Электродвигатель бесшумный с редуктором (7 видео)

Мужики, поделитесь вашим богатым опытом. Посоветуйте тихий редуктор\привод.

Начал задумываться сделать качалку для детской кроватки с электроприводом. Уж извините за приземленность задумки . Из готового ничего подходящего под мои запросы не нашел.

Пока только самые общие прикидки. Видится это примерно как клин, который ставят под колесо машины или вагона, чтобы те не покатились, и этот клин немного меняет свой угол с помощью электропривода. Соответственно кладутся два таких клина под противоположные стороны кроватки/люльки и работают в противофазе. Кроватка должна стоять на гнутых полозьях, конечно, в таком варианте. По предварительным прикидкам электропривод должен обеспечивать усилие не меньше 5 кг и амплитуду примерно в 4-5 см. Соответственно нужен привод с моментом наверно в

30 кг/см. Качаться должно довольно медленно, цикл около 2-4 секунд, и желательно равномерно, без особых рывков и толчков, хотя это наверно не особенно важно.

Но главный вопрос в обеспечении тишины при всем при этом. Трудно сказать в цифрах, наверно что-то около 30-35 дБ. В общем вы понимаете, чтобы было практически не слышно в тихой ночной ком Тнате, чтобы родителям не мешало.

Опыт у меня в этом деле минимальный, но понятно, что найти такой тихий мотор не представляет проблемы, они практически бесшумны. Но вот редукторы не особенно радуют. Разобрал недавно один прибор явно китайского происхождения, средней шумности. Там всего-то червяк и шестерня с обычными прямыми зубами и к ней приделан шатун, все из мягкого прастика и обильо смазано, люфтов и вибраций практически нет. Но шумит. Оказалось, что весь шум создается пластиковым червяком. Видимо когда его винт встречается с зубьями шестеренки. В общем на этом примере я понял, что даже минимальный пластиковый редуктор — вешь довольно шумная.

В общем что посоветуете? Какой-то тихий редуктор? Или какой-то альтернативный привод?

Содержание

Магнитный редуктор для бесколлекторного мотора
Введение
Магнитный редуктор
МОТОР-РЕДУКТОР NORD — БЕСШУМНЫЙ ПОМОЩНИК РЕЖИССЕРА
📹 Видео

Видео:Мотор редуктор 12 вольтСкачать

Магнитный редуктор для бесколлекторного мотора

В данной статье я расскажу о магнитном редукторе, разработанном нами. Данный редуктор планируется использовать в связке с бесколлекторным мотором. В статье будет рассказано о возможной области применения данного редуктора, о его плюсах и минусах по сравнению с обычными редукторами.

Введение

Бесколлекторные электродвигатели (BLDC) обладают крайне высокой мощностью при минимальном размере. Это достигается благодаря мощным редкоземельным магнитам. При создании мотора в маленьком форм-факторе, такие двигатели не имеют конкуренции.

Однако, несмотря на высокую мощность, небольшой размер мотора накладывает на него множество ограничений таких как: небольшой момент, высокие рабочие обороты, маленькая площадь охлаждения. Данные ограничения не позволяют использовать весь потенциал мотора. Так, например, мотор форм-фактора 540 (D=36мм L=54мм) способен выдавать мощность свыше киловатта с достаточно хорошим КПД, но это возможно только при очень высоких оборотах, когда эту мощность снять с мотора становится достаточно сложно. В номинальном режиме такой мотор без принудительного обдува может выдавать 200-400ватт.

Основным направлением нашего коллектива MotoChrome является проектирование и создание бесколлекторных моторов. При проектировании мотора для одного из заказчиков мы как раз столкнулись с проблемами описанными выше. Заказчику был нужен мотор небольшим диаметром, но при этом достаточно высоким моментом и КПД. Чтобы соблюсти требования мотор получился длиной почти полметра при диаметре в 40мм. Мотор получился достаточно дорогим и очень сложным в сборке. При этом, для достижения тех же мощностных параметров, можно сделать мотор в 3 раза меньше, но с использованием редуктора. И в итоге выбран был именно этот вариант.

