Що таке мотор редуктор і де він використовується

У цій статті ми розглянемо, чим відрізняється мотор-редуктор від редуктора, основні типи мотор-редукторів, їх конструктивні особливості, принципи роботи та сфери застосування, починаючи від легкої промисловості й закінчуючи складними виробничими процесами в аерокосмічній галузі.

Також нагадаємо, що більше інформації ви можете отримати на сайті "Першої редукторної компанії": подивитися асортимент, дізнатися, скільки коштують мотор редуктори, ознайомитися з іншою продукцією (частотні перетворювачі, електродвигуни та інше).

Що таке мотор-редуктор?

Отже, чим відрізняється редуктор від мотор-редуктора: перший сам по собі є механічним пристроєм, який служить для зміни швидкості обертання і крутного моменту, що передається від одного механізму до іншого, часто використовуючи систему шестерень або валів. Йдемо далі: що таке мотор-редуктор, у яких випадках його застосовують і навіщо? Він поєднує в собі електромотор і редуктор в одному компактному пристрої, забезпечуючи перетворення електричної енергії в механічну роботу, з наступним регулюванням швидкості й моменту, що крутить, для конкретного застосування.  

Пристрій призначений для тих випадків, коли необхідна висока точність і контроль швидкості обертання і моменту, що крутить. Така система здатна оптимізувати енергетичні потоки та механічні рухи, значно підвищуючи ефективність роботи механізму.

З чого складається мотор-редуктор будь-якого типу? Конструкція включає:

• ротор та статор, які є основними частинами електромотора;
• редукційні шестерні та підшипники, що відносяться до редуктора.

Всі ці компоненти працюють узгоджено для перетворення та регулювання потужності, швидкості та крутного моменту, що виходять з мотора, що робить мотор-редуктор незамінним у сучасних високотехнологічних промислових пристроях. 

Пристрій та принцип роботи

Розглянемо докладніше, як влаштований двигун редуктор і як він працює.

Мотор

Робота мотор-редуктора починається з електродвигуна, який перетворює електричну енергію на механічну силу обертання. Цей момент обертання передається вхідний вал редуктора.

Довідка: електродвигун у складі мотор-редуктора зазвичай є асинхронним або синхронним. Асинхронний двигун складається зі статора, який створює магнітне поле, що обертається, і ротора, який обертається під впливом цього поля. Синхронний двигун використовує постійні магніти або обмотки збудження для синхронізації швидкості обертання ротора зі швидкістю магнітного поля статора, що обертається.

Редуктор

Отже, ми розглянули, навіщо мотор редуктора, час переходити до частини, відповідальної зниження швидкості обертання і збільшення крутного моменту. Редуктор складається з серії зубчастих коліс або шестерень, які поступово знижують швидкість обертання вхідного валу і одночасно збільшують момент, що крутить. Ця зміна швидкості та моменту відбувається за рахунок передачі енергії між шестернями різного розміру: маленька шестерня (шестерня двигуна) обертається швидко, але з меншим моментом, і передає обертання на велику шестерню (провідна шестерня редуктора), яка обертається повільніше, але з більшим моментом.

Отже, як працює мотор редуктор: він забезпечує необхідну швидкість і момент для руху механізмів, від регулювання потоку матеріалів на виробничій лінії до управління частинами роботів, що рухаються. Це робить його незамінним у системах, де потрібний високий контроль та точність механічного руху.

Далі розглянемо, які бувають мотор-редуктори, чим вони відрізняються один від одного і де використовуються.

Циліндричний мотор-редуктор

Це тип механізму, в якому співвісно розташовані електродвигун та редуктор. У його конструкції використовуються циліндричні шестерні, що дозволяє передавати момент, що крутить, між валами, розташованими на одній осі або паралельно один одному.

Особливості:

• Конструкція передбачає використання кількох щаблів шестерень, що забезпечує широкий діапазон передавальних чисел.
• Шестерні можуть бути прямозубими або косозубими, останні забезпечують більш плавну та тиху роботу.
• Співвісне розташування валів полегшує інтеграцію мотор-редуктора в механізми та обладнання.

Чим насамперед відрізняється такий двигун редуктор, для чого потрібен і де? Його перевага – висока ефективність та надійність, особливо при інтенсивній експлуатації. Їх ККД може досягати 90% і вище, що робить їх ідеальними для використання в умовах промислового виробництва, де потрібна постійна робота обладнання з мінімальними простоями та втратами енергії.

