Почему мотор-редукторы выгоднее раздельных электродвигателей и редукторов?
Электродвигатели для мотор-редукторов
Мотор-редукторы специального исполнения
Цилиндрические мотор-редукторы
Объединение электродвигателя и редуктора выгодно в плане экономии материалов, обеспечения общего охлаждения элементов. Такой объединенный агрегат носит название «Мотор-редуктор». Данное решение используется в промышленном оборудовании во всех областях. Объединение мотора и редуктора целесообразно на малых и средних мощностях. На мощных приводных установках они исполнены раздельно, но именно на малую и среднюю мощность приходится более 90% всех редукторов.
Подбор мотор-редуктора проводится также, как и подбор обычного редуктора, но отпадают работы по согласованию мотора с шестернями. Учитывается крутящий момент на выходном валу и скорость вращения. Для монтажа в конкретную установку важна высота вала над поверхностью крепления и общие габариты. Характеристики питания электродвигателей унифицированы (переменный ток 380 или 400 вольт). Маломощные модели питаются от 220 вольт, но КПД таких приводов ниже. Низковольтные и однофазные модели требуют наличия щеточного узла, тогда как в общепромышленных моторах его нет.
Мотор-редукторы относятся к приводным системам для промышленности и выпускаются миллионными сериями. Один и тот же тип применяется на различных станках, установках и устройствах. Например, планетарный мотор-редуктор с соосным входным и выходным валом устанавливается на токарные, винторезные, фрезерные, сверлильные станки и десятки видов другого оборудования.
Мотор-редуктор намного легче в подборе для конкретной промышленной установки. Приходится согласовывать только крутящий момент на выходном валу и скорость вращения. Все параметры входного вала (скорость вращения, мощность электродвигателя) остаются второстепенными, так как двигатель уже оптимально подобран к редуктору на заводе изготовителе. Схема привода с использованием мотор-редукторов защищает от ошибок проектировщиков, когда мощность электродвигателя и последующих шестеренчатых передач рассчитана неправильно. Важность такого согласования подчеркивается опасностью ошибки не только в отрицательном отклонении (недостаточная мощность электродвигателя), но и в избыточном. Слишком мощный двигатель просто приведет к поломке редуктора, а слишком слабый будет перегреваться. Мотор-редукторы застрахуют от таких неприятностей. Их намного проще максимально точно подобрать по характеристикам оборудования.
Следующее преимущество — отсутствие необходимости сборки узла первичный вал/двигатель. Если привод имеет раздельное исполнение мотора и редуктора, то их соединяют через муфту, а небольшой перекос многократно сокращает ресурс подшипников. Всех этих проблем не будет, если электродвигатель и редуктор соединены в заводских условиях.
Целесообразна комплектация мотор-редукторов унифицированными электродвигателями общепромышленного исполнения. Самый частый тип — АИР. Среди зарубежных производителей популярна продукция SIEMENS. Общепромышленное исполнение имеет много преимуществ. Самое главное — сочетание цены и качества. Унификация производства позволят получить намного более низкие цены, чем на такие же электродвигатели, изготовленные небольшими сериями. Низкая цена сочетается с отменной надежностью. В таких моторах нет щеточного узла и обмоток на роторе. Есть только статор с тремя обмотками на 3 фазы.
Общепромышленные электродвигатели для мотор-редукторов имеют скорость вращения до 1500 об/Мин, что сделано умышленно, хотя и приводит к возрастанию габаритов и стоимости мотора. Низкие обороты позволяют деталям механизма служить дольше. При такой скорости сохраняется приемлемая температура шестерен и небольшой уровень шума. Мотор-редукторы, где стоит электродвигатель на 3000 об/мин значительно шумнее, и их надо устанавливать в установки, работающие без участия человека (вентиляторы градирен, привод элеваторов). Тихоходные приводы (1500 об/мин и ниже) подходят для станков и конвейеров.
В группу специальных попадают все мотор-редукторы, не являющиеся общепромышленными. Например, в общепромышленных приводах передаточное число (даже при нескольких ступенях) не превышает 80. Это означает, что при оснащении самым тихоходным электродвигателем (600 об/мин) на выходном валу будет 7,7 об/мин. При применении мотора 1500 об/мин на выходе получится 19 об/мин. Этого для многих промышленных установок оказывается недостаточно. Тогда прибегают к использованию специальных мотор-редукторов.
