(495) 227-63-20, 227-64-20

пн-пт: с 9-00 до 18-00 ч, сб-вс: выходной

Каталог товаров

Мотор-редуктор: устройство и назначение

Быстрая навигация по статье

Когда необходим мотор-редуктор?
Конструкция мотор-редукторов
Электродвигатели для мотор-редукторов
Устройство зубчатых передач
Картеры для мотор-редукторов
Подшипники для мотор редукторов
Цилиндрические мотор-редукторы
Червячные мотор-редукторы
Примеры применения редукторов
Купить мотор-редукторы у нас

Какие бывают мотор-редукторы

Мотор-редуктор — основной тип привода промышленных механизмов. Это электродвигатель и редуктор, собранные в одном блоке. Схема имеет множество преимуществ. Самые главные — легкость установки, малые габариты и улучшенное охлаждение электродвигателя. Тепло с нагретого мотора передается на массивный картер, в котором находятся шестерни. Мотор-редуктор необходим в абсолютном большинстве производственных процессов в любой отрасли. Электродвигатели являются наиболее дешевым источником кинетической энергии, поэтому выпускаются миллионными сериями. К ним выпускаются шестеренчатые редукторы, которые легко  и просто с помощью фланцевого соединения объединяются в один блок. Валы соединяются шпонкой или муфтой. Именно такая система и получила название «мотор-редуктор».

Когда необходим мотор-редуктор?

Когда необходим мотор-редуктор

Редуктор используется только в тех случаях, когда без него обойтись нельзя. Везде где можно, механизмы приводятся электродвигателем напрямую, например: вентиляторы, компрессоры, насосы. Если высокая скорость вращения не подходит, то необходим редуктор. Случаев, когда привод должен иметь низкие обороты, еще больше, чем высокоскоростных. Это сборочные устройства, манипуляторы, роботы, конвейеры, технологические линии. По этой причине в промышленности используются только понижающие редукторы. Все они понижают частоту вращения, тем самым увеличивая крутящий момент. Повышающие редукторы выпускаются штучно. Широкого применения у них нет. 

Конструкция мотор-редукторов

Конструкция мотор-редукторов

Для промышленных задач выпускаются сотни моделей мотор-редукторов широчайшего диапазона мощности, от единиц милливатт, то сотен киловатт. Самый мощный привод необходим на прокатных станах, так как там крутящий момент составляет десятки и сотни тонн. Самый маломощный — для систем управления, контроля, безопасности, например, привод небольших клапанов, а также сборочных роботов-манипуляторов.

Огромное разнообразие моделей имеет значительные общие свойства. Мотор-редуктор, это привод исключительно от электродвигателя. Например, приводную установку с ДВС не назовут мотор-редуктором. Она не относится в их категорию. Все электрические двигатели независимо от масштабов имеют значительное конструктивное сходство и работают по одному и тому же принципу — электромагнитная индукция. В них всегда ставятся железные элементы, которые периодически намагничиваются, чем обеспечивают вращение, а также медные или алюминиевые обмотки.

Составные части мотор-редукторов

  • Электродвигатель
  • Шестеренчатые передачи
  • Валы и подшипники
  • Картер, крышки опоры, фланцы

Среди каждого элемента есть значительная унификация, обусловленная тем, что уже давно известны наиболее оптимальные конфигурации всех элементов редуктора. Форма профиля зубьев шестерен рассчитана математически. Определено наиболее выгодное соотношение между диаметром и шириной шестерни. Аналогичная схема рассчитана и для подшипников. Именно поэтому они имеют одинаковую конфигурацию в очень широком диапазоне мощностей. Компания «Евро-редуктор» поставляет как раз такое правильно спроектированное и собранное приводное оборудование.

Электродвигатели для мотор-редукторов

Электродвигатели для мотор-редукторов используются все, за исключением высокоскоростных. Чем ниже скорость вращения выходного вала, тем тише и надежнее получается редуктор. Самая высокая скорость — 3000 об/мин, или 50 Гц. Это соответствует промышленной частоте переменного тока, поэтому такие электродвигатели имеют максимально высоких КПД. Трехфазный ток 50 гц проворачивает в них ротор с теми же 50 оборотов в секунду.

