Самоторможение червячного редуктора это

Червячные мотор-редукторы нашли широкое применение в промышленности так как способны эффективно обеспечить значительное снижение частоты вращения и увеличение крутящего момента. Самоторможение свойственное червячной паре применяемой в этих редукторах также бывает полезно во многих технологических процессах.

Что такое самоторможение

В узле червячной передачи червяк, как правило, является задающим движение элементом. Самоторможение означает, что зубчатое колесо соединённое с выходным валом не может приводить в движение червячный винт. Другими словами, обратное вращение невозможно.

Самоторможение возникает, когда мотор-редуктор находится в статическом, либо в динамическом состоянии, хотя чаще это происходит, когда червячная передача неподвижна, то есть редуктор находится в состоянии покоя. Теоретически, пока коэффициент трения между зубчатым колесом и червяком больше тангенса угла опережения червяка, зубчатое колесо считается заторможенным и не сможет вращать червяк. Статический коэффициент трения обычно зависит от материалов двух компонентов и от наличия смазки между ними. Но как показала практика на коэффициент самоторможения влияет и другие факторы, такие как: состояние поверхностей элементов редуктора находящихся в движении (гладкие поверхности создают меньшее трение, чем шероховатые поверхности).

Коэффициент динамического трения ниже статического и соответственно динамическое самоторможение встречается реже, чем статическое для червячной передачи с таким же углом поворота и условиями эксплуатации. В дополнение к соображениям, упомянутым выше для статического коэффициента трения, коэффициент динамического трения также зависит от скорости вращения червячной передачи и состояния смазки в динамических условиях.

Другой способ указать условие самоблокировки состоит в том, что угол трения между червяком и зубчатым колесом должен быть больше угла опережения червяка. Угол статического трения — это угол, под которым относительное движение между двумя компонентами (такими как блок и клин) только начинает происходить в статических условиях. Угол динамического трения — это угол, при котором движение между двумя объектами прекращается.

Статический коэффициент трения между стальным червяком и бронзовым зубчатым колесом составляет примерно 0,15, что дает угол трения примерно от 8 до 9 градусов: арктангенс(0,15) = 8,5 градусов.

Динамический коэффициент трения зависит от скорости вращения червячной пары. Он может варьироваться от 0,08 на малых скоростях — давая угол трения 4,6 градуса — до менее 0,02 на высоких скоростях — давая угол трения примерно 1 градус.

Самоторможение подтвердило свою эффективность, например, в грузоподъемном оборудовании, где в случае отключения электропитания необходимо удержание груза. Однако производители червячных редукторов рекомендуют все таки использовать электромеханический тормоз на случай возможного обратного вращения, а не полагаться на теоретическую способность червячного механизма к самоторможению.

Червячные мотор-редукторы обладающие самоторможением

Среди российской приводной техники можно выделить следующие червячные мотор-редукторы

Наиболее популярными импортными мотор-редукторами червячного типа являются следующие модели

Более подробную техническую информацию габаритные размеры можно найти тут

Самоторможение червячных мотор-редукторов

Червячные мотор-редукторы нашли широкое применение в промышленности так как способны эффективно обеспечить значительное снижение частоты вращения и увеличение крутящего момента. Самоторможение свойственное червячной паре применяемой в этих редукторах также бывает полезно во многих технологических процессах.

Что такое самоторможение

В узле червячной передачи червяк, как правило, является задающим движение элементом. Самоторможение означает, что зубчатое колесо соединённое с выходным валом не может приводить в движение червячный винт. Другими словами, обратное вращение невозможно.

Самоторможение возникает, когда мотор-редуктор находится в статическом, либо в динамическом состоянии, хотя чаще это происходит, когда червячная передача неподвижна, то есть редуктор находится в состоянии покоя. Теоретически, пока коэффициент трения между зубчатым колесом и червяком больше тангенса угла опережения червяка, зубчатое колесо считается заторможенным и не сможет вращать червяк. Статический коэффициент трения обычно зависит от материалов двух компонентов и от наличия смазки между ними. Но как показала практика на коэффициент самоторможения влияет и другие факторы, такие как: состояние поверхностей элементов редуктора находящихся в движении (гладкие поверхности создают меньшее трение, чем шероховатые поверхности).

