26

7. РЕДУКТОРЫ

7.1. Мотор-редукторы

Мотор-редукторы SEW состоят из электродвигателя и понижающего редуктора. Конструктивно они объединены в одно целое. Критерием для выбора подходящего типа редуктора, наряду с прочими являются соображения удобства расположения, возможности крепления и соединения с рабочей машиной. Выбор может быть сделан между редукторами с цилиндрическими шестернями, редукторами с обычными цилиндрическими шестернями и с уменьшенным зазором, червячными редукторами, планетарными передачами с уменьшенным зазором и спироидными.

КПД всех редукторов за исключением червячных относительно высок и независимо от числа ступеней лежит в пределах 0,94 – 0,98. КПД зацепления в червячных редукторах зависит от числа заходов червяка (1-, 2- или пятизаходный червяк). Он лежит в пределах от 0,3 до 0,9. Если КПД ниже 0,5, то это передача - самотормозящаяся. Такой привод следует применять только тогда, когда отсутствуют режимы, при которых момент передается от рабочей машины к двигателю, либо он настолько мал, что не может повредить редуктор.

7.2. Скорость и момент на выходном валу

Габарит редуктора определяется моментом на выходном валу . Этот момент рассчитывается по выходной мощности двигателя и выходной скорости редуктора:

[Нм],

где - мощность двигателя в кВт; - скорость выходного вала редуктора в об/мин; - КПД редуктора. В каталогах SEW мотор-редукторы характеризуются либо выходной мощностью, либо выходным моментом при заданной скорости выходного вала. Другим параметром является сервисфактор.

7.3. Сервисфактор (редукторы с цилиндрическими, коническими, червячными и спироидными передачами)

Редукторы рассчитаны на равномерную нагрузку с небольшим числом включений. При отклонении от этих условий необходимо теоретически рассчитанный момент или мощность умножать на сервисфактор, который определяется частотой включений, инерционного коэффициента и временем работы в течении дня. В первом приближении редуктор должен быть выбран по рассчитанному с учетом этих факторов моменту нагрузки. Каталожный выходной момент редуктора должен быть равен или больше рассчитанного. В первом приближении можно воспользоваться диаграммой на рис. 14. Наибольшие значения получаются с учетом особенностей специфического применения по опытным данным. По рассчитанному таким образом моменту на выходном валу можно окончательно выбирать редуктор. Допустимое значение этого момента должно быть больше или равно расчетному.

Рис. 14. Необходимый сервисфактор . * Время работы в часах в день. **Включениями считаются все пуски и торможения, а также переключения с низкой скорости на высокую и наоборот.

Кривые на рис. 14 зависят от характера нагрузки, которую разделяют на три степени:

I – равномерная нагрузка, допустимый инерционный коэффициент ≤ 0,2;

II – неравномерная нагрузка, допустимый инерционный коэффициент ≤ 3;

III – сильно неравномерная нагрузка, допустимый инерционный коэффициент ≤ 10.

Здесь под инерционным коэффициентом понимается отношение , где - сумма всех внешних моментов инерции, - момент инерции двигателя.

Пример: При 2000 включениях в час, времени работы 24 часа в день и степени нагрузки I сервисфактор составляет =1,35.

При некоторых применениях сервисфактор может быть больше чем 1,8. В таких случаях следует обратиться к производителю.

Кривые от I до III выбираются на основании неблагоприятных значений моментов инерции как внешних, так и на стороне двигателя. Можно проводить интерполяцию между кривыми I и III.

В каталогах SEW для каждого мотор-редуктора указывается сервисфактор. Он устанавливает соотношение между номинальной мощностью редуктора и номинальной мощностью двигателя. Определение сервисфактора не нормировано. Поэтому указания о нем зависят от изготовления и не поддаются сравнению.

При использовании червячного редуктора необходимо дополнительно учитывать влияние температуры окружающей среды и продолжительность включения. Дополнительный сервисфактор для червячного редуктора может быть определен по диаграммам рис. 15. Результирующий сервисфактор определяется как , где - коэффициент из диаграммы рис. 14; - коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды; - коэффициент при короткой продолжительности включения.

