Привод одного и того же агрегата возможен от различных мотор-редукторов. Подбор ведется по техническим параметрам: скорость вращения выходного вала и допустимый крутящий момент на нем. Учитываются характеристики питания электродвигателя, климатическое исполнение и рабочий режим: непрерывный, или повторно-кратковременный. Наиболее правильный способ подбора — обратиться к техническим паспортам имеющегося ассортимента оборудования у поставщика, потом заказать подходящий вариант. Соблюдение всех рекомендаций производителя гарантирует отработку заявленного срока эксплуатации до капитального ремонта с заменой всех трущихся частей. Для цилиндрических редукторов срок эксплуатации значительный, около 7-12 тыс ч. Выработка 90% ресурса шестерен и подшипников на многих моделях происходит после 15-20 тыс ч работы. Это почти 7 лет эксплуатации редуктора в активном режиме в течение рабочей смены.
Типовые примеры конструкции:
|
Тип редуктора |
Количество ступеней |
Тип передачи |
Расположение осей |
|
Цилиндрический |
1 |
Одна или несколько цилиндрических |
Параллельное |
|
2 |
Параллельное/соосное |
||
|
3 |
|||
|
4 |
Параллельное |
||
|
Конический |
1 |
Коническая |
Пересекающееся |
|
Коническо-цилиндрический |
2 |
Коническая |
Пересекающееся/скрещивающееся |
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
Червячный |
1 |
Червячная (одна или две) |
Скрещивающееся |
|
1 |
Параллельное |
||
|
Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический |
2 |
Цилиндрическая (одна или две) |
Скрещивающееся |
|
3 |
|||
|
Планетарный |
1 |
Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени) |
Соосное |
|
2 |
|||
|
3 |
|||
|
Цилиндрическо-планетарный |
2 |
Цилиндрическая (одна или несколько) |
Параллельное/соосное |
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
Коническо-планетарный |
2 |
Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько) |
Пересекающееся |
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
Червячно-планетарный |
2 |
Червячная (одна) |
Скрещивающееся |
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
Волновой |
1 |
Волновая (одна) |
Соосное |
Производитель указывает номинальный крутящий момент на выходном валу редуктора. Для цилиндрических редукторов это значение получено путем проведений испытаний на полигонах при проведении всех операций по обслуживанию: замена масла, соблюдение температурного режима эксплуатации. Допустимая нагрузка на испытаниях подбирается таким образом, чтобы редуктор проработал 10 000 часов (14 месяцев в круглосуточном режиме без остановки). Если нагрузку сделать больше, то срок работы значительно сокращается, плюс к тому возникает опасность перегрева и воспламенения масла, разрушения механических частей редуктора.
Максимальный крутящий момент указывается производителем для работы редуктора в циклической нагрузке. Под ним понимается такая нагрузка, которая не приводит к разрушению механических частей, но в то же время, при которой редуктор не может работать постоянно. Ему необходим перерыв на остывание масла. В технических характеристиках это указывается в максимальном времени работы под пиковой нагрузкой, и в необходимом времени для остывания. При остывании необязательно останавливать редуктор полностью, но на практике, промышленные механизмы, работающие под переменной нагрузкой, редки (исключение — грузоподъемные устройства).
КПД редукторов различного типа:
|
Тип редуктора |
КПД |
|
Цилиндрический и конический одноступенчатый |
0,98 |
|
Цилиндрический и коническо-цилиндрический двухступенчатый |
0,97 |
|
Цилиндрический и коническо-цилиндрический трехступенчатый |
0,96 |
|
Цилиндрический и коническо-цилиндрический четырехступенчатый |
0,95 |
|
Планетарный одноступенчатый |
0,97 |
|
Планетарный двухступенчатый |
0,95 |
Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор) — поправка, рассчитываемая по условиям эксплуатации: пуск/остановка, время работы, тип нагрузки (постоянная или циклическая). Значение по умолчанию — сервис-фактор, равный 1. Данный показатель означает, что редуктор работает продолжительное время при номинальной загрузке. У многих мотор-редукторов сервис-фактор выше единицы, например 1,4. Повышение сервис-фактора равноценно увеличению запаса надежности и прочности. Например, показатель 1,5 указывает, что мотор-редуктор сохранит работоспособность при перегрузке 50%. Сервис-фактор может быть меньше единицы, что обязательно учитывается при выборе привода на конкретную нагрузку.
