Вплив швидкості обертання на вибір редукторів: ключові моменти

Редуктори — це пристрої, що використовуються для зміни швидкості й обертального моменту між приводним і веденим валами. При впровадженні такого обладнання в систему дуже важливо врахувати швидкість редуктора як на вході, так і на виході для правильного проектування та налаштування механізму. Швидкість роботи редуктора характеризується частотою обертання веденого валу, вираженої в обертах за хвилину (про/хв) або радіанах за секунду (рад/с).

У “Першій редукторній компанії” ви можете купити черв'ячний редуктор, циліндричні, конічні, планетарні та інші моделі У цій статті ми розглянемо, як частота впливає вибір типу агрегату.

Як розраховується швидкість

Частота обертання може бути розрахована з використанням наступного рівняння:

Де:

N2 - швидкість вихідного валу,

N1 - частота вхідного валу,

i - коефіцієнт передачі (ставлення між першими двома параметрами).

Цей розрахунок кутової швидкості редуктора показує, що швидкість обертання вихідного валу пропорційна коефіцієнту передачі i. У випадку, якщо коефіцієнт передачі більше одиниці, вихідна частота буде меншою за вхідний, що характерно для більшості агрегатів, які використовуються для збільшення крутного моменту редуктором певного типу. 

Нагадаємо, що фахівці компанії "ПРК" можуть надати допомогу в розрахунках та підібрати агрегат для вирішення ваших завдань. На сторінках інтернет-магазину можна купити мотор-редуктор, приватні перетворювачі, двигуни різних типів, ознайомитися з інформацією про них та актуальним прайсом. У блозі компанії зібрані корисні рекомендації щодо вибору та експлуатації агрегатів.

Взаємозв'язок швидкості з іншими параметрами редуктора

Швидкість обертання тісно пов'язана з іншими основними параметрами редуктора, такими як коефіцієнт передачі, крутний момент, потужність і ефективність. Ось як ці параметри взаємопов'язані.

Коефіцієнт передачі (i)

Почнемо з того, як впливає передатне число редуктора швидкість обертання. Коефіцієнт передачі визначає відношення між частотою вхідного та вихідного валів. Вираз i = N₁ / N₂ показує, як параметр пов'язаний із коефіцієнтом передачі. Якщо i >1, то вихідна швидкість (або обороти валу) менше, ніж вхідна, що притаманно більшості агрегатів.

Крутний момент (T)

Частота обертання і крутний момент на валу редуктора пов'язані через потужність за формулою P = (2πNT) / 60, де:

• P - потужність,
• N - швидкість обертання (про/хв),
• T - крутний момент (Н·м).

При збільшенні обертів можна зменшити крутний момент і навпаки, при збільшенні обертального моменту частота буде знижуватися.

Потужність (P)

Інший важливий параметр редуктора — це потужність, яка безпосередньо залежить від частоти обертання і крутного моменту. Підвищення частоти обертання при постійному обертальному моменті приведе до збільшення потужності, і навпаки.

ККД

Деякі механізми демонструють кращу ефективність за певних швидкостей обертання. При виборі редуктора важливо враховувати, як зміна частоти обертання може спричинити його ефективність.

Отже, у процесі проектування системи з використанням редуктора фахівці звертають увагу на ряд ключових параметрів. Це необхідно для забезпечення ефективної та оптимальної роботи системи з урахуванням заданих характеристик за швидкістю, номінальним крутним моментом редуктора та його потужності.

Класифікація редукторів за частотою обертання

Залежно від частоти обертання агрегати можуть бути розділені на наступні категорії.

Редуктори з високою швидкістю

Вони відрізняються здатністю забезпечувати велику кількість обертів на вихідному валу і зазвичай знаходять своє застосування в областях, де необхідні високі швидкості, але не потрібен значний крутний момент. Наприклад, вони широко використовуються в механізмах обробки матеріалів, де потрібні часті обороти робочих органів. Типовими представниками є зубчасті редуктори із відносно низьким передатним числом. У деяких випадках застосовуються редуктори з регульованою швидкістю, що дозволяє налаштовувати робочі параметри обладнання.

Агрегати із середньою частотою обертання

Середньошвидкісні редуктори забезпечують швидкість обертання, що лежить між високошвидкісними та низькошвидкісними моделями. Це дозволяє використовувати їх у стандартному промисловому устаткуванні, де потрібна середня продуктивність: помірна кількість обертів у поєднанні з достатнім крутним моментом редуктора для виконання роботи. У таких випадках рекомендується купити циліндричний редуктор чи конічні моделі.

