موتور با گیربکس کاهشی: انواع، راهنمای انتخاب و کاربردهای کلیدی

موتور با گیربکس کاهشی واقعاً چه می کند

الف موتور با گیربکس کاهش - اغلب گیربکس نامیده می شود - یک موتور الکتریکی را با یک سیستم دنده مکانیکی در یک واحد فشرده ادغام می کند. عملکرد اصلی آن ساده است: سرعت چرخش را کاهش می دهد در حالی که به طور همزمان گشتاور خروجی را چند برابر می کند. اگر یک موتور الکتریکی با سرعت 1500 دور در دقیقه می چرخد اما نوار نقاله شما فقط به 30 دور در دقیقه نیاز دارد، گیربکس با نسبت کاهش 50:1 این شکاف را بدون به خطر انداختن تحویل نیرو پر می کند.

این رابطه مکانیکی توسط یک اصل ساده کنترل می شود - وقتی سرعت با یک نسبت معین کاهش می یابد، گشتاور با همان نسبت افزایش می یابد (منهای تلفات بازده). در عمل، یک گیربکس با طراحی خوب با راندمان گیربکس 90 تا 95 درصد بیشتر آن گشتاور نظری را به شفت خروجی می رساند. به همین دلیل است که گیربکس ها به استفاده از موتورهای بزرگ برای انجام کارهای با سرعت کم و گشتاور بالا ترجیح داده می شوند.

انواع اصلی و مبادلات مکانیکی آنها

همه گیربکس های کاهش دهنده یکسان ساخته نمی شوند. هندسه چرخ دنده ظرفیت گشتاور، سطح نویز، راندمان و ردپای فیزیکی کل واحد را تعریف می کند.

کاهنده چرخ دنده خار و حلزونی

گیربکس های اسپار از دندانه های برش مستقیم روی شفت های موازی استفاده می کنند. آنها مقرون به صرفه و نگهداری آسان هستند، اما در سرعت های بالاتر صدای قابل توجهی ایجاد می کنند. انواع مارپیچ از دندان های زاویه دار استفاده می کنند که به تدریج درگیر می شوند، که نویز را 3-8 دسی بل کاهش می دهد در مقایسه با طرح های خار و تحمل بارهای شعاعی بالاتر. اکثر خطوط نقاله صنعتی، بسته بندی و حمل مواد به ترکیبات مارپیچ یا مارپیچ-اریب متکی هستند.

کاهنده دنده سیاره ای

گیربکس های سیاره ای بار را در چند چرخ دنده سیاره ای که به دور یک چرخ دنده خورشیدی مرکزی می چرخند توزیع می کنند. این ترتیب ارائه می دهد چگالی گشتاور بالا در ردپای محوری فشرده - ایده آل برای روباتیک، درایوهای سروو و برنامه هایی که در آن فضا محدود است. واکنش برگشتی در واحدهای سیاره‌ای دقیق را می‌توان زیر 3 دقیقه قوس نگه داشت، که آنها را در محورهای CNC و تجهیزات مونتاژ خودکار استاندارد می‌کند.

کاهنده چرخ دنده کرم

گیربکس های حلزونی به نسبت های کاهشی بالایی دست می یابند - معمولا 10:1 تا 100:1 در یک مرحله - و هنگامی که زاویه سرب کمتر از 5 درجه است، یک جلوه خود قفل طبیعی ایجاد می کند. این امر آنها را به انتخابی قابل اعتماد برای درایوهای دروازه، بالابرها و سیستم های موقعیت یابی تبدیل می کند که در آن رانندگی به عقب تحت بار یک نگرانی ایمنی است. معاوضه کارایی است: جفت کرم برنز روی فولاد معمولاً در راندمان 60 تا 80 درصد ، که در چرخه های کاری بالاتر گرما تولید می کند.

نحوه انتخاب گیربکس مناسب برای برنامه شما

خطاهای انتخاب سهم قابل توجهی از خرابی های زودرس گیربکس را تشکیل می دهند. کار بر روی پارامترهای زیر به منظور جلوگیری از عدم تطابق قبل از نصب:

1. سرعت خروجی و گشتاور مورد نیاز - گشتاور بار پیوسته را در شفت خروجی محاسبه کنید. اگر چرخه‌های استارت/توقف مکرر هستند، گشتاور شتاب را نیز لحاظ کنید.
2. چرخه وظیفه - موتورهای کار پیوسته (S1) برای کارکرد نامحدود درجه بندی می شوند. درجه بندی های کار متناوب (S2-S9) به حداکثر گشتاور بیشتری اجازه می دهد اما باید بین چرخه ها خنک شود. عدم تطابق کلاس وظیفه یکی از دلایل رایج خرابی حرارتی است.
3. فاکتور خدمات - ضریب سرویس را اعمال کنید 1.25-2.0 بسته به بارگذاری شوک سنگ شکن ها و متراکم کننده ها ارزش بالاتری نسبت به درایوهای تسمه ای ساده دارند.
4. جهت نصب - کاهنده‌های کرم و مارپیچ دارای سطوح پرکننده روغن هستند که برای جهت‌گیری‌های خاص طراحی شده‌اند. نصب یک دستگاه به پهلو یا معکوس بدون موقعیت مناسب دریچه و دریچه روغن باعث از بین رفتن روغن کاری در عرض چند هفته می شود.
5. IP و رتبه بندی محیطی - محیط های بیرونی، شستشو یا گرد و غبار حداقل نیاز دارند IP65 . خطوط درجه بندی مواد غذایی معمولاً به IP67 و گزینه های شفت ضد زنگ نیاز دارند.