Рис. 15. Дополнительные сервисфакторы и для червячного редуктора

7.4. Кпд редуктора

Типичными потерями в понижающем редукторе являются потери в зубчатом зацеплении, подшипниках и уплотнительных кольцах, а также потери на перемешивание масла. Червячным и спироидным редукторам присущи повышенные потери. Чем выше скорость редуктора, чем больше потери. В цилиндрических, плоских, конических и планетарных редукторах КПД зубчатого зацепления одной ступени составляет от 0,97 до 0,98, в червячных и спироидных редукторах – в зависимости от исполнения – между 0,3 и 0,9. в течение времени приработки КПД червячных и спироидных радукторов может уменьшиться еще на 15%.

Если КПД меньше 0,5, то редуктор статически самотормозящийся. Такой привод может использоваться только тогда, когда обратный момент отсутствует или он настолько мал, что не может привести к поломке редуктора.

7.5. Скорость

Скорость выходного вала может быть сколь угодно малой. при использовании сдвоенного редуктора можно получить скорость 0,01 об/мин и меньше.

Приложения

Ассоциация Европейских изготовителей ЭД (СЕМЕР) пришла к добровольному соглашению с Европейской комиссией относительно эффективности производимой продукции. Это соглашение является обязательным для всех изготовителей. Предписываемые значения КПД всех 2- и 4-полюсных трехфазных двигателей в диапазоне мощности 1,1-90 кВт повышаются. Это соглашение определяет соответствующие минимальные значения КПД двигателей двух категорий: EFF 1 и EFF 2. Все двигатели с более низким КПД отходят к категории EFF 3 и не подлежат спецификации. Изготовители измеряют КПД по методу отдельных потерь (IEC34-2). Двигатели категорий EFF 1 и EFF 2 идентифицируются как энергосберегающие, а их категория отмечается на заводской табличке. (Все 4-полюсные 3-фазные двигатели SEW отвечают требованиям EFF 2).

Типы защиты по en 60034, часть 5, и en 60529

Общее обозначение типа защиты (International Protection Class) – IP

1-я цифра: защита от попадания посторонних предметов

2-я цифра: защита от попадания воды

Система обозначений IP соответствует ГОСТ 14254-80 и ГОСТ 1794-72

IP	Цифра 1		Цифра 2
	Защита от прикосновения	Защита от попадания посторонних предметов	Защита от попадания воды
0	Не защищено	Не защищено	Не защищено
1	От прикосновения большой площади (рукой)	От предметов размером более 50 мм	От водяных капель, падающих вертикально
2	От прикосновения пальцами	От предметов размеров более 12 мм	От вертикально падающих капель и брызг под наклоном до 150 к перпендикуляру
3	От прикосновения предметами или проволокой диаметром более 2,5 мм *)	От предметов размером более 2,5 мм	От вертикально падающих капель и брызг под наклоном до 600 к перпендикуляру
4	От прикосновения предметами или проволокой диаметром более 1 мм *)	От малых твердых предметов (более 1 мм)	От капель воды со всех сторон
5	От прикосновения вспомогательными средствами любого типа *)	От осаждения пыли внутри	От струй воды со всех сторон
6	От прикосновения вспомогательными средствами любого типа	От попадания любой пыли	От волн воды
7	-	-	Защиты при погружении в воду
8	-	-	Защита при длительном погружении в воду

*) Не относится к вентиляторам электрических машин

Стандартное исполнение защиты двигателей SEW: IP 54. По заказу обеспечиваются повышенные степени защиты IP 55 и IP 65.

