Виды червячных мотор-редукторов

Червячный редуктор – это механизм для уменьшения угловой скорости и увеличения крутящего момента двигателя, в котором преобразование осуществляется при работе зубчато-винтовой червячной пары. Пара состоит из «червяка» и винта с нарезанной резьбой, а также колеса с косыми зубьями. При вращении винт цепляет зубья колеса, что приводит к понижению количества оборотов (скорости) двигателя и увеличению усилия.

Редуктор такой конструкции широко используется в мотор-редукторах. Подобные механизмы представляют собой моноблок, состоящий из редуктора и электродвигателя. Они используются в оборудовании, для работы которого требуется высокий крутящий момент при низкой скорости вращения.

Виды червячных редукторов по типу и расположению червяка

Различают два варианта формы поверхности червяка:

• Цилиндрические – делительная поверхность винта представляет собой цилиндр;
  
• Глобоидные – поверхность вогнута.
  

Червячные передачи второго типа могут выдерживать большую нагрузку и применяются в более крупных механизмах, выход из строя которых недопустим. Более высокий КПД объясняется большим количеством зубьев, а также лучшим смазыванием места сцепления с колесом. При этом червяки этого типа сложнее в монтаже и использовании, требуют максимальной точности при изготовлении и значительно нагреваются при работе.

Расположение червяка относительно червячного колеса может быть следующим:

• Нижнее (под колесом) – самая распространенная конструкция. Обеспечивает хорошее смазывание зацепления, что снижает износ и продлевает срок службы механизма. Предпочтительно использовать такое расположение червяка на окружной скорости до 4-6 м/с: в противном случае возрастает энергорасход на перемешивание масла. Такой вариант исполнения называется тихоходным.
• Верхнее (над колесом) – подходит для высокой скорости вращения червяка; этот вариант исполнения называется быстроходным. Червячный редуктор с верхним расположением червяка не подвергается риску попадания между червяком и колесом металлических частиц, которые образуются в результате износа трущихся частей механизма. Но червячный редуктор с верхним червяком требует использования дополнительной смазки подшипников червяка, что может быть осуществлено при помощи желоба. В противном случае начало движения будет осуществляться в условиях недостаточной смазки, т.к. масло стекает с зубьев колеса под действием силы тяжести, что приводит к повышенному износу.
• Боковое – расположение, при котором червяк находится вертикально или горизонтально по отношению к колесу, используется реже. Как правило, такой выбор обусловлен компоновкой механизма. При использовании устройства этого типа может возникнуть проблема избыточной смазки нижнего подшипника и недостаточной – верхнего.

Виды червячных редукторов по количеству ступеней

Виды червячных редукторов определяются количеством ступеней: одна, две или более. Механизмы с одной ступенью используются активнее всего. Их передаточные числа могут быть от 8 до 80, что делает такие редукторы подходящими для большинства механизмов.

Для получения большего передаточного числа используются двухступенчатые механизмы. Двухступенчатые устройства, в отличие от одноступенчатых, производятся с различным расположением входного и выходного валов: доступны модификации с прямым, соосным или угловым (под углом 90°) расположением. Передаточные числа достигают 100-4000. Допустимая частота вращения валов – до 1500 об/мин. Устройство способно непрерывно работать в течение долгого времени, в том числе круглосуточно.

Многоступенчатые механизмы почти не используются, т.к. для работы большинства механизмов достаточно двух ступеней. Это объясняется большим диапазоном значений передаточного числа, обеспечиваемого червячной передачей. Благодаря этому двух ступеней достаточно там, где для достижения того же передаточного числа потребовался бы многоступенчатый цилиндрический редуктор.

Технические характеристики

Червячный мотор-редуктор имеет следующие характеристики:

• передаточное число – соотношение крутящего момента на входном и выходном валах;
• частота вращения выходного вала – допустимое количество оборотов, совершаемых в секунду;
• номинальный крутящий момент – максимальное усилие, которое может прилагаться на вал без угрозы выхода из строя мотор-редуктора;
• допускаемый крутящий момент – допустимое превышение номинального крутящего момента (как правило, не более чем в два раза).

Несмотря на высокий крутящий момент и передаточное число, коэффициент полезного действия устройств этого типа ниже, чем у механизмов с другим способом преобразования скорости вращения в крутящий момент. КПД имеет обратную зависимость от передаточного числа. Большие потери энергии объясняются конструкцией механизма: высокая сила трения приводит к нагреву движущихся частей.

Еще одной показательной характеристикой является ресурс – количество часов, которое агрегат может работать в условиях допустимой для этой модели температуры, давления, влажности, нагрузки. Когда ресурс заканчивается, повышается вероятность поломки оборудования из-за естественного износа. В некоторых случаях ресурс может быть указан в годах при определенном режиме работы.

Допустимые условия эксплуатации определяются климатическим исполнением и степенью защиты от пыли и влаги. При необходимости можно выбрать взрывозащищенное исполнение.

Применение червячных мотор-редукторов

Данный тип устройств – один из наиболее распространенных. Сфера применения включает конвейеры, эскалаторы, насосы, вентиляторы, сортировальные машины, снегоуборочная техника, бетономешалки. Эти механизмы активно используются в строительстве, в том числе для тяжелой строительной техники, грузоподъемного оборудования. Червячный редуктор с продольной подачей, где червячное колесо устанавливается на ходовой винт механизма, может применяться на токарных и строгальных станках.

Широкое распространение мотор-редукторов этого типа объясняется простотой конструкции, легкостью обслуживания и монтажа. Устройство работает без рывков и бесшумно, что делает его подходящим выбором для тех сфер, где важна плавность работы и низкий уровень шума. Высокие передаточные числа и высокий крутящий момент позволяют обеспечить работу техники даже при небольших габаритах устройства. Агрегат способен переносить долгую тяжелую нагрузку, если ее уровень не подвержен постоянным изменениям, и подходит для круглосуточной монотонной работы.