Мотор редуктор варианты исполнения

Электропривод на базе мотор-редуктора

Мотор-редукторы используются в качестве привода различных машин и агрегатов. Назначение мотор-редуктора — понижение скорости электродвигателя и увеличение крутящего момента. Мотор-редуктор — единая конструкция состоящая из электродвигателя и понижающего редуктора. Основными достоинствами мотор-редукторов являются – надежность, простота установки и обслуживания.

Классификация мотор-редукторов по типу передачи

Мировая промышленность выпускает множество различных типов редукторов. По типу передачи эти редукторы классифицируются на следующие типы:

  • цилиндрические
  • червячные
  • волновые
  • гипоидные
  • конические
  • планетарные

Подробное описание червячных, волновых, цилиндрических, планетарных и конических зубчатых пар.

Червячный мотор-редуктор имеет зубчато-винтовую передачу с линейным контактом. Основными преимуществами червячного редуктора являются большие передаточные числа при меньших габаритах. Червячная передача имеет плавный ход, что позволяет избавиться от шума во время работы мотор-редуктора. Особенность червячной передачи является самоторможение. Мотор-редукторы могут применяться в изделиях, где требуется высокая динамика разгона и остановки, при этом нет обходимости применять дополнительные тормозные устройства. Основная сфера применения червячных редукторов — конвейеры, грузоподъемное оборудование и многие другие области промышленности.

Червячные мотор-редукторы обладают следующими приимуществами:

  • реверс выходного вала в обе стороны;
  • компактные размеры даже при высоких коэффициентах передаточных чисел;
  • плавность хода и низкий уровень шума;
  • широкий ряд передаточных чисел;
  • передача вращения под прямым углом;
  • самоторможение (позволяет быстро остановить выходной вал при снятии питания с клемм электродвигателя);
  • доступная цена;
  • удобство монтажа.

Цилиндрический мотор-редуктор может применяться для передачи больших мощностей, обладает высоким КПД (более 90%). Цилиндрические мотор-редукторы получили преобладающее распространение в различных отраслях промышленности перед другими видами редукторов. Редукторы данного типа обладают большой долговечностью, имеют компактные размеры и просты в эксплуатации. Скорость вращения выходного вала зависит от передочного отношение, а последнее от количества ступеней передач. Цилиндрические мотор-редукторы имеют, как правило, одну, две или три ступени. Редукторы могут работать в тяжелых условиях в круглосуточном режиме.

Цилиндрические мотор-редукторы обладают следующими приимуществами:

  • простая и надежная конструкция;
  • вращение тихоходного вала в разные стороны;
  • высокие показатели КПД;
  • широкий диапазон передаточных чисел;
  • передача больших мощностей;
  • удобство монтажа;
  • низкая цена.

Волновой мотор-редуктор имеет гибкую механическую передачу. Передача и энергии от электродвигателя до выходного вала происходит за счет деформации гибкого элемента редуктора. Преимуществами волновой передачи являются высокие показатели передаточных чисел и плавность движения. Волновые редукторы могут долго работать на высоких нагрузках без какого либо износа механических пар. Волновые редукторы характеризуются низким уровнем шума и отсутствием нежелательных вибраций во время работы.

Волновые мотор-редукторы обладают следующими приимуществами:

  • высокая плавность и точность движений, что позволяет использовать его робототехнике и в точном машиностроении;
  • отсутствие вибраций за счет небольшого количества движущихся частей;
  • широкий диапазон передаточных чисел;
  • большое количество различных вариантов исполнения;
  • компактные габариты по сравнению с другими типами механических передач при одинаковой мощности;
  • низкий уровень шума

Планетарный мотор-редуктор за счет высоких эксплуатационных характеристик может применяться в силовых приводах, где требуются большой момент и высокие коэффициенты передаточных чисел, при этом габариты и вес будут ниже по сравнению с редукторами другого типа. Как и цилиндрический редуктор, планетарный имеет одну, две или три ступени передачи энергии от двигателя до выходного вала. Конструкция мотор-редуктора имеет соосную схему, т.е. редуктор и электродвигатель располагаются на одной оси. В промышленности России получили широкое распространение мотор-редукторы 3МП, обладающие множеством преимуществ перед редукторами других типов.