Классы защиты повышенной безопасности:

EExe (повышенная безопасность)

EExed (двигатель повышенной безопасности, взрывозащищенный тормоз)

EExd (взрывозащищенные)

Новая директива 94/9/EG (АТЕХ 100а) унифицировала отдельные нормативы, определявшие степень взрывобезопасности оборудования и комплектующих на всей территории Европейского Союза. В соответствии с АТЕХ 100а обозначены:

группы устройств:

I – для использования в подземных разработках; II – для всех остальных областей

категории:

М – для группы I; 1, 2 или 3 – для группы II

тип взрывоопасной атмосферы:

G – для газа; D – для пыли

3-фазные двигатели SEW поставляются в категориях 2G, 3G и 3D.

Уровень вибрации двигателей IEC 34 (EN 60034)

Двигатели SEW отбалансированы согласно уровню вибрации "N". Низковибрационное исполнение "R" для 4-, 6- и 8-полюсных двигателей.

Дополнительная инерционная масса Z (инерционная крыльчатка)

Двигатель может оснащаться дополнительной инерционной массой Z (инерционной крыльчаткой), что обеспечивает более плавные запуск и торможение при работе двигателей от сети. Это придает двигателю дополнительный момент инерции. Инерционная крыльчатка устанавливается вместо стандартной; внешние габаритные размеры двигателя не изменяются.

Вентилятор принудительного охлаждения

Рекомендуется использовать в следующих случаях:

• Приводы, работающие с большим количеством включений

• Приводы с дополнительной инерционной массой (инерционной крыльчаткой)

• Приводы с управлением от преобразователя с диапазоном регулирования свыше 1:20

• Приводы с управлением от преобразователя, сохраняющие номинальный вращающий момент при низкой частоте вращения или в положении останова

Устройство плавного переключения числа полюсов WPU

Обычные двигатели с переключением числа полюсов могут плавно переходить с высокой частоты вращения на низкую только при принятии соответствующих мер. Для ограничения возникающего при таком переходе рекуперативного тормозного момента напряжение либо снижают до более низкого значения с помощью дросселей, трансформатора или понижающих резисторов, либо выполняют этот переход только в 2-фазном режиме. Все эти меры предполагают дополнительную сложность монтажа и коммутационного оборудования. Последующий обратный переход к работе в режиме нормального напряжения активизируется с помощью реле времени, которое настраивается эмпирически. В отличии от этого WPU обеспечивает полностью электронное управление.

Принцип действия: Управляющий сигнал перехода блокирует одну фазу питающего напряжения с помощью симистора, при этом снижая величину переходного вращающего момента приблизительно на одну треть. Эта фаза подключается снова с оптимальной величиной тока, как только достигается синхронная частота вращения многополюсной обмотки.

Преимущества WPU:

• независимость от величины нагрузки, отсутствие износа

• отсутствие потерь мощности, т.е. высокий КПД

• отсутствие ограничений для величины вращающего момента при разгоне и номинального вращающего момента. отсутствие ограничений для количества включений двигателя

• минимальная кабельная проводка

• возможность использования с любыми стандартными двигателями

Все 3-фазные двигатели SEW с тормозом и без него могут работать с управлением от преобразователей SEW MOVIDRIVE, MOVITRAC, MOVIMOT.

• MOVITRAC MC07: Компактный и недорогой ПЧ для диапазона мощности 0,37 – 3,0 кВт. Подключение к однофазным и трехфазным сетям на 230 В~.

• MOVITRAC MC31C: Компактный ПЧ для диапазона мощности 0,55 – 55 кВт с дополнительным оборудованием для модульного расширения. Подключение к трехфазным сетям на 230 В~ и 400-500 В~.

• MOVIDRIVE compact MCF/MCV40/41А: Компактный и высокоэффективный преобразователь для динамических приводов в диапазоне мощности 1,5 – 90 кВт. Подключение к трехфазным сетям на 230 В~ и 400- 500 В~.

• MOVIDRIVE MDF/MDV60A: Высокоэффективный приводной преобразователь для динамических приводов в диапазоне мощности 1,5 – 90 кВт. Широкий диапазон применения благодаря различному дополнительному оборудованию расширения технологических и коммуникационных возможностей. Подключение к трехфазным сетям на 230 В~ и 400- 500 В~.