ЧТО ТАКОЕ МОТОР РЕДУКТОР И ГДЕ ОН ИСПОЛЬЗУЕТСЯ

В этой статье мы рассмотрим, чем отличается мотор-редуктор от редуктора, основные типы мотор-редукторов, их конструктивные особенности, принципы работы и области применения, начиная от легкой промышленности и заканчивая сложными производственными процессами в аэрокосмической отрасли.

Также напомним, что больше информации вы можете получить на сайте “Первой редукторной компании”: посмотреть ассортимент, узнать, сколько стоят мотор редукторы, ознакомиться с другой продукцией (частотные преобразователи, электродвигатели и прочее).

Что такое мотор-редуктор?

Итак, чем отличается редуктор от мотор-редуктора: первый сам по себе представляет собой механическое устройство, которое служит для изменения скорости вращения и крутящего момента, передаваемого от одного механизма к другому, часто используя систему шестерёнок или валов. Идем далее: что такое мотор-редуктор, в каких случаях его применяют и зачем? 

Мотор-редуктор – это интегрированная система, объединяющая в себе характеристики и функции электрического двигателя и механизма редукции. Его задача – трансформация электроэнергии в механическую силу с последующей корректировкой скоростных и моментных показателей для специализированного использования. Особенно ценится его способность к точному управлению динамикой вращения и момента, что критично для точных технологических процессов.

Далее: из чего состоит мотор-редуктор любого типа? Конструкция включает в себя:

• Ротор и статор – основополагающие части электродвигателя, отвечающие за генерацию вращательного движения.
• Зубчатые передачи и опорные элементы – компоненты редуктора, служащие для модификации скоростных параметров и увеличения крутящего момента.

Эти элементы синергично функционируют, давая возможность точно настраивать выходные параметры, что делает мотор-редуктор важным элементом в современных промышленных и высокотехнологичных системах. 

Устройство и принцип работы

Рассмотрим подробнее, как устроен мотор редуктор и как он работает.

Электродвигатель

Электрический мотор, являющийся сердцем устройства, отвечает за создание вращательного движения. Его конструкция может быть исполнена в асинхронном варианте, где скорость вращения ротора отстает от скорости магнитного поля статора, или в синхронном, где ротор движется в унисон со скоростью магнитного поля статора. Выбор между этими типами определяется заданными параметрами работы мотор-редуктора и условиями его эксплуатации.

Редукторная часть

Разобравшись для чего мотор редуктора, обратим внимание на редуктор, который отвечает за изменение параметров вращения. Редуктор преобразует высокую скорость входного вала, подключенного к электромотору, в более низкую, одновременно усиливая крутящий момент. Процесс снижения оборотов достигается за счет комплекта шестерен разного размера, где ведущая маленькая шестерня передает движение на более крупную ведомую, что приводит к уменьшению скорости и увеличению момента.

Принцип действия

Итак, как работает мотор редуктор: в процессе его функционирования происходит конвертация электроэнергии в механическую мощность, которая после модификации редуктором обеспечивает необходимые обороты и момент на выходном валу. Такое устройство обеспечивает управление скоростными режимами и моментами, что необходимо для точности хода различных конвейерных систем, машиностроительных приводов, в робототехнике и других сферах применения.

Далее рассмотрим, какие бывают мотор-редукторы, чем они отличаются друг от друга и где используются.

Цилиндрический

Представляет собой интегрированный механизм, в котором двигатель и редуктор располагаются на одной оси. Данный тип оснащается цилиндрическими зубчатыми колесами, способствующими эффективной передаче момента между соосными валами.

Ключевые характеристики:

• Многоступенчатость конструкции позволяет добиться разнообразия передаточных отношений, благодаря чему можно точно подобрать нужные параметры скорости вращения.
• Наличие прямозубых и косозубых шестерен обуславливает возможность выбора между оптимальной передачей мощности и снижением шума во время работы устройства.
• Соосное размещение валов существенно облегчает монтаж мотор-редуктора и его интеграцию в различные промышленные системы.

Чем прежде всего отличается такой мотор редуктор, для чего нужен и где? Основное достоинство цилиндрического мотор-редуктора — это его высокий коэффициент полезного действия, достигающий порой 90% и более. Это обеспечивает его востребованность в условиях, когда необходима непрерывная и бесперебойная работа оборудования. Такие характеристики делают его незаменимым в машиностроении, на конвейерных линиях, в пищевой и других видах промышленности, где требуются надежность и минимизация энергозатрат.

