными энергетическими потерями.

Конструктивные особенности

Главной особенностью вертикального редуктора является расположение валов друг относительно друга. Оси валов находятся в одной вертикальной плоскости. Таким образом, шестерня находится над зубчатым колесом или, наоборот, под ним. Стоит отметить, что в отличие от горизонтальных редукторов, у которых крышка корпуса предоставляет возможность заглянуть внутрь устройства, обслуживание вертикального редуктора может быть затруднено из за его конструктивных особенностей. Часто крышки вертикальных редукторов включают в себя две части, последовательно предоставляющие доступ к внутренностям. Нередко встречается исполнение, при котором крышка представляет собой конструкцию со специальным сквозным отверстием, в которое вставляется ведущий вал. Такая крышка снимается вместе с ведущим валом и шестерней и открывает зубчатое колесо.

Область применения

Область применения вертикальных редукторов настолько же обширна, как и у горизонтальных.

Вертикальные редукторы применяются в тех случаях, когда это продиктовано оборудованием в которое они будут вставляться. Иногда именно вертикальное расположение валов является наиболее выгодным в техническом и экономическом планах.

Достоинства и недостатки

Преимущества и недостатки у всех разновидностей цилиндрических редукторов одинаковы. Это объясняется тем, что меняются лишь исполнения, а принцип работы остается тем же.

Источник

Поделиться с друзьями