Читайте также: Схема редуктора для метана

Коэффициент динамического трения ниже статического и соответственно динамическое самоторможение встречается реже, чем статическое для червячной передачи с таким же углом поворота и условиями эксплуатации. В дополнение к соображениям, упомянутым выше для статического коэффициента трения, коэффициент динамического трения также зависит от скорости вращения червячной передачи и состояния смазки в динамических условиях.

Другой способ указать условие самоблокировки состоит в том, что угол трения между червяком и зубчатым колесом должен быть больше угла опережения червяка. Угол статического трения — это угол, под которым относительное движение между двумя компонентами (такими как блок и клин) только начинает происходить в статических условиях. Угол динамического трения — это угол, при котором движение между двумя объектами прекращается.

Статический коэффициент трения между стальным червяком и бронзовым зубчатым колесом составляет примерно 0,15, что дает угол трения примерно от 8 до 9 градусов: арктангенс(0,15) = 8,5 градусов.

Динамический коэффициент трения зависит от скорости вращения червячной пары. Он может варьироваться от 0,08 на малых скоростях — давая угол трения 4,6 градуса — до менее 0,02 на высоких скоростях — давая угол трения примерно 1 градус.

Самоторможение подтвердило свою эффективность, например, в грузоподъемном оборудовании, где в случае отключения электропитания необходимо удержание груза. Однако производители червячных редукторов рекомендуют все таки использовать электромеханический тормоз на случай возможного обратного вращения, а не полагаться на теоретическую способность червячного механизма к самоторможению.

Червячные мотор-редукторы обладающие самоторможением

Среди российской приводной техники можно выделить следующие червячные мотор-редукторы

Наиболее популярными импортными мотор-редукторами червячного типа являются следующие модели

Более подробную техническую информацию габаритные размеры можно найти тут

Самоторможение червячных редукторов.

Что такое — самоторможение червячного редуктора? Определение.

Самоторможение червячного редуктора. Определение понятия.

Самоторможение в той или иной степени характерно для всех червячных редукторов. Что включает данное понятие? Даём краткое и доступное определение – самоторможением червячного редуктора называется невозможность передать вращение от выходного вала к входному, то есть заставить работать редуктор наоборот. Стоит отметить, что вся дальнейшая информация относится к червячным одноступенчатым передачам, являющихся базовым элементом при проектировании и производстве червячных редукторов любой степени сложности.

Самоторможение зависит как от объективных, так и от субъективных характеристик передачи. К объективным характеристикам относится угол подъёма витка червяка, а к субъективным – материал червяка и червячного колеса, применяемая смазка и класс точности обработки трущихся поверхностей, наличие посторонней вибрации.

Типы самоторможения.

Самоторможение, возникающее в редукторе, бывает двух типов – статическое и динамическое.

Статическое самоторможение характерно для тех случаев, когда угол подъёма витка червяка меньше угла трения сопряжённых поверхностей в состоянии покоя. Подобные червяки присущи передаточным отношениям со статическим КПД менее 50%.

Динамическое самоторможение отличается от статического тем, что зависит от динамического КПД, который должен быть ниже 50%, а угол подъёма витка меньше динамического угла трения.

Ниже в каталоге приведены формулы для точного определения коэффициента полезного действия червячного редуктора.

h= tg& / tg(&+ß)

h = tg& / tg(&+ arctg (µz))

  • h – коэффициент полезного действия червячной передачи, КПД;
  • & – угол подъёма витка червяка, градус;
  • ß — угол трения (j=arctg (mz));
  • µz – коэффициент трения в червячной передаче/

Читайте также: Какую смазку применять для редуктора триммера

Общепринятыми материалами для изготовления червячных редукторов являются сталь для червяка и бронза для венца червячного колеса. Статический коэффициент трения µz в этом случае находится в диапазоне от 0,09 до 0,14, задаваемом состоянием и температурой масла и степенью износа поверхностей. Данное определение действительно для угла трения от 5 до 8 градусов.