Скорость 3000 об/мин приводит к очень значительному шуму редуктора. Все наиболее значительные шумовые пики на спектре попадают в диапазон высокой чувствительности человеческого уха. Исправить ситуацию можно, если понизить частоту вращения. Этим мы снизим шумовые пики в сторону более низкочастотных звуков. На практике это ощущается, как низкооборотный редуктор шумит намного меньше, а его шум не такой высокий и пронзительный, а более низкий.

В промышленности очень популярны мощные индустриальные редукторы с частотой вращения входного вала 25 Гц. Это промышленные 50 Гц переменного тока, деленные на два. Для этого нужна особая намотка двигателя, что технически обеспечивается очень просто. Поскольку магнитное поле опережает угол поворота вала, постоянно придавая ему крутящий момент, то частота вращения получается не 1500, а 1450-1425 об/мин. Именно эти обозначения можно очень часто видеть на корпусах промышленных мотор-редукторов. Они выбраны не случайно, а являются результатом поиска наиболее компромиссного технического решения в плане габаритов, мощности и стоимости привода. Такое малошумное оборудование спрашивайте у нас, компании «Евро-редуктор».

Понижение частоты вращения делается не только ради снижения шума, а ради повышения надежности и срока эксплуатации оборудования. Значения 1450-1425 обмин являются оптимальными, но есть и еще более тихое оборудование, мотор-редукторы, приводимые в действие электродвигателями 1000-600 об/мин. Их главный недостаток — более высокая стоимость. Наиболее распространена серия электромоторов АИР. 

Электромоторы малой мощности изготавливаются необслуживаемыми. После износа подшипников их сдают на утилизацию и заменяют аналогичным новым оборудованием. Более мощные модели уже ремонтопригодны. Там заменяются подшипники на новые и дорогостоящие обмотки и электромагниты начинают отрабатывать свой второй срок службы.

Устройство зубчатых передач

Шестерни составляют основу редуктора. Зубчатые передачи могут передавать значительный крутящий момент. В этом их основное преимущество и отличие от ременных и фрикционных. Кроме того, у них нет боковой нагрузки на подшипники, как это бывает в ременных передачах, что необходимо для натяжения ремня.

Шестерни изготавливаются из стали. Подобраны специальные марки, наиболее стойкие к абразивному износу. Они же идут на изготовление подшипников. Это инструментальная легированная сталь высокой твердости.

Шестерни устанавливаются в корпус очень точно. В редукторах с алюминиевыми картерами возникает проблема неравномерного теплового расширения шестерен и картера, на котором установлены их валы. Алюминий расширяется сильнее стали, поэтому зазор между шестернями увеличивается. Это несколько снижает КДП, и приводит к возрастанию уровня шума. В промышленных мотор-редукторах эти проблемы не критичны.

Производство шестерен — сложный технологический процесс. Инструментальная сталь отливается в дисковые формы, а чаще прокатывается в прутки большого диаметра. На станках их разрезают на дисковые заготовки. Обработка литых заготовок сопряжена со стачиванием закаленной корки, поэтому более технологична нарезка из прутков, особенно для шестерен небольшого диаметра. На токарном станке заготовка сверлится, растачивается для придания точной дисковой формы, после чего ее отправляют на зуборезный станок. Сейчас широко используют оборудование с ЧПУ, поэтому стоимость шестерен многократно снизилась. Основной процент стоимости, это именно затратная и продолжительная механическая обработка, а не стоимость материала.

Маломощные редукторы имеют латунные или пластиковые шестерни. Они не требует обработки после изготовления, так как отливаются под давлением с высокой точностью. Редукторы с пластиковыми или латунными шестернями не предназначены для передачи значительного крутящего момента.

Из латуни часто делают червяки червяных редукторов. Они имеют сложный профиль поверхности, а из латуни их можно просто отлить под давлением и использовать без дальнейшей обработки.

Картеры для мотор-редукторов

Картер выполняет сразу несколько функций. Основная — размещение подшипников осей на строго определенном расстоянии, которое выдержано для максимального КПД зубчатой передачи. Если межосевое расстояние шестеренчатой пары увеличить, зубья начнут быстро стираться, упадет нагрузочная способность. Если уменьшить — зубья слишком глубоко войдут в зацепление друг с другом, возникнет дополнительное сопротивление вращению, потеря КПД, ускоренный износ и излишний нагрев. Оптимальная работа зубчатого зацепления возможна только при правильном расстоянии между осями. Его и выдерживает картер.

