Мотор-редуктор: назначение и устройство

Любой заводской механизм просит для собственной работы источник механической энергии. В качестве такового самое большое распространение получил электрический двигатель. Необходимость согласования с конечным механизмом появляется исключительно по двум показателям – скорости и моменту на валу мотора. Общепромышленные варианты электрических моторов предоставляют относительно большую скорость и маленькой момент. Напротив, механизмы в большинстве случаев просят больших факторов при низких скоростях. Одним из вариантов разрешения этого противоречия может стать использование редуктора. Выступая как индивидуальное устройство, он обеспечивает согласование рабочих режимов целевого механизма с источником вращающего момента. Связка мотора и редуктора нашла широкое использование в промышленной технике. С целью снижения всей цены конечных устройств и упрощения конструкции, изготовители объединили два данных элемента в единый аппарат, который имеет название мотор-редуктор. Благодаря моноблочной конструкции такие узлы обладают большим количеством положительных качеств перед раздельным исполнением и стали очень популярны у проектантов.

Устройство и рабочий принцип

Конструкция мотор-редуктора собой представляет соединенные в единый блок механический редуктор и электро двигатель. Из-за этого, в технологичной установке потребуется залаживать одно установочное место, взамен 2-ух. Также не придется гарантировать сносность валов мотора и редуктора, выбирать и устанавливать муфту, передающую вращение. Единая конструкция мотор-редуктора имеет определенные отличия от разных вариантов. Корпус передачи делается с нужным прочностным запасом, обеспечивающим надежное функционирование устройства с закрепленным тяжёлым мотором. Для монтажа мотора на корпусе делаются специализированные места для посадки. В конструкции ведущей шестерни редуктора предусматриваются цилиндрические отверстия, которые применяются для установки вала приводного мотора. На корпусе дополнительно предполагают крепежные элементы для монтажа мотор-редуктора в технологическую установку. В качестве электрического привода мотор-редуктора разрешается использовать любые типы электрических двигателей. Очень часто можно встретить модели, применяющие обычные асинхронные электрические двигатели. Для реализации моноблочного выполнения подбирают модели фланцевого типа.

Рабочий принцип мотор редуктора не выделяется от работы традиционного редукторного электрического привода. Момент вращения мотора подается на ведущую шестерню, практически установленную на валу мотора. Благодаря зубчатому зацеплению, вращающий момент превращается одним или несколькими ведомыми элементами, которые со своей стороны оказывают влияние на вал технологического механизма.

Выходная частота вращения зависит от показателей мотора и передаточного отношения редуктора. Для получения очень высокого коэффициента изменения применяются многоступенчатые модели. Если понадобится корректировки скорости, мотор-редукторы легко интегрируются в системы с регулировкой оборотов при помощи управляемых преобразователей.

Виды мотор-редукторов

Сегодня разработано много вариантов мотор-редукторов, различающихся типом мотора, принципом построения механической части и общей геометрией. Фактически все допустимые конфигурации присутствуют в каталогах изготовителей.

Классификация готовых устройств проводится по ряду признаков. Первым делом принято выделять вид редуктора.

По виду механического зацепления разделяют цилиндрические, конусообразные, червячные и планетарные модели. По обоюдному расположению входного и выходного валов рассматривают соосные, параллельные и угловые варианты. Исходя из передаваемых мощностей выделяют модули обыкновенного размера и мини мотор-редукторы. По типу присоединения к процессу, можно встретить варианты с одно- и двухсторонним валом, а еще с пустотелым выходным валом.

Цилиндрические мотор-редукторы

Агрегаты, применяющие традиционные цилиндрические редукторы приобрели огромное распространение, за счёт простоты, надежности и многофункциональности механической части устройства. Их применение возможно в большом спектре оборудования. В зависимости от всей конструкции, цилиндрические мотор-редукторы делаются с соосными или параллельными валами. Кол-во ступенек может изменяться от одной до 6-ти.

По методу расположения шестерен и общей компоновке выделяют вертикальные и горизонтальные модели. Данные устройства отличаются большим коэффициентом полезного действия, долговечностью и практически небольшой стоимостью. В отличии от многих иных вариантов, цилиндрические редукторы как правило не допускают произвольного расположения в пространстве, что существенно уменьшает их область использования.

Конусообразные мотор-редукторы

Устройства, собранные на основе конусообразных шестерен, дают возможность построить угловой конусообразный мотор-редуктор. Его основной особенностью будет перпендикулярное расположение входного и выходного валов. Это ориентирует их на применение в устройствах, требующих смены направления осей. Также конусообразные модели выгодно ставить в конструкциях, предъявляющих ограничение по одному из больших размеров устройства. Редукторы этого типа отличительны более большой ценой, в виду существенной трудности изготовления некоторых деталей. Передаточное отношение конусообразных моделей в большинстве случаев невелико. Для его увеличения, конусообразную и цилиндрическую передачи часто сочетают, результатом чего становится коническо-цилиндрический мотор-редуктор.

