Выбор правильного редуктора: экспертные советы для оптимального момента и эффективности

Больше момента на низких оборотах

Как выбрать правильный редуктор (gearhead): грамотное применение редукции в motion control позволяет работать на низких об/мин с высоким моментом. Если решите использовать редуктор, конфигурации: встроенный (in-line) или угловой (right-angle). Также решайте: нужен ли мотор с интегрированным редуктором (сборка в одном корпусе).

Типы редукторов

Встроенные редукторы (In-line gearheads)

Часто используются в motion control: выше выходной момент и ниже люфт (backlash), чем у угловых. Дешевле. Выходной вал в линии и по центру с валом мотора.

Угловые редукторы (Right angle gearhead)

Нужны, когда сервопривод должен втиснуться в тесное пространство. Выходной вал под 90° к валу мотора. Большая часть корпуса редуктора и весь корпус мотора параллельны боку станка — меньший общий габарит. Некоторые редукторы (червьячные) изначально имеют угловую конструкцию: ось червяка под 90° к оси червячного колеса.
Рис. 1. Угловой редуктор используется, когда нужно разместить сервопривод в тесном пространстве

Отдельные моторы и редукторы

Большинство систем с редукцией используют раздельные моторы и редукторы. Позволяет выбрать оптимальные мотор и редуктор для приложения, даже от разных вендоров. Обычно редукторы монтируются на любой сервопривод: соедините фланцы стандартными винтами. Более гибко, чем интегрированный мотор-редуктор, и легче обслуживать. Редукторы изнашиваются быстрее моторов — при поломке меняете только редуктор.

Интегрированные мотор-редукторы (Integrated gearmotors)

Но для некоторых приложений интегрированный мотор-редуктор — лучший выбор. Преимущество: общая длина сборки на дюйм+ короче, чем раздельная. Проектирование проще: одна кривая скорость/момент определяет, тянет ли gearmotor приложение. Исключает ошибки проектирования. Монтаж проще: невозможны ошибки сборки редуктора на мотор.

Применение в пищевой промышленности

Интегрированные gearmotor отлично работают в суровых средах пищевой промышленности. Корпуса из нержавейки 300-й серии, соответствуют IP69K (устойчивость к высокотемпературному высокодавленному воде). Персонал легко моет оборудование, не боясь повредить. Отсутствует шов между мотором и редуктором — нет места для застревания пищи.

Фланцевые редукторы (Flange-face gearheads)

Новый тренд: flange-face редукторы. Вместо выходного вала — вращающийся диск с отверстиями для крепления на выходе. Приводной механизм монтируется прямо на фланец. Исключает гибкое муфту и все её проблемы. И редукторы, и мотор-редукторы доступны с фланцевым выходом.
Рис. 2. Монтаж редуктора на сервопривод: соедините фланцы винтами. Здесь split collar на входном шестерне фиксирует его на валу мотора.

Как выбрать правильный редуктор

Много типов редукторов для motion control. Знание атрибутов каждого поможет лучшему выбору:

• Цилиндрические (Spur) — зубья перпендикулярны грани шестерни. Компактны, дешевы, высокие передаточные числа. Минусы: шум, износ.
• Червьячные (Worm) — передача под 90°, высокие передаточные числа. Точные, тихие, мало обслуживания. Минусы: низкий КПД, необратимость.
• Планетарные (Planetary) — расположение напоминает солнечную систему. Центральное солнечное колесо ведет планетарные вокруг. Планетарные вращают выходной вал. Плюсы: компактность, высокий КПД, низкий люфт, высокое соотношение момент/вес. Минусы: сложный дизайн, высокие нагрузки на подшипники.
• Волновые/гармонические (Harmonic) — волновой генератор, флексплайн, круговой сплайн. Плюсы: малый вес, компактность, нулевой люфт, высокие передаточные числа, высокий момент, коаксиальные вход/выход. Минус: склонны к износу.
• Циклоидальные (Cycloidal) — входной вал ведет эксцентриковый подшипник, тот ведет циклоидальный диск. Малые размеры при высоких передаточных числах. Минусы: вибрация от циклоидального движения → износ зубьев диска.

Рис. 3. Одна кривая скорость/момент достаточно, чтобы определить, тянет ли интегрированный gearmotor приложение.

Для консультации по выбору редукторов и gearmotor для вашего дизайна звоните Полу Хорнингу (920) 209-5303 или Травису Стриби (920) 757-0500.