Читайте также: Понижающий редуктор для отопления

Использование редуктора кажется хорошим решением. Но с ним возникает множество других проблем, что не позволяет применять их полноценно во всех моторах.

дополнительный узел, имеющий вероятность поломки, и ограниченный ресурс работы
увеличение габаритных размеров;
повышенная шумность, что может быть критичным в работе подводных устройств;
большинство механических редукторов имеют ограничения по передаваемому крутящему моменту и скорости вала на входном валу редуктора, что в свою очередь накладывает дополнительные ограничения/требования к электромотору.

Подбирая редуктор мы упёрлись в две основные проблемы. 1) Чтобы редуктор смог реализовать весь потенциал бесколлекторного мотора, он должен быть размером сравнимым с размером мотора. С ним мотор перестаёт быть компактным. 2) Большинство механических редукторов не способны работать на высоких оборота (>15000 RPM), а нам интересны именно высокие обороты. Только 1…2 компании согласились взять заказ на требуемый редуктор и поставить его через 3 месяца после получения оплаты. Какова будет его надежность и стойкость нам еще предстоит выяснить, однако трудности, связанные с поиском нужного редуктора, заставили нас думать над этой проблемой дальше.

Неплохим вариантом, с нашей точки зрения, оказался магнитный редуктор. Они пока не получили широкого применения и про них достаточно мало информации, поэтому мы решили поглубже разобраться в данном вопросе и сделать редуктор самостоятельно. Это нам позволит отработать подход к его моделированию и позволит в будущем рассчитывать его параметры.

Магнитный редуктор

Магнитный редуктор мы решили делать по распространённой схеме, которая представляет собой аналог планетарного редуктора. Магниты в центре являются «солнечной шестерней», магниты снаружи — «зубчатый венец (эпицикл)», между ними зубцы из магнитомягкого материала выполняют роль «водила».

Такая конструкция обладает максимальным моментом удержания в минимальном объёме и она хорошо подходит под нашу задачу. В результате нами был спроектирован и изготовлен следующий образец.

Диаметр данного образца 36мм. Входная часть редуктора выполнена по стандарту NEMA 17. Вместо выходного вала мы сделали универсальную планшайбу, позволяющую прикреплять к ней различную нагрузку в опытных работах, тестах и экспериментах, а при необходимости и установить вал, благодаря базовому посадочному отверстию в центре планшайбы. К слову сказать, концепцию универсальных креплений мы применили и в нашем моторе «Electron», который мы готовим к серийному производству и продажи на территории РФ (о нем мы напишем отдельную статью).

Параметры получившегося редуктора оказались достаточно близки к расчётным. Он обладает понижением 1:10 и способен удержать на выходном валу момент 0.53Нм при статической нагрузке. Это достаточно хороший показатель для таких габаритов. Для сравнения, мотор в тех же габаритах выдаст такой момент с КПД ниже 50%, а система с данным редуктором будет обладать КПД 80%.

Кроме того, редуктор получился очень плавным и тихим. В нём абсолютно не ощущаются какие-либо рывки при вращении, момент передаётся очень мягко. Данное свойство определило название, данное нами редуктору — «Smoother».

Видео:Краткий обзор мотор редукторов для любых проектов.Скачать

МОТОР-РЕДУКТОР NORD — БЕСШУМНЫЙ ПОМОЩНИК РЕЖИССЕРА

Немецкая компания NORD DRIVESYSTEMS занимает одну из лидирующих позиций в производстве приводной техники. Фирма работает более чем пятьдесят лет, и за это время в ее активе — реализация крупнейших проектов в различных отраслях промышленности во всем мире. Компания продолжает стремительно развиваться во многом благодаря правильному распределению инвестиций в расширение производства, разработку новых изделий, открытию новых филиалов и сервисных центов.