Червячные модели

Сегодня, большую популярность получили червячные одноступенчатые мотор-редукторы. В качестве механической передачи в них применяется червячная пара. Она обеспечивает высокое передаточное отношение при сравнительно малых габаритах. Из-за этого стоимость червячных моделей ниже заменителей с иной конструкцией. Среди остальных особенностей необходимо отметить перпендикулярное расположение валов и самостоятельное затормаживание механизма при отсутствии внешнего поступления энергии.

В отличии от цилиндрических и конусообразных моделей, приложение усилия к выходному валу не приводит к проворачиванию механизма. Из-за этого такие редукторы нередко применяют в ответственных решениях и подъемно-транспортных устройствах. Червячные редукторы как правило не требовательны к положению установки. Благодаря герметичному корпусу их можно располагать произвольным образом, благодаря чему данные модели широко используются для модернизации привода станков, промышленных линий и прочих механизмов. Из минусов червячных моделей в большинстве случаев выделяют маленькой КПД и очень высокое тепловыделение.

Планетарные и волновые мотор-редукторы

Благодаря компактности и высоким рабочим моментам, планетарные мотор-редукторы нашли большое применение в маленьких устройствах привода. Высокое передаточное отношение и способность работать с чрезмерными нагрузками, ориентирует их на применение одновременно с серводвигателями промышленных роботов и прочих автоматизированных устройств. Встречаются планетарные модели и общепромышленного использования. Благодаря конструкционным особенностям зубчатой передачи, эти модели мотор-редукторов делаются с соосными валами. Это дает возможность их применять для привода фактически любых механизмов.

Будущим развитием планетарных передач стали волновые редукторы. Они предоставляют большое передаточное отношение, мягкий ход и большую точность позиционирования выходного вала. Из-за этого подобные модели стали основой построения промышленных роботов. Вместе с высокими свойствами, такие типы передач отличительны большими требованиями к изготовлению, а, поэтому, и большой ценой, что значительно сдерживает распространение таких моделей.

Технические свойства

Технические свойства мотор-редуктора составляют комплекс из некоторых показателей механической части и электрического двигателя. Важнейшей характеристикой становятся рабочий режим механизма. В зарубежной литературе применяется аналогичный параметр, именуемый сервис-фактором. Он определяет частоту и уровень нагрузок механики и задается на основе параметров тех. процесса. Рабочий принцип редуктора и его передаточное число, дают возможность выбрать модель с требуемым типом мотора для конкретных рабочих условий. Схема расположения валов позволяет самым лучшим образом разместить приводной модуль на оборудовании. Вид выходного вала обеспечивает простоту установки. Основным параметром становится вариант крепежа мотор-редуктора к технологическому устройству. Можно встретить модели с установкой на лапы, фланцевого и комбинированного выполнения.

С целью определения определенных скоростей выходного вала применяют номинальную частота вращения электрического мотора. В зависимости от нее, одинаковый редуктор будет гарантировать разнообразные характеристики. Мощность мотора определяет нагрузки технологического механизма.

Использование мотор-редуктора

Область использования мотор-редукторов фактически полностью закрывает варианты, применяющие связку некоторых электрического двигателя с редуктором. Во многих случаях использование моноблочных моделей даёт дополнительную выгоду по массе, размерам и стоимости. Преимущества раздельного выполнения лимитированны случаем применения демпфирующих муфт. Такие муфты способны расцеплять двигательный вал от вала редуктора при существенных динамических нагрузках. В мотор-редукторах скачки нагрузок скорее всего приведут к разрушению конструктивных компонентов. По этому при подборе определенных моделей необходимо учесть запас по динамической прочности. Из минусов необходимо учесть и меньшую возможность ремонта. При поломке механической части потребуется заменить весь аппарат, а не отдельную часть. Выход из строя электрического двигателя менее критичен, так как его замена разрешается большинством конструкций редукторов.

В большинстве случаев единая конструкция становится незаменяемой. В маленьких устройствах автоматики и роботах, применение некоторых привода и механической передачи способно существенно осложнить и укрупнить конструкцию, уменьшить ее надежность. Конечной целью данных устройств считается не поддержание необходимой скорости, а точное позиционирование индивидуальных элементов. В подобных системах обширное распространение нашли маленьких мотор-редукторы. В качестве привода в них применяются шаговые, либо бесколлекторные двигатели, обеспечивающие большую точность работы.

Выбор и обслуживание

Выбор мотор-редуктора делается на основании рабочего режима, необходимой мощности и числа оборотов технологического механизма. Также принимается во внимание расположение валов и некоторых частей устройства. Полный расчет мотор-редуктора в отечественной практике не отличается ничем от обычных вариантов расчета необходимой передачи. С целью упрощения этой операции, многие производители приводят готовые входные и выходные параметры, разрешающие выполнить выбор без трудных вычислений.

Внедрение и работа мотор-редуктора не могут представить высокой сложности. Хорошо выбранное оборудование имеет высокий служебный срок и не просит постоянного внимания, во время работы в рекомендуемых условиях внешней среды.

Важный параметр, который следует контролировать в механической части – уровень масла в корпусе редуктора. Также необходимо обращать на механическую целость деталей, параметр шума и нагрев поверхностей агрегата. Работа электрического двигателя не отличается ничем от других вариантов его применения.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.