Редуктори з низькою швидкістю

Ці редуктори спроектовані для створення високого крутного моменту при низьких оборотах. Вони найбільше підходять для використання у важкій промисловості, де необхідні значні зусилля на вихідному валу для переміщення важких вантажів або роботи з великоформатним обладнанням. До цієї категорії відносяться черв'ячні та планетарні редуктори з високим передатним ставленням, які часто застосовуються в конвеєрних системах, підйомних пристроях та інших апаратах, що вимагають великого крутного моменту при низьких оборотах. Наприклад, крутний момент черв'ячного редуктора здатний забезпечити достатню потужність для переміщення важких вантажів, що критично важливо в таких сферах, як металургія або гірничодобувна промисловість.

Чинники, що впливають вибір швидкості редуктора

Цей параметр залежить від ряду факторів, включаючи тип приводу, навантаження та умови експлуатації. Розглянемо ці чинники докладніше.

Тип приводу

Тип приводного механізму, якого буде підключений редуктор, відіграє ключову роль визначенні необхідної частоти оборотів. Наприклад, приводи, які використовуються у високошвидкісних механізмах, таких як центрифуги або вентилятори, вимагають використання агрегатів, здатних забезпечувати високу швидкість обертання. Для таких випадків можуть бути використані редуктори з регульованою швидкістю, а для приводів з важкими робочими навантаженнями, таких як підйомники або конвеєрні системи, підходять пристрої з низькою частотою обертів, що забезпечують великий крутний момент.

Навантаження

Навантаження, яке необхідно передати через редуктор є ще одним важливим критерієм вибору. Апарати, призначені для роботи з високими навантаженнями, зазвичай мають низьку обертальну швидкість і високу передавальну кількість, що дозволяє їм передавати великий обертальний момент. У тих менших навантажень, перевага віддається механізмам із високим частотою оборотів, оскільки вони ефективніші за передачі енергії за умов меншого опору. Тут важливо розуміти як збільшити швидкість редуктора, щоб відповідати змінним вимогам.

Умови експлуатації

Умови, у яких експлуатуватиметься редуктор, також впливають вибір його частоти обертання. У середовищах з високим рівнем забруднень, вібрацій або змінних навантажень потрібні агрегати з високою надійністю та здатністю витримувати важкі умови роботи. У таких випадках перевага може бути віддана механізмам з низькою швидкістю обертів, оскільки вони краще адаптовані до складних умов експлуатації та забезпечують підвищену довговічність. Особливу увагу слід приділити зносу редуктора, який може впливати на його працездатність і термін служби.

Чому це важливо?

Наведемо приклад агрегат черв'ячного типу. Інформація про такі параметри черв'ячного редуктора, як швидкість, а також тип приводу, навантаження та умови експлуатації дійсно мають вирішальне значення і ретельно враховуються інженерами при виборі редуктора. Це зумовлено кількома ключовими моментами.

Точність та ефективність процесів

Вибір невідповідних основних параметрів редуктора черв'ячного може негативно позначитися на виробничій ефективності. Наприклад, якщо швидкість обертання редуктора буде занадто високою, це може не забезпечити необхідного крутного моменту. З іншого боку, занадто низька швидкість обертання може призвести до уповільнення процесу виробництва.

Довговічність обладнання

Невідповідний вибір редуктора з точки зору швидкості обертання може призвести до прискореного зношування головної пари редуктора та пошкодження як самого агрегату, так і підключеного до нього обладнання. Це, своєю чергою, веде до збільшення витрат на технічне обслуговування та ремонт.

Безпека

У багатьох операціях частота оборотів редуктора безпосередньо з безпекою. Неправильний вибір може збільшити ризик аварій або нещасних випадків на робочому місці.

Енергоефективність

Відповідність швидкості вимогам приводу та навантаження допомагає оптимізувати споживання енергії, що важливо для зниження операційних витрат та підвищення екологічності виробництва.

Інженери беруть до уваги всі ці аспекти для вибору агрегату, який найкраще відповідає технічним вимогам та експлуатаційним умовам конкретного застосування. Це уповільнює знос черв'ячного редуктора, гарантує, що він працюватиме ефективно, надійно та безпечно протягом усього терміну служби.