Читайте также:  Прямой привод lg direct drive мотор

Планетарные мотор-редукторы обладают следующими преимуществами:

  • вращение выходного вала в разных направлениях без потери рабочих характеристик;
  • высокий КПД;
  • широкий диапазон передаточных чисел;
  • высокая перегрузочная способность даже в тяжелых условиях работы;
  • возможность работы с переменной нагрузкой;
  • возможность работы в круглосуточном режиме;
  • широкий диапазон температурных режимов -40 до +45° С.

Мотор-редуктор конический, цилиндро-конический передает вращение между двумя перпендикулярными валами. В редукторе применяются конические зубчатые передачи с прямым или криволинейным зубом. Редукторы имеют высокий КПД и могут применяться в силовых установках, где требуется высокий момент. Конструкция редуктора простая и не требует трудоемкого обслуживания. Цилиндро-конические редукторы широко применяются в машиностроении, металлургии, строительстве и сельском хозяйстве.

Цилиндро-конические мотор-редукторы обладают следующими преимуществами:

  • долговечная работа в течение нескольких лет;
  • компактная конструкция;
  • широкий диапазон передаточных чисел;
  • высокий КПД (не менее 0,94 при любом направлении и скорости вращения);
  • валы расположены под прямым углом друг к другу;
  • возможность работы с тяжелой нагрузкой и частым старт-стопом.

Классификация мотор редукторов по типу кинематической схемы, вида передач и количества ступеней

Расположения осей входного и выходного валов в пространстве по типу кинематической схемы

Редуктор Расположения осей входного и выходного валов в пространстве по типу кинематической схемы
С пересекающимися осями входного и выходного валов 1. Горизонтальное
2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала
3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала
Со скрещивающимися осями входного и выходного валов 1. Горизонтальное (с входным валом над или под вы­ходным валом)
2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала
3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала
С совпадающими осями входного и выходного валов (соосный) 1. Горизонтальное
2. Вертикальное
С параллельными осями входного и выходного валов 1. Горизонтальное: оси расположены в горизонтальной плоскости; оси расположены в вертикальной плоскости (с входным валом над или под выходным валом); оси расположены в наклонной плоскости
2. Вертикальное

Монтажные позиции и способ крепления редукторов

Основные технические характеристики редукторов

Согласно представленным ГОСТам различные виды редукторов имеют ряд характеристик, которые можно разделить на следующие категории:

Рабочий ресурс – определяется количеством часов работы редуктора гарантированный производителем. Для различных типов редукторов этот показатель имеет разные значения. Например, червячная передача имеет гарантированный ресурс не менее 11000 часов, а цилиндрическая и планетарная уже более 26000 часов. Также на условия безотказной работы влияет ресурс подшипников, имеющий обычно интервал времени от 500 часов. Производитель обычно гарантирует безотказную работу редуктора в течении 5-6 лет, при условии, что нет перегрузок.

Допустимые условия эксплуатации:

  • Рабочее напряжение и ток. В стандартном исполнение все мотор-редукторы питаются от сети переменного тока напряжением 220/380В. Малогабаритные двигатели с фазосдвигающим конденсатором мощностью до 2,2 кВт можно подключать в однофазную сеть, а двигатели мощностью свыше 2,2 кВт только в трехфазную промышленную сеть напряжение 380В.
  • Температура окружающей среды. В стандартном исполнении все мотор-редукторы рассчитаны работать при температуре от -40 до +50ºС, а если же условия работы выходят за рамки температурных режимов, следует сменить смазку на более подходящую.
  • Скорость вращения быстроходного вала. Для нормальной работы редуктора скорость вращения входного вала не должна превышать 1800 об/мин.
  • Мощность электродвигателя. Подводимая мощность электродвигателя не должна превышать расчетную более 10 %, в противном случае, при увеличении выходной нагрузки, может выйти из строя редукторная часть.

Климатическое исполнение. Определяется в зависимости от местности и климатических условий где будет эксплуатироваться редуктор. Обычно производители определяют условия работы как умеренные, тропические и умеренно-холодные.

КПД редуктора. Данный параметр зависит от типа механической передачи, передаточного отношения и количества ступеней.

Другие характеристики обычно представлены в инструкциях по эксплуатации конкретного редуктора.

