Всегда включены. Эти файлы cookie необходимы для использования веб-сайта и его функций. Их нельзя отключить. Они устанавливаются в ответ на ваши запросы, такие как настройка параметров конфиденциальности, вход в систему или заполнение форм.
Мотор-редуктор подбирают не по бренду и не по картинке в каталоге, а по трём параметрам рабочего органа: моменту, оборотам и режиму работы. Остальные характеристики производны от этих трёх. Ниже рассмотрены типы мотор-редукторов, методика расчёта момента и передаточного числа, а также типичные ошибки при выборе типоразмера.
Мотор-редуктор представляет собой компактный блок из электродвигателя и редуктора в едином корпусе. По сравнению с раздельной установкой двигателя, муфты и редуктора такое решение даёт три преимущества: меньше монтажных операций, выше точность соосности, меньше посадочных мест для отказа. Есть и недостаток: при выходе из строя одного узла заменяется обычно весь блок.
Внутри корпуса находится одна или несколько ступеней зубчатой передачи, которые понижают обороты двигателя до требуемых на выходном валу и увеличивают момент. Передаточное число i показывает, во сколько раз изменилась частота вращения. КПД η показывает долю мощности, теряемой в зацеплении и подшипниках.
На рынке промышленных мотор-редукторов закрепились пять основных конструкций. У каждой свои сильные стороны и ограничения.
|
Тип |
КПД |
Передаточное число i |
Плюсы |
Минусы |
Где применяют |
|---|---|---|---|---|---|
|
Цилиндрический (соосный) |
0,94–0,98 |
3–500 |
Высокий КПД, ресурс, передача больших моментов |
Габариты по длине, требует точной центровки |
Конвейеры, миксеры, тяжёлая механика |
|
Червячный |
0,55–0,90 |
5–100 за ступень |
Самоторможение, угол 90°, компактность |
Низкий КПД, нагрев, ограниченный ресурс |
Подъёмные механизмы, шлагбаумы, барабаны |
|
Коническо-цилиндрический |
0,92–0,96 |
8–300 |
Угол 90°, высокий КПД, большие моменты |
Цена выше цилиндрического |
Конвейеры с угловой компоновкой, миксеры |
|
Планетарный |
0,95–0,98 |
3–1000 и выше |
Высокая удельная плотность момента, компактность |
Сложнее в сервисе, дороже |
Сервоприводы, лебёдки, точная механика |
|
Цилиндро-червячный |
0,70–0,88 |
30–10 000 |
Очень большие передаточные числа в одной коробке |
Сложение потерь обеих ступеней |
Тихоходные приводы с высоким моментом |
Подробное сравнение червячного и цилиндрического редукторов, с разбором областей применения каждого, приведено в отдельной статье блога. Здесь рассмотрена общая логика выбора типа.
Чтобы выбрать конкретный типоразмер, понадобится шесть параметров. Их фиксируют до того, как открывать каталог производителя.
Момент на выходном валу M₂. Основной параметр подбора. Считают по нагрузке рабочего органа с учётом плеча.
Обороты выходного вала n₂. Определяют требуемое передаточное число i = n₁ / n₂.
Мощность двигателя P. Вычисляется из момента и оборотов: P ≈ M₂ × n₂ / (9550 × η).
Сервис-фактор SF. Поправка на режим работы. Значение 1,0 соответствует постоянной равномерной нагрузке, 1,4–1,5 применяют при частых пусках, 1,8–2,0 при ударных нагрузках и реверсе.
Монтажное положение M1–M6. Горизонтальный вал, вертикальный вниз, вертикальный вверх. От положения зависит схема смазки и подбор уплотнений.
Исполнение. Класс защиты IP, диапазон температур, взрывозащита Ex, пищевое или санитарное исполнение.
Рассмотрим привод конвейера со следующими исходными данными: тяговое усилие на ленте F = 3000 Н, скорость v = 0,5 м/с, диаметр приводного барабана D = 0,4 м, режим работы: 2 пуска в час.
Момент на барабане: M₂ = F × D / 2 = 3000 × 0,2 = 600 Н·м.
