Червячный редуктор: больший момент за меньшие деньги

Редуктор используется для кратного увеличения крутящего момента, передаваемого от вала электродвигателя, и понижения скорости вращения. Для преобразования и передачи момента может применяться червячная или зубчатая (цилиндрическая, коническая) передача. Наибольшее распространение получили понижающие редукторы с червячной передачей.

Соотношение момента и стоимости

Важным критерием при выборе типа редуктора является соотношение стоимости агрегата и передаваемого им крутящего момента (передаточного отношения). Червячные редукторы являются лучшими по этому критерию.

Передаточное отношение — это количество оборотов на входном валу, необходимое для одного полного оборота выходного вала. Большинство червячных редукторов имеют передаточное отношение до 60:1 на одну ступень, а некоторые модели и больше. Цилиндрическим и коническо-цилиндрическим редукторам для достижения такого передаточного отношения необходимо три ступени. Таким образом червячные агрегаты оказываются заметно дешевле благодаря меньшему количеству передач, валов, подшипников, втулок и прочих деталей.

Доступность

Популярность червячных редукторов обуславливает еще одно их преимущество — доступность. Как правило, на складах большинства производителей и дилеров имеются значительные запасы редукторов данного типа, и они готовы к отправке в день заказа. К достоинствам приводов также относится взаимозаменяемость. Агрегаты имеют унифицированные габаритные и присоединительные размеры, что позволяет использовать их в качестве замены устаревшим и вышедшим из строя редукторам.

Варианты монтажа

В червячном редукторе червяк расположен под прямым углом к выходному валу с установленным на нем червячным колесом. Такая конструкция позволяет использовать оба конца выходного вала, который может иметь стандартную или увеличенную длину. Кроме того, выпускаются конфигурации с полыми валами, которые получают все большее распространение благодаря ряду преимуществ перед полнотелыми валами. Полый выходной вал редуктора позволяет наращивать ведомый (исполнительный) вал и сопрягать оба вала без использования дополнительного оборудования (ремней, цепей и проч.). Это упрощает конструкцию привода и его техническое обслуживание.

Многие производители также предлагают необслуживаемые редукторы, в которых нет вентиляционной пробки и отсутствует необходимость регулировки уровня масла в зависимости от монтажного положения. Такие приводы допускают произвольный монтаж и не требуют долива и замены смазочного масла.

Одной из неприятных особенностей червячной передачи является способность к самоторможению, когда при отсутствии вращения червяка затормаживается выходной вал. Другими словами, червячный редуктор не может вращаться в обратном направлении. Это свойство проявляется на передаточных числах от 35 и выше. На самоторможение влияет множество факторов, поэтому производители рекомендуют использовать электродвигатели с тормозом или другие способы, позволяющие избежать обратного вращения.

Большой срок службы

В промышленных червячных редукторах червяк, выполненный из стали, соприкасается с червячным колесом, венец которого изготовлен из более мягкого металла — бронзового сплава. В отличие от цилиндрических и коническо-цилиндрических передач в червячной передаче сопряженные поверхности деталей некоторое время притираются, после чего существенно замедляется износ бронзового венца.

При выборе того или иного материала производитель ищет оптимальный баланс между способностью металла к притирке и его износостойкостью. Во время обкатки происходит нагрев деталей редуктора. Мягкие бронзовые сплавы притираются быстрее при меньших рабочих температурах, но и служат меньше. Твердым бронзовым сплавам требуется больше времени на обкатку при более высоких температурах, однако они отличаются лучшей сопротивляемостью износу. Другими словами, при правильном подборе материалов червячные редукторы сопоставимы по сроку службы с приводами других типов.

Уровень шума

Одной из характеристик любого редуктора является уровень производимого при работе шума. Он зависит от типа передачи, точности сопряжения деталей и конструктивных особенностей конкретного изделия. По этому показателю червячные редукторы выгодно отличаются от тех же цилиндрических редукторов. Между зубьями червячного колеса и витками червяка происходит скользящее зацепление, в то время, как в цилиндрической или конической зубчатой передаче зубья нередко входят в жесткий контакт. Кроме того, в качественных червячных редукторах в зацепление одновременно вступает большее количество зубьев, что также снижает шумность привода. Наконец, в агрегатах с червячной передачей часто применяется лишь одна передаточная ступень.

Выводы

Редукторы с червячной передачей обладают целым рядом преимуществ перед цилиндрическими и коническими агрегатами. Они доступны, взаимозаменяемы, имеют отличное соотношение цена/момент, отличаются длительным сроком службы и низким уровнем шума. Важными особенностями червячных редукторов также являются взаимное расположение валов под прямым углом и вариант исполнения с двухсторонним выходным валом.

Другие полезные материалы:
Каскадное управление насосами
Настройка устройства плавного пуска
2 режима работы преобразователя частоты