В производственной номенклатуре NORD DRIVESYSTEMS имеется целый ряд специализированных приводов для нужд отдельных отраслей. Например, компания широко известна и применима среди производителей перемешивающего оборудования за счет наличия целого ряда инновационных разработок в этой области привода. Специально разработанный подшипниковый узел позволяет значительно увеличить допустимые радиальные нагрузки на выходной вал редуктора и исключить возможность протечки масла и попадания его в емкость. Последние пять лет ведется активная работа в области привода для пищевой промышленности, что уже имеет свои плоды, в том числе в России. В данной статье хотим остановиться подробнее на еще одном успешном направлении деятельности компании — а именно на театральных приводах.

Читайте также: Газовые редукторы для баллонов с сжиженным газом

Около десяти лет назад в России начался глобальный переход на оснащение сценических площадок оборудованием нового качественного уровня. Потребности театра изменились. Когда-то даже самой именитой сцене хватало десяти противовесных декорационных подъемов на ручных приводах. Сегодня театральное руководство, планируя реконструкцию, думает, как и где ему разместить хотя бы сорок штанкетных подъемов, да еще несколько индивидуальных, и это не считая подъемов софитов. Декорации сегодня меняют прямо на глазах у зрителя, не прячась за кулисами и не выпроваживая зрителей на антракт. Всевозможные механические перемещения на сцене уверенно становятся художественной частью спектакля, режиссеры на них рассчитывают как на инструмент для производства сценического эффекта. Так на смену элементарной ручной противовесной системе подъемов приходит механическая беспротивовесная система. Отказ от противовесов — это отказ от архаичных грузов и сложной блочной системы, экономия времени, существенное сокращение персонала для монтажа декораций, абсолютная точность и синхронность движения механизмов.

Одним из основных критериев при выборе привода театрального исполнения является его компактность. Большинство российских театров построены 20, 30, 50 лет назад, и сегодня они лишь переоснащаются, меняют оборудование, оставаясь при этом в родных стенах. И под это все необходимо подстраиваться, умещаться и вписываться. Поэтому театральные лебедки должны быть максимально компактными и удобными для размещения в небольших театральных технических пространствах. Для верхней механики сцены, отвечающей за перемещение, подъем декораций и света, не менее важным критерием является вес оборудования. Монтаж такого оборудования-это действительно очень сложная задача, которая становится еще сложнее с ростом габаритов.

Компактность мотор-редукторов NORD достигается за счет непосредственного монтажа электродвигателя на редуктор. Шестерня быстроходной ступени редуктора напресовывается на ротор электродвигателя. Для реализации больших передаточных отношений быстроходная шестерня нарезается на роторе электродвигателя. Таким образом, первая ступень редуктора физически начинается еще на электродвигателе. В некоторых случаях за счет данного решения удается применить двухступенчатый редуктор вместо трехступенчатого или вовсе обойтись одним редуктором вместо двух последовательно соединенных. Другим немаловажным конструктивным решением по оптимизации габарита привода является сам корпус редуктора. Форма корпуса, места установки подшипников разработаны специально для данного типа редуктора и способа его монтажа. Например, корпус редуктора насадного исполнения не имеет лап и отверстий под фланец, крепление от проворачивания подразумевается за счет проушины и комплекта демпфирующих элементов. Такое решение облегчает корпус за счет отсутствия не требующихся ребер жесткости плоскостей крепления.

Одним из возможных решений компактной автоматизации лебедок является установка децентрализованных преобразователей частоты. Данные частотные преобразователи имеют степень защиты IP55 и устанавливаются непосредственно на клеммную коробку электродвигателя. Такое решение позволит значительно уменьшить габаритные размеры шкафа управления.