Вторая функция картера — защита шестерен, подшипников и валов от коррозии. Поскольку шестерни и подшипники являются высоконагруженными трущимися элементами, нанести на них защитное покрытие нельзя. Поэтому единственным способом защиты от коррозии становится нанесение масляной пленки. Картер делается герметичным. В него заливается масло. Уровень подбирают так, чтобы шестерни его доставали, и осуществлялось разбрызгивание. Через несколько минут после работы внутри катера создается так называемый масляный туман, в котором все внутренние детали оказываются надежно смазаны и защищены от коррозии масляной пленкой. Без герметичного картера такие условия работы невозможны, а именно они являются оптимальными с точки зрения КПД и срока службы деталей. Редукторы без герметичного картера, например, открытые шестеренчатые передачи, вынуждены работать на густой смазке. Их КПД, а главное ресурс эксплуатации намного ниже.

Третья функция картера — закрепление редуктора на производственном оборудовании. Мотор-редуктор имеет фланцевое соединение с электродвигателем. Оно самое компактное, но это не единственное его преимущество. Через широкий фланец тепло от электродвигателя передается на массивный чугунный картер редуктора. В результате охлаждение значительно улучшается.

Мотор-редукторы собираются в чугунных и алюминиевых картерах. Чугун намного дешевле и прочнее алюминия. Если вес оборудования не важен, то именно чугунный картер самый предпочтительный. Для редукторов на транспорте, на мобильных установках делают легкие алюминиевые корпуса. Применяются сплавы алюминия, главным образом силумин.

Чугунный картер получают методом отливки в земляной опоке. Точно обрабатываются гнезда для подшипников. При расточке учитывается не только правильность формы, но строгая параллельность валов, выдержанное расстояние между точками их закрепления.

Гнезда под подшипники валов делают либо глухими, либо сквозными. Сквозные гнезда намного технологичнее в обработке, чем глухие. Они обеспечивают экономию дополнительно, позволяя обходиться только двумя частями картера в многоступенчатом редукторе. При этом все валы будут цельными. Число деталей минимально. По такой схеме сделаны, например, крановые цилиндрические горизонтальные мотор-редукторы. У них две одинаковые половины картера, которые соединяются между собой болтами.

Подшипники для мотор редукторов

Подшипники для мотор редукторов

В самом простом одноступенчатом мотор-редукторе ставится 6 подшипников. Вал электродвигателя, входной вал и выходной вал. Многоступенчатые редукторы уже имеют по 8, 10, 12 и более подшипников. Для цилиндрических и цилиндро-конических редукторов используются почти исключительно шариковые подшипники. Для червячных — роликовой торцевой. Смещение червяка происходит в противоположенную вращению основного колеса сторону. Долгая работа с такой торцевой нагрузкой возможна только, если поставить специальный торцевой подшипник.

Маломощные редукторы для клапанов, задвижек, устройств управления подходят простые подшипники скольжения из баббита, антифрикционной бронзы, латуни и стали. Редукторы с подшипниками скольжения не предназначены для передачи значительного крутящего момента.

Производство подшипников унифицировано и давно ведется на роботизированных линиях. Этим обеспечивается небольшая стоимость. Все мотор-редукторы за очень редким исключением оснащаются обычными унифицированными подшипниками. Для их замены необходим пресс-съемник. Молотком устанавливать и снимать подшипники нельзя! Это приведет к порче гнезд в картере, выводу из строя подчас очень дорогостоящих деталей.

Цилиндрические мотор-редукторы

Цилиндрические мотор-редукторы

Это основной тип приводного оборудования для производственных установок, где необходимо передавать значительную мощность. Цилиндрические шестерни обладают максимально возможным КПД. Механические потери в них минимальны. Редуктор почти не греется, а передает значительную кинетическую мощность.

По цилиндрической схеме собираются редукторы для кранов, горнорудной промышленности, металлургии, сельскохозяйственных машин. Автомобильные коробки передач — это тоже многоступенчатый цилиндрический редуктор. Конструктивная схема имеет не менее двух параллельно расположенных валов и как минимум одну шестеренчатую пару на них.