При наличии внешних вибраций или неравномерной работе редуктора, с какими-либо рывками, статическое самоторможение становится менее значимым и необходимо брать в расчёт динамические показатели, основным из которых является динамический коэффициент трения. Его значение зависит от типа смазки, степени нагруженности механизма, качества обработки трущихся поверхностей и угловой скорости червяка и колеса (скорости скольжения). Для червячных редукторов, работающих в стандартных условиях и оборотами входного вала, не превышающими 900…1400 об/мин, динамический коэффициент трения µz находится в диапазоне от 0,02 до 0,05, чему соответствует динамический угол трения от 1 до 3 градусов.

Самоторможение червячных редукторов — плохо, хорошо, что с этим делать?

У червячной передачи есть одно прекрасное свойство – «самоторможение» (другой термин, обозначающий это явление – «отсутствие обратимости»).

Суть его в том, что при отсутствии вращения ведущего вала (червяка) ведомый вал затормаживается, и его невозможно провернуть, то есть нельзя заставить работать червячный редуктор в обратном направлении – от ведомого вала к ведущему. Это свойство начинает проявляться при передаточных числах от 35 и выше. Более корректно было бы здесь говорить не о передаточном числе, а об угле подъёма червяка, при уменьшении которого в определённый момент возникает самоторможение. Полное самоторможение достигается в передаче, в которой угол подъёма винтовой линии червяка равен или меньше 3.5°. Однако производители редукторов далеко не всегда предоставляют информацию об этом параметре в своих каталогах, и разработчикам приходится оперировать именно передаточными числами. Описанное свойство, в зависимости от области применения редуктора, может быть как достоинством, так и недостатком. При выборе червячного редуктора всегда необходимо осознавать возможность появления самоторможения и всех последствий, которые из этого свойства вытекают. Например, было бы ошибкой применять червячный редуктор в приводе закаточного устройства, при заправке которого требуется вручную поворачивать бобину с закатываемым листовым материалом, так как червячному редуктору даже с передаточным отношением меньше 25 довольно тяжело провернуть за ведомый вал или ставить червячный редуктор на привод колёсной пары тележки, если её необходимо будет иногда катать вручную. Наоборот, применение червячного редуктора (с большим передаточным числом червячной пары) в приводе подъёмника позволяет во многих случаях отказаться от установки дополнительного тормозного устройства. Однако совсем заменить тормоз эффектом самоторможения нельзя, т.к. по мере износа червячная пара теряет самотормозящие свойства.

Самоторможение зависит как от объективных, так и от субъективных характеристик передачи. К объективным характеристикам относится угол подъёма витка червяка, а к субъективным – материал червяка и червячного колеса, применяемая смазка и класс точности обработки трущихся поверхностей, наличие посторонней вибрации.

Самоторможение, возникающее в редукторе, бывает двух типов – статическое и динамическое.

Статическое самоторможение характерно для тех случаев, когда угол подъёма витка червяка меньше угла трения сопряжённых поверхностей в состоянии покоя. Подобные червяки присущи передаточным отношениям со статическим КПД менее 50%.

Динамическое самоторможение отличается от статического тем, что зависит от динамического КПД, который должен быть ниже 50%, а угол подъёма витка меньше динамического угла трения.

При наличии внешних вибраций или неравномерной работе редуктора, с какими-либо рывками, статическое самоторможение становится менее значимым и необходимо брать в расчёт динамические показатели, основным из которых является динамический коэффициент трения. Его значение зависит от типа смазки, степени нагруженности механизма, качества обработки трущихся поверхностей и угловой скорости червяка и колеса (скорости скольжения). Для червячных редукторов, работающих в стандартных условиях и оборотами входного вала, не превышающими 900…1400 об/мин, динамический коэффициент трения µz находится в диапазоне от 0,02 до 0,05, чему соответствует динамический угол трения от 1 до 3 градусов.