Редкий театр сегодня имеет просторные машинные залы, чтобы убрать туда все шумные приводные части сценического оборудования, подальше от сцены, от зрителей. Лебедки приходится размещать на галереях, а если в зале нет второй высоты, то и прямо на «потолке» сценической коробки. Десятки шумных мотор-редукторов — это огромный крест на любом творческом начинании. Высокое качество изготовления шестеренок, моноблочная концепция корпуса редуктора, нормативы, принятые при производстве электродвигателей, позволяют говорить о продукции NORD как об очень тихом приводе. Помимо этого, компания NORD разработала, испытала и успешно применяет целый ряд мер по снижению уровня шума привода специально для театрального применения. В первую очередь, исключается заправка редуктора минеральным маслом в пользу синтетического. Зубчатые колеса редуктора целиком погружены в масляную ванну, что обеспечивает картерное смазывание зацепления и не допускает разбрызгивания масла и появления связанного с этим шума. Данные меры позволяют снизить уровень шума редуктора в среднем на 5 Дб. Со стороны электродвигателя лимитирующим является электромагнитный тормоз, а именно щелчок, возникающий при смыкании фрикционного диска с тормозной пластиной. Для минимизации этого эффекта NORD применяет специальную театральную серию электромагнитных тормозов от производителя Precima, Германия. Дополнительные резиновые прокладки, кольца позволяют снизить уровень шума ниже 50 Дб. Характерным режимом нагрузки электродвигателя театральной лебедки является S3, т.е. периодический, повторно-кратковременный. В данном режиме допускается применение электродвигателя без крыльчатки, т.к. двигатель не успевает нагреться до критической температуры за время его работы. В свою очередь отсутствие вентиляции двигателя позволяет снизить уровень шума во время работы. При необходимости применяются электродвигатели с чугунным корпусом. Вышеперечисленные меры в совокупности позволяют использовать лебедки во время спектакля, не прибегая к специальным шумовым эффектам, скрывающим звук работы механизмов.

Читайте также: Бортовой редуктор мини экскаватора хитачи

Вопрос надежности нижней механики сцены, связанный непосредственно с подъемом людей, или верхней, в условиях, когда вся работа актеров проходит под поднятыми декорациями, реквизитом и осветительным оборудованием — это всегда вопрос №1. Каждая лебедка проходит динамическое и статическое испытание на стенде с нагрузками, превышающими номинальные на 10 и 25% соответственно. Нормативы предписывают необходимость наличия двух тормозов, каждый из которых способен удерживать нагрузку с запасом в 25%, т.е. общий запас не менее 2,5-кратный. Стоит ли говорить о возможных последствиях отказа лебедки в условиях, когда в театре проходят по два—три спектакля с полной сменой декораций?

Каждый подобранный мотор- редуктор NORD театрального исполнения проходит дополнительную проверку в технической службе компании. За расчетное значение принимается крутящий момент, возникающий при одновременном срабатывании двух тормозов. Каждая ступень редуктора проверяется по критерию предела текучести зуба и, зачастую, предписывается применение большего типоразмера редуктора или усиления вала или шестерни посредством применения заготовки из легированной стали.

Основательный подход к выбору театрального привода, грамотная ценовая политика и технические особенности самого оборудования NORD позволили занять лидирующую позицию на рынке. Во многом благодаря партнерству с предприятием «Система» из г. Сарова, за десять лет мы модернизировали более ста театров страны. Среди выполненных объектов значатся Государственный академический Малый театр России, Казанский академический русский Большой драматический театр им. В. Качалова, Нижнетагильский драматический театр им. Д.И. Мамина-Сибиряка, Екатеринбургский муниципальный театр юного зрителя и многие другие. Театральная культура страны находится на высочайшем уровне. Наши театральные постановки показываются во всем мире, равно как и наши театры радушно распахнуты для российских зрителей и зарубежных гостей. Компания «НОРД Приводы» гордится всеми выполненными проектами и чувствует причастность к сохранению культурного наследия страны.

Дмитрий Губин,

ведущий менеджер отдела продаж

ООО «НОРД Приводы»

Россия, 196084, Санкт-Петербург, ул. Воздухоплавательная, 19

тел/факс +7 (812) 449-12-68

источники:

https://evakuatorinfo.ru/elektrodvigatel-besshumnyy-s-reduktorom