Требуемые обороты выходного вала: n₂ = v × 60 / (π × D) ≈ 0,5 × 60 / (3,14 × 0,4) ≈ 24 об/мин.
При двигателе 4 полюса n₁ ≈ 1450 об/мин получаем i = n₁ / n₂ ≈ 60.
Мощность двигателя: P = M₂ × n₂ / (9550 × η). При η = 0,94 для цилиндрической передачи P ≈ 600 × 24 / (9550 × 0,94) ≈ 1,6 кВт. Округляем вверх до стандартного значения 2,2 кВт.
Сервис-фактор для конвейера с редкими пусками: SF = 1,25. Берём типоразмер, у которого допустимый момент M_доп ≥ M₂ × SF = 600 × 1,25 = 750 Н·м.
В каталоге выбирают цилиндрический мотор-редуктор с двигателем 2,2 кВт, i ≈ 60 и допустимым моментом не ниже 750 Н·м. Это и есть рабочая точка.
Тип конструкции выбирают до типоразмера, исходя из логики задачи.
Постоянная горизонтальная нагрузка, длинные конвейеры. Оптимален цилиндрический соосный редуктор: высокий КПД и ресурс.
Подъёмный механизм, требуется защита от обратного хода. Применяют червячный редуктор с эффектом самоторможения либо цилиндрический с тормозом.
Угловая компоновка привода, большой момент. Используют коническо-цилиндрический редуктор.
Большое передаточное число при компактных габаритах. Подходит планетарный или цилиндро-червячный редуктор.
Точная позиционная задача, например сервопривод. Используют планетарный редуктор с минимальным люфтом.
Маркировка конкретного мотор-редуктора, включая буквы серии, цифры типоразмера и обозначение монтажа, у каждого производителя своя. Общая методика расшифровки маркировки рассматривается в отдельном материале блога.
Подбор по мощности двигателя, а не по моменту. Увеличенная мощность двигателя не компенсирует редуктор, выбранный по нижней границе момента.
Игнорирование сервис-фактора. Каталог показывает номинальный момент при идеальном режиме. Под реальные пуски и реверс нужен запас.
Червячный редуктор там, где нужна экономичность. На длительной работе разница в КПД 20–30% превращается в существенный счёт за электроэнергию.
Неверное монтажное положение. Редуктор в корпусе может встать в любую сторону, но смазка и уплотнения рассчитаны под конкретное положение M1–M6.
Игнорирование температурного режима. Червячный редуктор греется сильнее цилиндрического. При длительной работе в замкнутом объёме это критично.
По мощности это допустимо, в пределах 20–30%. По моменту требуется осторожность: завышенный момент перегружает вал рабочего органа и подшипники. Запас закладывают в редуктор по моменту через сервис-фактор, а не в двигатель по мощности.
Мотор-редуктор представляет собой единый блок без муфты между двигателем и редуктором. Такое решение компактнее и точнее по соосности, но при отказе двигателя заменяется весь узел. Раздельная связка дороже в монтаже, но удобнее в обслуживании на ответственных позициях.
Берётся КПД конкретного типа за каждую ступень: цилиндрическая составляет примерно 0,96–0,98 за ступень, червячная от 0,55 до 0,90 в зависимости от i, коническая 0,94–0,96. При двух- и трёхступенчатой передаче значения КПД перемножаются.
Когда задача требует плавного пуска, изменения скорости в процессе работы или энергоэффективности при переменной нагрузке. В этом случае для мотор-редуктора выбирают двигатель с независимым обдувом, поскольку на низких оборотах самовентиляция становится недостаточной.
Подбор мотор-редуктора начинается с задачи рабочего органа и проходит последовательно через нагрузку, момент, обороты, тип конструкции, сервис-фактор и типоразмер. На каждом шаге действуют определённые правила. Большинство дорогостоящих ошибок связано с пропущенным шагом, а не со сложным техническим выбором.
Если по конкретной задаче нужен подбор мотор-редуктора с проверенной поставкой, пришлите параметры рабочего органа и условия эксплуатации: поможем подобрать рабочий вариант.