Читайте также:  Ваз 2199 мотор дворников

Сферы применения мотор-редуктров

Назначение мотор-редуктора — понижение скорости электродвигателя и увеличение момента вращения. В зависимости от поставленных задач редукторы успешно применяются во многих отраслях народного хозяйства. Редукторы просто незаменимы там, где требуется что-то вращать, смешивать, передвигать. Мотор-редукторы с успехом применяются в машиностроении, строительстве, металлургии, при работе в составе ленточных, цепных, роликовых конвейеров, экструдеров, различных подъемных устройств, приводов пил и ножниц, транспортирующих тележек, приводов поворотных механизмов, приводов ходовых винтов. Любая автоматизированная система имеет в качестве привода мотор-редуктор.

Наибольшее распространение получили червячные, цилиндрические, планетарные и конические мотор-редукторы. Все эти редукторы имеют различные варианты крепления и могут комплектоваться специальными электродвигателями со встроенным тормозом или двигателями во взрывозащитном исполнении. Многослойная окраска позволяет эксплуатировать привод на улице под навесом, не опасаясь коррозионных разрушений.

Эксплуатационные коэффициенты и характеристики нагрузки

Эксплуатационные коэффициенты и характеристики нагрузки в таблицах показывают характер нагрузки при различных применениях, что помогает выбрать редуктор, подходящий для определенной задачи. Для выбора модели необходимо использовать фактическую нагрузку, а не характеристики мотора или первичного двигателя. Системы, оснащенные моторами с большим моментом или моторами для прерывистых операций, а также системы с регулярными ударными нагрузками или необходимостью поглощения высоких нагрузок, например при потерях скорости, требуют особого внимания. Системы, связанные с необычными или большими нагрузками, а также системы, требующие высокой надежности, должны быть тщательно изучены инженерным отделом.
Эксплуатационные коэффициенты представляют обычное отношение между номинальной мощностью системы и непрерывно потребляемой мощностью. Как правило, эксплуатационные коэффициенты делятся на равномерные, коэффициенты для средних и высоких нагрузок. Если при установке тормозов на входе двигателя номинальный момент тормоза превышает номинальный момент мотора, редуктор следует выбирать в соответствии с моментом тормоза. Для редких запусков (менее 5 запусков в час) максимальная моментальная или стартовая нагрузка не должна превышать 275 % номинальной (175-процентная перегрузка). Для частого запуска (более 5 запусков в час) фактическая максимальная моментальная или стартовая нагрузка не должна превышать 200 % номинальной (100-процентная перегрузка). Номинальная нагрузка определяется системой с эксплуатационным коэффициентом 1,0. Опубликованная гарантия производителя относится ко всем закрытым приводам, если выполняются указанные ниже условия. Установка защищена от внешнего воздействия, как указано производителем, во внутреннем или внешнем хранилище с момента получения покупателем до момента установки. Система правильно установлена и смазана в соответствии с указаниями производителя.
Используется совместимая система соединенных вращающихся деталей, не достигающая критических скоростей, и не подверженная торсионной или другой вибрации в указанных пределах скорости.

Эксплуатационные коэффициенты

Эксплуатационные коэффициенты используются для изменения номинальной механической мощности. На практике фактическая мощность умножается на выбранный эксплуатационный коэффициент для получения так называемой эквивалентной мощности. Эта эквивалентная (механическая) мощность используется для выбора редуктора из таблиц. Эксплуатационные коэффициенты не применяются к тепловой мощности, только к механической.

Механические показатели

Списки номинальных механических мощностей в таблицах выбора относятся к непрерывной работе на протяжении 8–10 часов и допускают 100-процентную перегрузку при запуске и моментальных нагрузках. Все компоненты рассчитаны на менее чем 5 запусков в час, пиковые нагрузки в 275 % от указанных номиналов с перегрузками, не превышающими 75 % предела текучести материала. Если механический показатель превышает тепловой, можно применять полный механический номинал, при условии принятия соответствующих мер по охлаждению.

Тепловые показатели

Номинальная тепловая мощность — это показатель мощности, непрерывно передаваемой на протяжении 3 или более часов без несвоевременных скачков температуры. Она применяется только если механическая мощность выше тепловой, и не принимались меры по охлаждению. Тепловые показатели следует учитывать, если период непрерывной работы не превышает трех часов, а время отключения больше или равно времени работы. Если время работы превышает время отключения, выбор следует выполнять на основании теплового показателя либо следует принять меры по охлаждению.

Внешние радиальные нагрузки

Если на вал редуктора действует внешняя радиальная нагрузка, найдите подходящую для выбранного редуктора тягу по указанной ниже формуле.

