Вибір і розрахунок параметрів мотор-редукторів

Вибір таких агрегатів, як мотор-редуктор обростає безліччю нюансів, коли починаєш занурюватися в характеристики: потужність, крутний момент, коефіцієнт експлуатації і т.д. Знаючи про те, що це досить великий інформаційний пласт, ми вирішили створити пам'ятку, яка дозволить дати змістовну відповідь на питання, як розрахувати мотор-редуктор, не маючи в активі специфічного досвіду.

Перед вами стоїть завдання вибрати моторизований редуктор? Тоді почнемо! І почати хотілося б з визначення типу обладнання. Найчастіше на ринку фігурують черв'ячні мотор-редуктори, серед яких виділяються: одноступінчасті рішення з перехрещеними валами і двоступінчасті агрегати з паралельними і перпендикулярними осями. Головні конкуренти черв'ячних, циліндричні моделі, також мають різне устаткування валів. Конструкція черв'ячних редукторів дозволяє експлуатувати їх в будь-якому положенні, в той час як циліндричні і конічні механізми придатні тільки для роботи в горизонтальному розміщенні. 

Ступені і передавальне значення мотор-редукторів

Перед тим як дізнатися передавальне число мотор-редуктора, потрібно розібратися з класифікацій цих агрегатів по числу ступенів.

1. Циліндричні. Мають 1-4 ступені, одну або кілька передач циліндричного типу.
2. Конічні. Працюють тільки з одним ступенем і аналогічною передачею.
3. Конічно-циліндричні. Можуть мати 2,3 або 4-и ступені. Передача – конічна, або ж кілька циліндричних передач.
4. Черв'ячний. Один ступінь і одна черв'ячна передача.

Ще є планетарні, хвильові і різного роду гібридні агрегати, з числом ступенів не більше 4-х.

Передавальне значення визначається за формулою I = N1 (швидкість на вході вала) : N2 (швидкість на виході вала). Підсумкове значення округляється до характеристик, властивих тому чи іншому типу редуктора.

Завершити цей блок хотілося б інформацією про передавальні числа, що відносяться до різних типів агрегатів. Для черв'ячних одноступінчатих діапазон становить 8-80, для двоступеневих – 25-10000, для циліндричних з одним ступенем від 2-х до 6,3-х. Якщо це мотор-редуктор циліндро-конічний, в одноступінчастій варіації він демонструє передавальний діапазон 6,3-28, в двоступеневій варіації – 28-180.

Проводячи розрахунки важливо пам'ятати, що граничне значення обертання валу електромотора не може бути більше 1500 обертів на хвилину. Тільки в циліндричних машинах співвісного монтажу ця цифра вдвічі більше – 3000 обертів на хвилину.

Що таке крутний момент мотор-редуктора і як його порахувати?

Щоб зрозуміти, як розрахувати крутний момент мотор-редуктора, нам необхідно знати: коефіцієнт безпеки, номінальну потужність і ККД агрегату. Знаючи ці параметри, ми зможемо встановити значення для крутного моменту на вихідному валу – М2.

Наступний крок – встановлення номінального моменту (Мn2). Для його підрахунку використовуємо одиницю як коефіцієнт безпеки, помножену на загальну експлуатаційну тривалість в 10 тис. годин.

Далі визначаємо максимальний момент (М2). По суті це граничне навантаження обладнання. Зазвичай даний показник вказується в паспорті мотор-редуктора. Ще є необхідний (Мr2) і розрахунковий (Мс2) крутний момент.

Розрахунковий момент визначається за формулою: Мс2 = Мr2 (номінальний момент) х Sf (сервіс-фактор) ≤ Мn2 (номінальний момент).

Коль вже ми торкнулися такого параметра, як сервіс-фактор Sf, спробуємо розібратися з його розрахунком. На даний момент чіткої методики немає. Експериментальний метод має на увазі облік тривалості роботи протягом доби, кількість запусків/зупинок протягом години, тип навантаження.

Визначення потужності моторизованих редукторів

Визначення потужності допомагає з'ясувати, яке зусилля потрібно докласти механізму для подолання тертя під час прямолінійних і обертальних рухів. З уроків фізики ми знаємо, що потужність (Р) – це похідне сили і швидкості.

Перед тим як розрахувати потужність мотор-редуктора, важливо згадати, що є вхідна і вихідна потужність. Вихідне значення (Р2) вираховується за формулою: Р2 = Р (потужність) х Sf (експлуатаційний фактор).

Вхідне значення (Р1) завжди вище вихідного!

Якщо необхідно обрахувати обертальний крутний момент, потужність визначається як відношення крутного моменту (М) до числа обертів (N): р = (МхN)/9550.

Підрахунок ККД моторизованих редукторів

Для наочного прикладу наведемо підрахунок ККД для черв'ячного редуктора. Значення буде дорівнювати відношенню вихідної (Р2) до вхідної потужності (Р1).

ñ (%) = (P2/P1) x 100

Ми вже підкреслювали, що в черв'ячних агрегатах вихідне значення менше вхідного завжди. Зменшення відбувається за рахунок тертя коліс, підшипників, на обертання яких витрачається частина енергії, що надходить.

Є і ще одна закономірність. Чим вище значення передавального відношення, тим нижче коефіцієнт корисної дії. Від ККД залежить тривалість перерви між змащенням редуктора, обсяг мастильних матеріалів.

Підвести підсумок огляду хотілося б спостереженнями про загальну надійність мотор-редукторів. При тривалому використанні і постійному робочому навантаженні механізми демонструють істотну різницю в надійності. Так передачі і вали планетарних, циліндричних і конічних моделей здатні протриматися 25 тис. годин. Підшипники на тих же моделях доведеться міняти вже після 12,5 тис. годин.

Вали і передачі на хвильових, черв'ячних і глобоїдних агрегатах зношуються після 10 тис. годин Підшипники черв'ячних мотор-редукторів служать в середньому 5 тис годин. У хвильових і глобоїдних агрегатах ресурс підшипників удвічі більший – 10 тис. годин

Ми постаралися викласти технічну інформацію в доступній формі. Якщо у вас залишилися питання, чи немає часу на проведення підрахунків, менеджери нашого магазину підберуть мотор-редуктор виходячи з параметрів і завдань. Від вас буде потрібно надати вихідні експлуатаційні відомості.