Таблица расчета сервис-фактора:
|
Тип нагрузки |
К-во пусков/остановок, час |
Средняя продолжительность эксплуатации, сутки |
|||
|
<2 |
2-8 |
9-16h |
17-24 |
||
|
Плавный запуск, статичный режим эксплуатации, ускорение массы средней величины |
<10 |
0,75 |
1 |
1,25 |
1,5 |
|
10-50 |
1 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
|
|
80-100 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2 |
|
|
100-200 |
1,5 |
1,75 |
2 |
2,2 |
|
|
Умеренная нагрузка при запуске, переменный режим, ускорение массы средней величины |
<10 |
1 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
|
10-50 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2 |
|
|
80-100 |
1,5 |
1,75 |
2 |
2,2 |
|
|
100-200 |
1,75 |
2 |
2,2 |
2,5 |
|
|
Эксплуатация при тяжелых нагрузках, переменный режим, ускорение массы большой величины |
<10 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2 |
|
10-50 |
1,5 |
1,75 |
2 |
2,2 |
|
|
80-100 |
1,75 |
2 |
2,2 |
2,5 |
|
|
100-200 |
2 |
2,2 |
2,5 |
3 |
|
Расчетный крутящий момент — значение крутящего момента, требуемое для привода. Расчетный крутящий момент всегда меньше или равен номинальному. Если этого требования не соблюсти, то мотор-редуктор будет перегреваться. Допускается отклонение от этого требования при повторно-кратковременном режиме работы, но крутящий момент все равно не должен превышать максимально допустимый.
Надежность и ресурс шестеренчатых передач значительно снижается при работе на высоких оборотах. Это относится не только к шестерням, но и к подшипникам, сальникам и всем трущимся компонентам. По этой причине для промышленных приводов используют электродвигатели со скоростью вращения 600-1500 об/мин. При этом в бытовой технике (пылесосы, кухонная техника) применяются более дешевые электромоторы на 3000-5000 об/мин. Понижение скорости вращения приводит к увеличению габаритов и стоимости электродвигателей в пересчете на каждый кВт мощности, но одновременно с этим во много раз возрастает надежность и продлевается рабочий ресурс. Это технически целесообразное решение для приводов, работающих продолжительное время.
Выбор мотор редуктора для установок, работающих в цехах с людьми, целесообразен с как можно меньшими оборотами электродвигателя. Чем выше обороты — тем выше шум на рабочем месте. Некоторые цилиндрические редукторы имеют допустимую скорость вращения первичного вала 3000 об/мин (50 об/сек). Производимый шум от низ значительно выше, чем от моделей, имеющих верхнее ограничение 1500 об/мин.
Примеры передаточного числа редукторов:
|
Тип редуктора |
Передаточные числа |
|
Червячный одноступенчатый |
8-80 |
|
Червячный двухступенчатый |
25-10000 |
|
Цилиндрический одноступенчатый |
2-6,3 |
|
Цилиндрический двухступенчатый |
8-50 |
|
Цилиндрический трехступенчатый |
31,5-200 |
|
Коническо-цилиндрический одноступенчатый |
6,3-28 |
|
Коническо-цилиндрический двухступенчатый |
28-180 |
Общепромышленные мотор-редукторы имеют передаточное число до 80. Это означает, что при использовании электродвигателей 1500 об/мин на выходном валу будет 18 об/мин. То есть, один оборот вал будет делать за 3-4 секунды. Это очень небольшая скорость, но и ее может оказаться недостаточно для привода мощных тихоходных механизмов. В этом случае целесообразно использование специальных мотор-редукторов.
Примеры с большим передаточным числом:
КПД волновых редукторов с гибкой шестерней
|
Передаточное число |
63 |
80 |
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
315 |
|
КПД |
0,83 |
0,82 |
0,80 |
0,78 |
0,75 |
0,72 |
0,70 |
0,65 |
Покупка мотор-редукторов проводится при ремонте и модернизации имеющегося на предприятии оборудования, либо при изготовлении новых единиц. В любом случае учитывается тип крепления. Широкое распространение получило только два способа: торцевой (фланцевый) и на плоской платформе. Торцевой способ крепления позволяет сделать приводную установку более компактной. В тоже время, крепление на платформе более удобно для обслуживания и оно обеспечивает возможность регулировки положения картера редуктора при неточно просверленных крепежных отверстиях. Второй плюс крепления на платформе — отсутствие передачи тепла от нагретого картера приводимому оборудованию.
Помимо крепления картера, мотор-редуктор соединяется с оборудованием через втулку выходного вала. Крановые мотор-редукторы имеют полый вал. В общепромышленном исполнении используется обычный цилиндрический вал с соединением шпонкой. Оборудование с большой инерцией подвижных частей, соединяется с мотор-редуктором через различные муфты.
Мотор-редукторы общепромышленного исполнения работают от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 380/400 вольт. Однофазные приводы на 220 вольт имеют меньший КПД и надежность из-за наличия щеточного узла. Везде где можно, желательно применять электромоторы от трехфазного тока. Их дополнительное преимущество — возможность работать от частотных преобразователей.