Читайте также:  Мотор после ликви молли

тяга = F x 1 948 000 x кВт / D x об.мин

кВт — фактическая передаваемая мощность.
об./мин — количество оборотов вала в минуту.
D — диаметр ведущей шестерни или шкива на валу в мм.
F — коэффициент, принимающий следующие значения:
шкив — 1,0 / ведущая шестерня — 1,25 / ремень — 1,5 / плоский ремень — 2,5.

Допустимые радиальные нагрузки рассчитаны для центра удлинений вала

Устройство и принцип работы мотор редуктора

Редуктор и электродвигатель, соединенные в единую конструкцию, называют мотор-редуктором. Мотор-редуктор имеет компактные размеры, обычно его монтаж не вызывает каких любо трудностей. Редуктор состоит из корпуса, куда укладывается червячная, или цилиндрическая, или коническая, или планетарная передача — зависит от типа редуктора. Также в состав редуктора входят валы, подшипники и сальники. Корпус изготавливается из сплава алюминия или чугуна — зависит от назначения и типоразмера редуктора. Сами же передачи обычно состоят из одной или нескольких ступеней, надежно заключенных в подшипники. Материалом передач служит прочная сталь и бронза, последняя из которых применяется только в редукторах червячного типа. Передаточное отношение обычно зависит от количества зубьев соприкасаемых шестеренок, а также от количества ступеней.

Устройство мотор-редуктора достаточно простое. Каждый из типов редукторов имеет различные конструктивные особенности. Так, например цилиндрический мотор-редуктор серии 4МЦ2С представляет собой механизм на базе двухступенчатого редуктора и электродвигателя. Редуктор имеет соосную схему сборки, оси валов двигателя и редуктора расположены в вертикальной плоскости. Ведущая шестерня монтируется непосредственно на вал двигателя и передает энергию на зубчатое колесо, напрессованное на вал шестерню. Вал-шестерня крепится на двух конических подшипниках и передает вращение, находясь в зацеплении с другим зубчатым колесом напрессованным на выходной вал, который вращающается на двух роликовых подшипниках. Цилиндрическая передача имеет косозубое эвольвентное заципление. Выходной вал уплотнен манжетой, а неподвижные соединения прокладками и герметиком. Принцип работы заключается в передаче вращения от вала электродвигателя на первичный вал, далее на блок зубчатых пар, а потом на выходной вал редуктора. Куда более простую конструкцию имеет червячный мотор-редуктор. Момент передается от двигателя на червячный винт, а далее на зубчатое колесо насаженное на выходной вал редуктора. Каждый тип редукторов имеет свои достоинства и недостатки. Например илиндрический мотор редуктор позволяет передавать высокий момент без потерь на трения, а червячный — позволяет передать вращение под прямым углом.

Планетарный мотор редуктор представляет собой устройство, в котором объедены зубчатый планетарный редуктор и электродвигатель. Планетарная передача представляет собой механизм, состоящий из центрального колеса насаженного непосредственно на вал электродвигателя передающего момент на три сателлита установленных на подшипниках. Оси сателлитов запрессованы консольно на водило на длину равную 1,2 диаметра оси. Водило первой ступени и колесо второй ступени выполнены «плавающими», что обеспечивает равномерное распределение момента среди трех сателлитов.

Как правильно выбрать мотор редуктор?

При постановке задачи разработки или модернизации оборудования, где применяется привод, возникает вопрос: «Как правильно выбрать мотор-редуктор?».

Ниже перечислены основные характеристики, влияющие на правильный выбор мотор-редуктора:

  • Нагрузка прикладываемая к выходному валу редуктора — крутящий момент M2, [Н м.]
  • Скорость вращения выходного вала редуктора n2, [об/мин]
  • Режим и время работы — коэффициент эксплуатации Sm

Вышеперечисленные данные помогут определить передаточное отношение i, мощность электродвигателя P1 и типоразмер редуктора.

Выходной крутящий момент Mk можно найти, зная какое усилие F2 действует на определенное расстояние r2 (плечо)

Mk [Нм] = F2 [N] x r2 [м]

Надежная работа мотор-редуктора определяется таким параметром как коэффициент эксплуатации Sm. Его можно определить зная вид нагрузки, длительность работы в сутки, а также число пусков в течении часа. Выбирая типоразмер редуктора, следует учитывать, чтобы коэффициент эксплуатации Sm был ниже сервис-фактора редуктора Sf.

Источник

Поделиться с друзьями