Конические

Конический мотор-редуктор — это механизм с коническими шестернями для передачи крутящего момента между пересекающимися валами, обычно под углом в 90 градусов. Особенностью таких устройств является высокая надежность и возможность работы под большими нагрузками. Главное их преимущество — способность изменять направление крутящего момента без существенных потерь эффективности.

И еще: где применяется мотор-редуктор такого типа? Конические мотор-редукторы широко используются в промышленности, на конвейерных линиях для изменения направления движения, в строительной технике для передачи вращения между валами, расположенными под разными углами, а также в сельскохозяйственных машинах и подъемных механизмах.

Червячные

Червячный мотор-редуктор — это устройство, где основной механизм передачи момента — это взаимодействие винта (червяка) с червячным колесом. Его КПД ниже по сравнению с цилиндрическими и коническими из-за трения между червяком и колесом, что приводит к выделению тепла. Несмотря на это, устройство обеспечивает высокое передаточное число в компактном исполнении, плавный ход и малый уровень шума при работе. Особенностью червячного редуктора является функция самоторможения, предотвращающая обратное вращение, что устраняет необходимость во внешних тормозных системах.

И последнее: для чего нужен мотор-редуктор такого типа и где его применять:

• Лифтовое оборудование и эскалаторы;
• Оборудование для пищевой промышленности и фармацевтики;
• Конвейеры с небольшой скоростью;
• Приводы для загрузочных люков и ворот.

Планетарный МР

Теперь про планетарный мотор-редуктор — что это и зачем? Это высоконагруженный механизм, принцип работы которого основан на системе вращающихся шестерен, имитирующих движение планет вокруг Солнца. В такой системе центральная шестерня (солнечная) вращается и передает движение на вращающиеся вокруг нее шестерни (планеты), которые, в свою очередь, крутят внешнее зубчатое кольцо (эпицикл).

Особенности планетарного мотор-редуктора:

• Высокая нагрузочная способность при малом весе и размере за счет равномерного распределения нагрузки между несколькими планетарными шестернями.
• Высокий КПД, поскольку зубья шестерен постоянно находятся в зацеплении.
• Способность выдерживать высокие радиальные и осевые нагрузки.

Теперь мы знаем, что такое планетарный мотор редуктор, но в чем его главное преимущество? Это его способность выдерживать высокие нагрузки при относительно малом весе и габаритах, а также возможность получения больших передаточных чисел без потери КПД, что недостижимо для многих других типов редукторов.

Планетарные мотор-редукторы идеально подходят для устройств и систем, где необходимы минимизация размеров и веса при одновременном увеличении крутящего момента и передаточного числа. В робототехнике, аэрокосмической отрасли, автомобильной промышленности и т.д.

Как выбрать МР

Рассмотрим на примере, например как подобрать мотор редуктор для конвейера используемого на производственной линии по упаковке пищевых продуктов.

Шаг 1: Определение требований

Вам необходимо знать вес упаковываемого продукта и производительность линии. Например, если упаковка весит 1 кг, а требуется упаковать 500 продуктов в час, и расстояние между точками упаковки составляет 10 метров.

Шаг 2: Расчет необходимой мощности и крутящего момента

Используйте формулы, чтобы рассчитать крутящийся момент, учитывая вес продукта, скорость конвейера и коэффициенты трения.

Шаг 3: Выбор типа МР

Для конвейера с легкой нагрузкой подойдет стандартный цилиндрический мотор-редуктор. Если пространство ограничено, можно рассмотреть планетарный МР.

Шаг 4: Выбор передаточного числа

Решите, как быстро должен двигаться конвейер. Для нашего примера потребуется средняя скорость, чтобы упаковка проходила линию за оптимальное время.

Шаг 5: Учет условий эксплуатации

Убедитесь, что мотор-редуктор соответствует условиям производственного помещения — например, необходима повышенная защита от пыли и влаги.

Пример

Итак, какой мотор-редуктор нужен конвейера, который должен перемещать упаковки весом 1 кг на скорости 0,5 м/с? Потребуется агрегат с мощностью примерно 0,5 кВт и крутящим моментом около 3 Нм. Цилиндрический МР с передаточным числом 50 и классом защиты IP54 подойдет для этой задачи.