Конічні

Конічний мотор-редуктор - це механізм з конічними шестернями для передачі крутного моменту між валами, що перетинаються, зазвичай під кутом в 90 градусів. Особливістю таких пристроїв є висока надійність та можливість роботи під великими навантаженнями. Головна їх перевага — здатність змінювати напрямок моменту, що крутить, без істотних втрат ефективності.

І ще: де застосовується мотор-редуктор такого типу? Конічні мотор-редуктори широко використовуються в промисловості, на конвеєрних лініях для зміни напрямку руху, у будівельній техніці для передачі обертання між валами, розташованими під різними кутами, а також у сільськогосподарських машинах та підйомних механізмах.

Черв'якові

Черв'ячний мотор-редуктор – це пристрій, де основний механізм передачі моменту – це взаємодія гвинта (черв'яка) із черв'ячним колесом. Його ККД нижче в порівнянні з циліндричними та конічними через тертя між черв'яком та колесом, що призводить до виділення тепла. Попри це, пристрій забезпечує високу передавальну кількість у компактному виконанні, плавний хід та малий рівень шуму під час роботи. Особливістю черв'ячного редуктора є функція самогальмування, що запобігає зворотному обертанню, що усуває необхідність зовнішніх гальмівних систем.

І останнє: для чого потрібен мотор-редуктор такого типу та де його застосовувати:

• Ліфтове обладнання та ескалатори;
• Обладнання для харчової промисловості та фармацевтики;
• Конвеєри з невеликою швидкістю;
• Приводи для завантажувальних люків та воріт.

Планетарний МР

Тепер про планетарний мотор-редуктор – що це й навіщо? Це високонавантажений механізм, принцип роботи якого заснований на системі шестерень, що обертаються, імітують рух планет навколо Сонця. У такій системі центральна шестерня (сонячна) обертається і передає рух на шестерні (планети), що обертаються навколо неї, які, своєю чергою, крутять зовнішнє зубчасте кільце (епіцикл).

Особливості планетарного мотор-редуктора:

• Висока здатність навантаження при малій вазі і розмірі за рахунок рівномірного розподілу навантаження між кількома планетарними шестернями.
• Високий ККД, оскільки зубці шестерень постійно перебувають у зачепленні.
• Здатність витримувати високі радіальні та осьові навантаження.

Тепер ми знаємо, що таке планетарний двигун редуктор, але в чому його головна перевага? Це його здатність витримувати високі навантаження при відносно малій вазі та габаритах, а також можливість отримання великих передатних чисел без втрати ККД, що є недосяжним для багатьох інших типів редукторів.

Планетарні мотор-редуктори ідеально підходять для пристроїв і систем, де необхідні мінімізація розмірів і ваги при одночасному збільшенні моменту, що крутить, і передавального числа. У робототехніці, аерокосмічній галузі, автомобільній промисловості тощо.

Як вибрати МР

Розглянемо на прикладі, наприклад, як підібрати мотор редуктор для конвеєра використовуваного на виробничій лінії з упаковки харчових продуктів.

Крок 1: Визначення вимог

Вам необхідно знати вагу упакованого продукту та продуктивність лінії. Наприклад, якщо упаковка важить 1 кг, а потрібно запакувати 500 продуктів на годину, і відстань між точками упаковки становить 10 метрів.

Крок 2: Розрахунок необхідної потужності та крутного моменту

Використовуйте формули, щоб розрахувати момент, що крутиться, враховуючи вагу продукту, швидкість конвеєра і коефіцієнти тертя.

Для конвеєра з легким навантаженням підійде циліндричний стандартний мотор-редуктор. Якщо простір обмежений, можна розглянути планетарний МР.

Крок 4: Вибір передавального числа

Вирішіть, як швидко має рухатися конвеєр. Для нашого прикладу буде потрібна середня швидкість, щоб упаковка проходила лінію за оптимальний час.

Крок 5: Облік умов експлуатації

Переконайтеся, що мотор-редуктор відповідає умовам виробничого приміщення – наприклад, необхідний підвищений захист від пилу та вологи.

приклад

Отже, який мотор-редуктор потрібний конвеєру, який повинен переміщати упаковки вагою 1 кг на швидкості 0,5 м/с? Потрібен агрегат з потужністю приблизно 0,5 кВт і моментом, що крутить, близько 3 Нм. Циліндричний МР з передавальним числом 50 та класом захисту IP54 підійде для цього завдання.