2 marca 2024

Co to jest motoreduktor? Poznaj zasadę działania

Motoreduktory stanowią alternatywę dla tradycyjnych układów napędowych, których poszczególne elementy zajmują dużo miejsca i wymagają dużej dokładności w projektowaniu. Sprawdź, jak działa motoreduktor, gdzie najczęściej się je wykorzystuje oraz jakie są mocne i słabe strony takiego rozwiązania.

Co to jest motoreduktor?

Motoreduktor jest maszyną napędową, która składa się z napędu elektrycznego i przekładni mechanicznej. W segmencie motoreduktora znajdują się też zabezpieczenia, które chronią przed skutkami wycieków oleju lub wybuchem, a zastosowane smary sprawiają, że jest to mechanizm bezobsługowy.

Do czego służy motoreduktor? Do właściwości typowych silników elektrycznych należy duża prędkość obrotowa i niewielki moment obrotowy. Aby mogły one efektywnie zasilać maszyny i urządzenia musiałyby spełniać ich wymagania, które są całkowicie odwrotne – w takich zastosowaniach silnik musiałby generować małe prędkości i duże momenty obrotowe. Rozwiązaniem tego problemu jest właśnie motoreduktor. Jest to połączenie silnika elektrycznego z przekładnią redukującą, która zmniejsza prędkość kątową silnika o nawet kilkaset razy i jednocześnie o tyle samo zwiększa jego moment obrotowy. Motoreduktor pozwala efektywnie wykorzystać silnik elektryczny jako napęd w zastosowaniach przemysłowych – odwraca jego naturalne właściwości, czyli dużą prędkość obrotową i niewielki moment obrotowy.

Kompaktowa budowa sprawia, że motoreduktory zajmują o wiele mniej miejsca niż tradycyjny układ napędowy składający się z osobnych podzespołów – silnika, przekładni, sprzęgła. Wszystkie elementy napędu, redukcji prędkości i przeniesienia momentu znajdują się w jednej obudowie, która stanowi pojedynczy segment. Stosuje się też motoreduktory, które posiadają dodatkowe części, np. sprzęgła jednokierunkowe lub hamulec, a także motoreduktory składające się z kilku połączonych segmentów, w parze z drugim motoreduktorem, wariatorem lub przystawką zębatą.

Ze względu na swoją zwartą budowę, motoreduktory są chętnie wykorzystywane przez konstruktorów z wielu różnych branż ze względu na czas i łatwość zastosowania. Nie muszą oni wykonywać skomplikowanych obliczeń dobierając poszczególne elementy napędu. Wystarczy wybrać odpowiedni motoreduktor pod kątem prędkości obrotowej, momentu obrotowego i pozycji pracy. Motoreduktory są też znacznie mniej awaryjne i energochłonne. Pozwalają też na różnorodny montaż, dzięki czemu możliwości aplikacji są bardzo duże.

Motoreduktory wyposażone są w wielostopniowe przekładnie, które oferują bardzo wysoki zakres przełożeń (nawet kilkadziesiąt tysięcy).

Motoreduktor – zasada działania

Najważniejszą częścią motoreduktora jest przekładnia mechaniczna. Składa się ona z kół zębatych, których zadaniem jest przenoszenie siły wytworzonej w silniku na stronę wyjściową. Przekładnia pełni rolę przetwornika prędkości obrotowej i przetwornika momentu obrotowego. Konstrukcja i rodzaj przekładni wpływa na to przeznaczenie motoreduktora – do lekkich, średnich lub dużych obciążeń, a także do długiego lub krótkiego czasu pracy. Przekładnia może pracować w przełożeniu redukującym (zmniejszając prędkość obrotową) lub w przełożeniu podwyższającym (zwiększając prędkość obrotową).

Jak dzielimy motoreduktory?

Podział dostępnych na rynku motoreduktorów opiera się o typ przekładni zębatej na ostatnim stopniu przełożenia. Do najpopularniejszych rodzajów motoreduktorów możemy zaliczyć motoreduktor planetarny (z przekładnią planetarną), motoreduktor płaski (z przekładnią walcową), motoreduktor stożkowy (z przekładnią stożkową), motoreduktor ślimakowy (z przekładnią ślimakową) i motoreduktor walcowy (z przekładnią walcową).

Drugim kryterium podziału motoreduktorów jest rodzaj zastosowanego silnika. W tym przypadku wyróżniamy:

  • motoreduktory wyposażone w silniki DC z magnesami trwałymi,
  • motoreduktory wyposażone w silniki bezszczotkowe DC (BLDC),
  • motoreduktory wyposażone w silniki indukcyjne AC,
  • motoreduktory wyposażone w silniki szeregowe/bocznikowe.

Zalety i wady motoreduktorów

Największą zaletą motoreduktorów, o której już wcześniej wspominaliśmy, są małe rozmiary. Stwarza to duże możliwości wszechstronnego zastosowania tam, gdzie wykorzystanie tradycyjnych technik napędowych byłoby niemożliwe lub bardzo trudne. Drugą zaletą jest łatwość zastosowania. Projektant może wybrać gotowy motoreduktor z katalogu producenta w oparciu o zaledwie cztery parametry:

  • obroty wału wyjściowego,
  • moment wyjściowy (lub moc i sprawność),
  • współczynnik przeciążenia,
  • pozycję pracy.

Wadą motoreduktorów jest nieefektywność w przypadku konieczności przenoszenia dużych mocy przy jednoczesnym bardzo dużym przełożeniu. Aby było to możliwe, motoreduktory musiałyby osiągać bardzo duże rozmiary, przez co znika ich największa zaleta. W takim przypadku znacznie lepszym pomysłem jest skorzystanie z rozproszonego układu napędowego.

Warto wybierać motoreduktory, które są zbudowane z materiałów wysokiej jakości, a także ułożyskowane kulkowo – przekłada się to na długą i bezawaryjną pracę.

Zastosowania

Rozwiązania wyposażone w motoreduktory aktualnie stosowane są praktycznie w każdej gałęzi gospodarki. Miniaturowe motoreduktory znajdziemy m.in. w różnego rodzaju automatach sprzedających, natomiast motoreduktory o dużej mocy chętnie wykorzystywane są w przemyśle ciężkim. Korzysta z nich przemysł, transport, a nawet branża rozrywkowa. W przemyśle najczęściej stosuje się je jako element napędu przenośników, mieszadeł, wirników, a także maszyn umożliwiających przemieszczanie się produktów po linii produkcyjnej fabryk. W miejscach, gdzie panują trudne warunki (np. zapylenie, wilgoć) wykorzystywane są motoreduktory pneumatyczne.

Motoreduktory stosuje się też w schodach ruchomych, w przenośnikach bagażu na lotnisku, w kolejkach górskich, kolejkach w parkach rozrywki i w wielu innych systemach napędowych, z których korzystamy każdego dnia.

Źródło tekstu: https://ultrarobotics.pl/blog/co-to-jest-motoreduktor-poznaj-zasade-dzialania/