Специальное исполнение отличается не только по передаточному числу. Учитываются и другие качества. Например, для работы во многих средах необходима взрывозащищенность, защита от влаги, изменений атмосферного давления. Учитывается климатическое исполнение: умеренный климат, северный климат, тропический, морской.
В специальном исполнении делается целый ряд маломощных мотор-редукторов (как правило, червячных), работающих в системах автоматики: открытие клапанов, задвижек, защитные системы, противопожарные механизмы. От бесперебойной работы этих систем зависит безопасность целых производств, поэтому допустимо только специальное исполнение с пломбированием корпуса и прохождением технического обслуживания строго по графику.
Самый часто встречающийся тип мотор-редукторов. Их изготавливают наибольшими сериями по нескольким причинам. Главная — сочетание самого лучшего КПД из всех типов шестеренчатых передач и низкой цены. Самый большой КПД обеспечен минимальным пятном контакта зубьев шестерен при вращении и их правильной формой, рассчитанной математически. Например, в червячном редукторе вместо трения качения происходит трение скольжения. В результате КПД значительно падает. Такие же недостатки у конической, глобоидной и гипоидной передачи. Наравне с цилиндрическими по КПД только планетарные мотор-редукторы, но их стоимость более высокая.
Покупка мотор-редукторов проводится при ремонте, модернизации производственных линий, и при изготовлении нового оборудования. Если ранее механизм приводился в движении червячным редуктором, то его вполне можно заменить на цилиндрический, получив выигрыш в КПД, но габариты привода вырастут в несколько раз. Эти затраты окупятся за счет в 2-3 раза большего срока службы и экономии энергии. Кроме того, цилиндрические редукторы меньше нагреваются и поэтому заливаются обычным маслом. Червячным же требуется более дорогие сорта с высокой температурой воспламенения.
В цилиндрическом мотор-редукторе валы могут быть расположены только параллельно. Их смещение на любой угол потребует применения конических шестерней и КПД привода упадет. Именно поэтому вал электродвигателя и выходной вал цилиндрического мотор-редуктора всегда параллелен, но они находятся в разных плоскостях. Как правило, используют компоновку, когда ось двигателя находится выше выходного вала. Выходная шестерня имеет большой диаметр и толщину, чем на входном валу. Увеличивается также размер зубьев, так как нагрузка возрастает по мере снижения скорости вращения.
Одна ступень цилиндрического редуктора (пара шестерен) обеспечивает замедление в 1,5 – 10 раз. Число ступеней не превышает 4. Передаточное число последующей ступени умножается на предыдущую ступень или на сумму предыдущих. Таким образом, суммарное передаточное отношение может достигать 100-150 (в общепромышленном исполнении только до 80).
Характеризуются самой низкой стоимостью из всех возможных вариантов. Например, чтобы получить передаточное число 50 нужно только две подвижные детали (червячное колесо и червяк). Если те же характеристики получить в цилиндрическом редукторе, то потребуется не менее 6-8 подвижных деталей.
Ввиду низкого КПД применять червячные мотор-редукторы для большой мощности нельзя. Мощные приводные механизмы такого типа изготавливаются, но рассчитываются на циклический режим работы, например, в грузоподъемных устройствах. Червячная схема оптимальна на небольших мощностях и таких задач на производстве множество: привод транспортеров и конвейеров, сборочные линии, сортировочное и упаковочное оборудование.
Промышленное применение имеют так называемые волновые мотор-редукторы, где привод осуществляется через гибкую шестерню. Невысокий рабочий ресурс гибкого колеса и большая стоимость изготовления ограничивают их применение, несмотря на то, что волновая переда обеспечивает очень хорошее соотношение передаваемой мощности и собственного веса. Волновые мотор-редукторы применяются в промышленных манипуляторах, так как обеспечивают плавность движений.
Помимо цилиндрических и червячных мотор-редукторов очень распространены планетарные. Это вариант цилиндрической шестеренчатой передачи, только вместо наружных зубчатых ободков хотя бы одно колесо имеет внутренний зубчатый обод (планетарная шестерня). Такое решение не дает прибавки в КПД, но обеспечивает значительное снижение габаритов. Не случайно в планетарными редукторами оснащаются вертолеты, самолеты, и механизмы на транспорте, например, автомобильные бетоносмесители или техника для укладки асфальта.
Мотор-редукторы являются основным элементом промышленного привода. Их конструкция совершенствуется. По вопросам приобретения приводной техники в городе Владивосток обращайтесь в наш отдел продаж.