Читайте также: Мицубиси паджеро спорт задний редуктор

Самоторможение редукторов

Самоторможение редуктора червячного – «блокировка» передачи вращения по цепочке «выходной вал – входной вал». Благодаря ему приводное устройство не может работать наоборот. Данная функция в различной степени присутствует у всех типов червячных механизмов.

Но рассматривать свойство удобнее на примере основного его типа – одноступенчатого редуктора червячного. Поскольку одноступенчатая передача – это база проекта производства системы любой сложности.

Особенности функции задают характеристики передачи:

  • объективные параметры (расположение витка);
  • субъективные (материал исполнения колеса и червяка, тип смазочных расходников, точность обработки соприкасающихся/трущихся деталей, наличие вибрации).

Как работает самостоятельное торможение

Функцию (свойство) самостоятельного торможения еще называют отсутствием обратимости. Реализовано оно просто:

  • благодаря особенностям конструкции ведомый и ведущий валы являются взаимозависимыми;
  • когда вращение ведущего вала прерывается, ведомый постепенно затормаживается;
  • в результате останавливается вращение валов и прекращается работа механизма.

Такое свойство возникает при уменьшении угла подъема винта (происходит на передаточных числах 35+). Полное торможение наблюдается при величине угла червяка 3,5 градуса и ниже.

Типы самостоятельного торможения

Различают два вида самостоятельного торможения механизма.

  1. Статическое самоторможение редуктора.
  2. Динамическое самоторможение редуктора .

Статическое самоторможение возникает, когда угол трения совмещающихся поверхностей в покое оказывается меньше наклона/подъема витка червяка. Актуально для передаточных отношений со статическим коэффициентом полезного действия до 50%.

Динамическое самоторможение редуктора возникает при снижении уже не статического, а динамического КПД (ниже отметки 50%). Здесь неравенство уже в пользу динамического угла трения поверхностей (подъем витка червяка меньше).

Для работы с данными по торможению важно точно определить КПД редуктора червячного. Сделать это можно по следующим формулам:

  • h – это искомый коэффициент полезного действия (коротко – КПД) в процентах;
  • & – угол подъёма червяка, измеряется в градусах;
  • ß – угол трения соприкасающихся поверхностей (j=arctg (mz));
  • µz– коэффициент трения деталей.

Коэффициент трения µz для расчета статического самоторможения редуктора червячного принимается в диапазоне 0,09–0,14. Конкретный показатель зависит от износа деталей и температуры масла (типа, состояния). Это актуально для червячной передачи стандартного исполнения (бронзовый венец колеса и стальной червяк). Угол трения при этом принимается в диапазоне 5–8 градусов.

Динамический коэффициент трения используется при расчете динамического самоторможения (когда показатели статического самоторможения теряют актуальность в силу специфики режима работы редуктора червячного – наличия внешних вибраций, рывков при запусках/остановках). Он принимается в диапазоне 0,02–0,05 (соответствующий угол– 1–3 градуса).

Такие показатели принимают для механизмов стандартной группы (обороты входного вала редуктора червячного в пределах 900–1400 оборотов/минуту). Конкретный показатель коэффициента зависит:

  • от уровня нагрузки;
  • качества обслуживания подвижных/трущихся деталей;
  • скорости скольжения червячного колеса и угловой скорости червяка редуктора червячного;
  • вида применяемых расходников (смазка).

Мотор-редуктор тоже имеет функцию обратимости (торможения). Его моделям присущи различные виды – статического самоторможения и динамического самоторможения редуктора (обратимости). Зависит это свойство от характера и особенностей исполнения червячного зацепления.

Ниже приведена таблица, с помощью которой вы сможете определить наличие или отсутствие функций статического и динамического самоторможения редуктора.

  • Свежие записи
    • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
    • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
    • Какие моторы бывают у стиральных машин
    • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
    • Как снять стопорную шайбу с вала


Технарь знаток