Мотор редукторы с расстоянием червячной пары 110 мм

Мотор-редукторы с межосевым расстоянием червячной пары 110 мм: технические характеристики, сферы применения и особенности выбора

Мотор-редукторы с межосевым расстоянием червячной пары 110 мм представляют собой мощный и распространенный класс электромеханических приводов, занимающий нишу между средне- и крупногабаритным оборудованием. Данный типоразмер является ключевым в линейках большинства производителей, так как обеспечивает оптимальный баланс между передаваемым крутящим моментом, габаритами, стоимостью и универсальностью применения. Межосевое расстояние (a_w) в 110 мм – это расстояние между осями червяка и червячного колеса в редукторной части, являющееся основным параметром, определяющим размеры, прочностные характеристики и мощность агрегата.

Конструктивные особенности и принцип действия

Мотор-редуктор с a_w = 110 мм представляет собой моноблочный агрегат, состоящий из двух основных узлов: трехфазного асинхронного электродвигателя (как правило, общепромышленного исполнения серий АИР или аналогичных) и червячного редуктора. Соединение осуществляется через фланец, часто с использованием эластичной муфты, компенсирующей несоосности. Червячная передача состоит из стального червяка (винт с резьбой трапецеидального или близкого к нему профиля) и червячного колеса, венец которого выполнен из литейной бронзы (БрА10Ж4Н4, БрА9Ж3Л и т.п.) или антифрикционного чугуна. Передача вращения происходит под углом 90°, что является одним из ключевых преимуществ данной конструкции для организации привода в стесненных условиях.

Основные технические параметры и характеристики

Агрегаты данного типоразмера характеризуются следующими ключевыми параметрами:

• Номинальный крутящий момент на выходном валу: Диапазон от 500 до 2000 Нм и выше, в зависимости от передаточного числа и мощности двигателя.
• Передаточные числа (i): Стандартный ряд для червячных редукторов: 5, 7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100. Для a_w 110 мм наиболее востребованы числа в диапазоне от 10 до 60.
• Номинальная мощность двигателя: От 1.5 кВт до 7.5 кВт при стандартных оборотах двигателя 1500 об/мин (4-полюсные). Возможно исполнение с двигателями на 1000 об/мин (6-полюсные) для получения более низких выходных скоростей.
• КПД: Одноступенчатая червячная передача имеет КПД, зависящий от передаточного числа. Для i=10…60 КПД одной ступени составляет примерно 0.75…0.85. Общий КПД мотор-редуктора необходимо учитывать с поправкой на потери в подшипниках и уплотнениях.
• Выходная скорость (n₂): Рассчитывается по формуле: n₂ = n₁ / i, где n₁ – скорость вращения двигателя (об/мин). Типовой диапазон: от ~15 до ~150 об/мин.

Таблица 1. Примерные параметры мотор-редукторов с a_w = 110 мм (на базе двигателя 1500 об/мин)

Мощность, кВт	Передаточное число (i)	Выходной момент, Нм (прибл.)	Выходная скорость, об/мин	Тип исполнения
1.5	20	500	75	МЧ(Р) 110
3.0	30	850	50	МЧ(Р) 110
4.0	40	1200	37.5	МЧ(Р) 110
5.5	50	1800	30	МЧ(Р) 110
7.5	60	2200	25	МЧ(Р) 110

Исполнения и варианты сборки

Мотор-редукторы 110 мм выпускаются в различных монтажных исполнениях, регламентированных ГОСТ Р 50891 и каталогами производителей:

• Варианты расположения:
  • МЧ (или NMRV): Классическое горизонтальное исполнение. Вал редуктора расположен горизонтально, двигатель может быть ориентирован в любую сторону.
  • МЧВ (или NMRV-V): Вертикальное исполнение. Выходной вал расположен вертикально, что требует особого внимания к выбору смазки и уплотнений.
• Варианты сборки (положение двигателя относительно выходного вала): Существует 6 основных позиций (M1…M6), определяющих, с какой стороны редуктора расположен двигатель и ориентацию выходного вала. Это позволяет интегрировать привод в конструкции любой пространственной конфигурации.
• Конструкция выходного вала: Цилиндрический (ключ), полый (шлицевой или шпоночный), с фланцем. Наличие полого вала упрощает монтаж на приводной вал механизма.

Сферы применения

Благодаря высокому передаточному числу в одной ступени, компактности и возможности монтажа в различных положениях, данные агрегаты широко используются в отраслях, где требуется значительное снижение скорости и увеличение момента:

• Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, тали, конвейеры (ленточные, цепные, скребковые), шнековые транспортеры, крановые механизмы поворота.
• Промышленные смесители и мешалки: Приводы вертикальных и горизонтальных смесителей для химической, пищевой, строительной промышленности.
• Вентиляция и климатическая техника: Привод заслонок, шиберов, крупных вентиляционных установок.
• Оборудование для переработки полимеров: Экструдеры, дробилки.
• Водоочистные сооружения: Приводы решеток, скребковых механизмов, шламовых насосов.
• Металлообрабатывающие станки: Приводы подач, позиционирования.