Самым главным недостатком цилиндрических мотор-редукторов является их высокая стоимость. Она намного выше, чем у червяных редукторов с таким же передаточным числом. Поэтому их применение целесообразно только при большой нагрузке или продолжительной работе. Цилиндрические редукторы работают в непрерывном режиме. Для червячных необходим циклический режим на максимальной мощности, чтобы избежать перегрева.

Червячные мотор-редукторы

Червячные мотор-редукторы

У червячных редукторов самое выгодное отношение стоимости к передаточному числу. За счет всего двух подвижных деталей (одного колеса и червяка) получается передаточное число 3-4 ступенчатого цилиндрического редуктора. Разница в стоимости и числе деталей составляет 5-8 раз.

Преимуществом червячного мотор-редуктора является самоторможение. Это очень удобно в различных производственных механизмах, в том числе и в грузоподъемных. Применение червячных редукторов для подъема грузов допускается только на очень небольших значениях, не более нескольких сотен кг. Более тяжелые грузы поднимаются лебедками с цилиндрическими редукторами.

Примеры применения редукторов

Металлургия

В этой области необходимы самые мощные редукторы. Прокатные станы требуют крутящего момента больше 100 000 Н. Такие значения можно получить только от изготовленных на заказ цилиндрических редукторов. Шестерни в них имеют настолько большой размер, что изготавливаются по частям. Зубчатый обод собирается из нескольких одинаковых звеньев.

В металлургии можно отнести цилиндрические редукторы для горнорудной промышленности. Там используются так называемые крановые вертикальные и крановые горизонтальные редукторы.

Машиностроение, металлообработка

Основное число редукторов используется в металлообработке (машиностроении). Тела вращения составляют основу машин, поэтому для их изготовления необходим токарный станок. Привод токарных станков осуществляется через редуктор. Изначальной скорости вращения выходных валов электродвигателей, даже 1450 об/мин слишком высоки для металлообработки. Применение редуктора обязательно.

Основной тип редуктора для металлообработки — планетарные. Их преимущество — полная соосность входного и выходного вала. Благодаря этому они легко устанавливаются на станок точно так же, как и обычный электродвигатель. Тип монтажа — фланцевый, или на плите. Фланцевое соединение компактно и используется чаще. Планетарные мотор-редукторы для станков спрашивайте в ассортименте компании Евро-редуктор.

Строительная и грузоподъемная техника

В строительстве используется грузоподъемная техника большой и малой мощности. Во всем диапазоне мощностей целесообразно применение цилиндрических редукторов. Рекомендуем делать выбор в пользу унифицированных крановых редукторов. Они имеют простую трехступенчатую конструкцию и обеспечивают понижение скорости вращения достаточное для работы лебедок.

Подъемный кран должен иметь большую массу, чтобы не опрокидываться от веса поднимаемого груза. Если веса самой машины не хватает, то ставят дополнительные противовесы. По этой причине крановые редукторы имеют массивные чугунные корпуса. Устанавливаются они на платформе крана. Для привода лебедки и тележки используется одна и та же конструкция — цилиндрическая с расположением всех подшипников ступней на одной линии.

Современное монолитное строительство предполагает массовое использование автомобильных бетоносмесителей — миксеров. Редукторы для миксеров — только планетарные. Именно у них самое выгодное соотношение передаваемой мощности к собственному весу. Планетарный редуктор для миксера на 6 куб м весит около 100 килограмм. Цилиндрический редуктор на такой же момент на выходном волу и с таким же передаточным числом весил бы в 2-3 раза больше. Планетарные редукторы ставятся и на дорожную технику: асфальтоукладчики, катки, фрезеры для удаления старого асфальта. Они используются там, где критичен вес оборудования.

Сельскохозяйственное оборудование

Для комбайнов, сеялок, культиваторов, уборочных машин основным типом редуктора является планетарный. Там критичен вес оборудования, а применение планетарного передаточного механизма существенно его снижает.

Купить мотор-редукторы у нас

Мы поставляем оборудование от ведущих производителей привода в мире. У нас можно купить мотор-редукторы для промышленности, кранов, лебедок, мешалок, технологических линий. По вопросам заказа — звоните по телефонам, указанным на сайте.

По вопросам приобретения приводной техники обращайтесь в наш отдел продаж.

Заказать обратный звонок

(с кодом города)
ЗВОНОК БЕСПЛАТНЫЙ