Крутящий момент редуктора
Крутящий момент промышленных редукторов
Производители предлагают большой ассортимент электродвигателей и редукторов для промышленного применения. Но не каждый из них является оптимальным или вообще подходящим выбором при конкретной ситуации.
Пользователям необходимо выбирать электродвигатель для своего изделия с учётом основного режима работы. При выборе редуктора важны тип, габариты, кинематическая схема, передаточное число. Одной из главных технических характеристик является крутящий момент. Он позволяет увеличить момент принимающему устройству и вращаться под действием нового.
Различают, в частности, следующие крутящие моменты:
- M2 - вращающий на выходном валу;
- Mn2 - номинальный. Это наиболее важный параметр. Редуктор может передавать его в течение длительного времени без перебоев;
- M2max - максимальный вращающий момент при постоянной или переменной нагрузке, с возможными частыми пусками/остановками. Он может быть передан редуктором в течение короткого времени (пиковый или момент ускорения);
- Mr2 - необходимый (соответствует требованиям заказчика). Он обязательно равняется или меньше номинального крутящего момента;
- Mc2 - расчетный момент (для выбора). Рассчитывается с учётом необходимого крутящего момента (Mr2), сервис - фактора (Sf) и номинального момента (Mn2). Имеются и другие крутящие моменты.
Если к валу редуктора на выходе присоединить штангу длиной ровно один метр, то с нагрузкой у конца штанги 1 Ньютон и привод сможет сохранить функциональность. Но в расчётах обычно переводят силу Ньютона в усилие, которое создаётся килограммом. Усилие одного килограмма равно 9,81 Ньютона.
Крутящий момент в зависимости от вида редуктора
По типу передачи различают основные виды: червячные, цилиндрические, конические, планетарные механизмы. Но не всегда востребованы именно однотипные: широко применяются редукторы комбинированные. В зависимости от конструкции редуктора вращение передаётся между параллельными валами, перекрещивающимися или пересекающимися. От вида редуктора зависит интенсивность крутящего момента. Она более высокая у планетарных редукторов.
Самыми популярными в промышленности на момент написания настоящего обзора являются цилиндрические редукторы. Они передают большие мощности и имеют КПД до целых 95%, то есть крайне полезны для выполнения своих задач.
Червячные редукторы популярные в связи с простотой конструкции, компактностью, плавностью хода и самоторможением. Однако, к сожалению, КПД их снижается из-за больших потерь на трение, тем не менее, в настоящее время и они достаточно востребованы.
Конические редукторы отличаются большей плавностью зацепления, длительное время могут работать в тяжелых условиях. Они часто применяются для передачи больших крутящих моментов под прямым углом. Из всех видов именно цилиндрическая передача – самая долговечная и надёжная.
С целью повышения передаточного числа изделия увеличивается количество ступеней.
Допустимый крутящий момент в разных редукторах создаётся по-разному:
- в цилиндрических редукторах за счёт разности диаметров шестерен, работающих в паре;
- в червячных редукторах за счёт изменения числа зубцов на шестерне.
Расчёт М кр.
Для лучшего понимания стоит изучить ситуацию на конкретном примере.
В качестве примера возьмём двухступенчатый цилиндрический редуктор РМ-650. Условия: на входном валу – обороты 1500 за минуту, передаточное число – 31,5, а нагрузка 100%.
При данной ситуации получится конструктивно максимальный крутящий момент 5116 Н.м.
Скажем, на выходной вал редуктора надет барабан радиусом в 1 метр. Это означает, что редуктор станет держать нагрузку в 5116 Н.м. (груз в 520 кг). При радиусе барабана 0,5 метра разрешена нагрузка 10232 Н.м. (1040 кг). Создаваемый М кр. будет равен перемножению силы на радиус. Рычагом является радиус барабана.
Формула расчёта максимального М кр.
Формула для расчёта допускаемого М кр.:
М = (9550 x P x U x N)/(K x nвх) , где:
- Р - мощность двигателя (кВт);
- U - передаточное число;
- N – КПД. У цилиндрических вариантов - 0,95-0,98, у червячных - 0,94-0,95;
- nвх - обороты входного вала (об/мин);
- К - коэффициент (по ГОСТ 21354-87 в зависимости от режимов использования).
ВАЖНО! Полученный при расчёте крутящий момент ни при каких обстоятельствах не должен быть более того, что отмечается в технических параметрах редуктора.