Критерии выбора и расчет

Выбор конкретной модели мотор-редуктора 110 мм осуществляется на основе инженерного расчета, включающего следующие этапы:

1. Определение требуемого выходного момента (T₂): Рассчитывается исходя из нагрузки на рабочем органе с учетом сил трения, инерции, массы груза и кинематики механизма. Необходимо ввести коэффициент запаса (коэффициент службы) S_f, обычно от 1.2 до 1.5 для червячных редукторов.
2. Определение требуемой выходной скорости (n₂): Задается технологическим процессом.
3. Расчет требуемой мощности двигателя (P_потр): P_потр = (T₂ n₂) / (9550 η), где η – предполагаемый КПД редуктора (0.75-0.85).
4. Выбор передаточного числа: i = n₁ / n₂. Стандартная частота вращения двигателя n₁ – 1500 или 1000 об/мин.
5. Проверка по тепловой мощности: Для червячных редукторов критически важно, чтобы номинальная тепловая мощность (P_т) была больше или равна мощности двигателя. При недостаточной теплоотдаче требуется дополнительный радиатор или вентилятор обдува.
6. Проверка по пиковой нагрузке: Момент T_{2 max} на валу редуктора не должен превышать допустимый кратковременный максимальный момент, указанный в каталоге.

Особенности монтажа и обслуживания

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс агрегата. Основные требования:

• Монтаж: Обеспечить жесткое, ровное основание. Обязательна проверка соосности при соединении с приводным механизмом. Запрещается приложение ударных нагрузок к корпусу или валам.
• Смазка: Редуктор поставляется заправленным маслом. Тип масла – обычно ISO VG 220 или VG 320 для червячных передач. Первая замена – через 400-500 часов работы, последующие – каждые 4000 часов или ежегодно. Уровень масла контролируется через смотровое окно или щуп.
• Охлаждение: При постоянной работе в режиме, близком к номинальному, или в условиях высокой ambient-температуры, необходимо предусмотреть дополнительный отвод тепла.
• Эксплуатация: Контроль температуры корпуса (не должна превышать +80…+85°C), отсутствие посторонних шумов и вибраций.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается мотор-редуктор с a_w 110 мм от моделей 80 мм или 130 мм?

Основное отличие – в размерах, массе и передаваемом моменте. Модель 80 мм легче, дешевле, но имеет меньший номинальный момент (примерно до 800 Нм). Модель 130 мм мощнее, способна передавать моменты свыше 3000 Нм, но крупнее, тяжелее и дороже. Выбор зависит от требуемых нагрузок и габаритных ограничений.

Можно ли использовать мотор-редуктор 110 мм в режиме S5 (повторно-кратковременный) с частыми пусками?

Да, но с существенными ограничениями. Червячная передача характеризуется повышенным тепловыделением. При частых пусках и реверсах необходимо тщательно рассчитывать тепловой баланс, возможно, потребуется выбор двигателя заниженной мощности относительно редуктора или установка принудительного охлаждения. Предпочтительнее для таких режимов могут быть цилиндрические мотор-редукторы.

Каков типовой ресурс червячного мотор-редуктора 110 мм?

При соблюдении условий эксплуатации (нагрузка не выше номинала, правильная смазка, температура в допустимых пределах) ресурс до первого капитального ремонта (износ венца червячного колеса) составляет 10 000 – 15 000 часов. Ресурс подшипников и уплотнений может быть как больше, так и меньше в зависимости от условий.

Что означает обозначение МЧР 110-30-2.2 кВт?

Это условное обозначение, где: МЧР – Мотор-редуктор Червячный (Р – возможно, обозначение полого вала); 110 – межосевое расстояние, мм; 30 – передаточное число; 2.2 кВт – номинальная мощность электродвигателя.

Как правильно подобрать тормоз для такого мотор-редуктора?

Для обеспечения быстрой остановки и удержания нагрузки в статике используются электромагнитные тормоза, устанавливаемые со стороны двигателя (задний тормоз) или на выходной вал. Критерии выбора: необходимый тормозной момент (должен превышать рабочий момент с запасом), напряжение питания катушки, время срабатывания. Для моделей 110 мм часто доступны готовые комплектации с тормозом (исполнение с литерой «Б» или «Е» в маркировке).

Какие альтернативы существуют червячному мотор-редуктору на 110 мм?

Основные альтернативы в схожем диапазоне моментов и передаточных чисел:

• Цилиндро-червячные (планетарно-червячные) мотор-редукторы: Имеют более высокий КПД (до 0.9) и меньший нагрев, но сложнее и дороже.
• Цилиндрические (коническо-цилиндрические) мотор-редукторы: Обладают максимальным КПД (0.95-0.98), но для получения больших передаточных чисел (i>60) требуют 2-3 ступеней, что увеличивает габариты и стоимость.

Выбор в пользу червячной схемы оправдан при необходимости большого передаточного числа в одной ступени, компактности и низкой стоимости при умеренных требованиях к КПД.