یکی از عواملی که اغلب نادیده گرفته می شود این است توان خروجی حرارتی مخصوصاً برای گیربکس های حلزونی در نسبت های بالا. اگر درجه حرارتی کمتر از توان مکانیکی باشد، گیربکس تحت بار پایدار بیش از حد گرم می شود حتی اگر رقم گشتاور روی کاغذ قابل قبول به نظر برسد.

صنایع و کاربردهایی که گیربکس ها ضروری هستند

موتور با گیربکس کاهش دهنده یکی از پرکاربردترین راه حل های درایو در تولید و زیرساخت است، دقیقاً به این دلیل که نیاز به کوپلینگ خارجی، درایوهای تسمه یا کاهش زنجیر را از بین می برد - که همگی نقاط شکست و چالش های تراز را اضافه می کنند.

• فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی - گیربکس‌های مارپیچ ضدزنگ ماشین‌های پرکننده، نقاله‌های بطری و خمیر میکسرها را هدایت می‌کنند که در آن بهداشت و مقاومت در برابر شستشو غیرقابل مذاکره است.
• حمل و نقل مواد و تدارکات — نوار نقاله های غلتکی و سیستم های مرتب سازی در مراکز توزیع از موتورهای درام (گیرنده های ادغام شده در غلتک نوار نقاله) برای دستیابی به تاسیسات تمیز و کم تعمیر و نگهداری استفاده می کنند.
• الفgitators and mixers - چرخ‌دنده‌های کرمی یا مارپیچی با گشتاور بالا، بارهای آهسته و پایدار اختلاط صنعتی را کنترل می‌کنند، جایی که افزایش گشتاور به طور منظم در طول تغییرات دسته‌ای رخ می‌دهد.
• الفutomated guided vehicles (AGVs) - گیربکس های سیاره ای فشرده با موتورهای 24 ولت یا 48 ولت DC چرخ های محرک AGV قدرت، که در آن نسبت گشتاور به وزن بالا و کنترل دقیق سرعت بسیار مهم است.
• سیستم های ردیابی خورشیدی - گیربکس های کرمی تحت بارهای باد بدون نیروی ترمز خود قفل می شوند و جهت گیری پنل خورشیدی تک محوره و دو محوره را امکان پذیر می کند.

در هر مورد، طراحی یکپارچه گیربکس پیچیدگی نصب را کاهش می دهد و یک واحد از پیش تراز شده و روغن کاری شده در کارخانه را فراهم می کند که آماده نصب است - یک مزیت عملی نسبت به ساخت قطارهای محرکه معادل از اجزای جداگانه.

روش های تعمیر و نگهداری که عمر سرویس گیربکس را افزایش می دهد

گیربکس ها بادوام هستند، اما نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند. شایع ترین علل شکست زودهنگام قابل پیش بینی و پیشگیری است:

• تخریب روغن - روغن دنده معدنی باید هر بار تعویض شود 10000 ساعت کار یا سالانه تحت شرایط دمای بالا. روان کننده های مصنوعی فواصل زمانی را تا 20000 ساعت افزایش می دهند، اما نیاز به بررسی سازگاری با مهر و موم و مواد محفظه دارند.
• نشتی مهر و موم - مهر و موم های لبه روی شفت های ورودی و خروجی از اقلام سایش هستند. آلودگی از طریق آب بندی های تخریب شده باعث ایجاد ذرات ساینده می شود که سایش دنده و یاتاقان را بسیار سریعتر از هر سایش ناشی از بار تسریع می کند.
• بلبرینگ پیش بار - یاتاقان های شافت خروجی بارهای شعاعی و محوری را از تجهیزات جفت شده حمل می کنند. کوپلینگ های نامناسب یا بارهای بیش از حد آویزان باعث کاهش عمر L10 یاتاقان می شود. 50% .
• دمای سیم پیچ موتور - نصب یک وسیله حفاظت حرارتی (ترمیستور PTC یا کلید دو فلزی) در داخل سیم پیچ موتور از فرسودگی در شرایط روتور مسدود شده جلوگیری می کند - یک افزودنی کم هزینه که در اولین رویداد هزینه را پرداخت می کند.

تجزیه و تحلیل ارتعاش و نمونه گیری روغن به طور فزاینده ای در برنامه های تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده استفاده می شود، که هفته ها قبل از خرابی، حفره دنده و سایش یاتاقان را می گیرند. برای خطوط تولید با ارزش بالا، هزینه این ابزارهای نظارتی معمولاً در داخل بازیابی می شود یکی از رویدادهای خرابی برنامه ریزی نشده جلوگیری کرد .