Un motoriduttore è un motore accoppiato a un riduttore in modo che il pacchetto fornisca una bassa velocità di uscita e un'elevata coppia di uscita da una singola unità di azionamento. Il motore fornisce potenza, il riduttore scambia velocità con coppia e l'albero di uscita fa girare la macchina lentamente ma con forza sufficiente per spostare un trasportatore carico, ruotare un mulino o sollevare il carico di una gru.
Il termine è usato in modo approssimativo e ciò causa problemi reali nella fase degli appalti. Alcuni fornitori intendono un motoriduttore integrato: un alloggiamento, un albero, una targhetta. Altri significano un motore standard più un riduttore separato da accoppiare e allineare in loco. Entrambi sono comuni nell'industria pesante e la differenza cambia il modo in cui si dimensiona l'unità, come la si installa e cosa si tiene sullo scaffale come ricambio.
Cosa fa un motoriduttore con riduttore
Un motoriduttore scambia velocità con coppia attraverso un treno di ingranaggi e il commercio rimane quasi lineare finché non subentrano perdite di efficienza e limiti termici. Se il motore gira a n1 giri al minuto e il rapporto di trasmissione è i, la velocità di uscita è n2 = n1 / i, mentre la coppia di uscita aumenta all'incirca in proporzione a i, meno le perdite meccaniche.
Un esempio pratico mostra il valore. Un motore a quattro poli funzionante a 1470 giri al minuto accoppiato ad un riduttore elicoidale 20:1 fornisce circa 73,5 giri al minuto all'albero di uscita. Se il motore eroga 100 N·m al suo albero e il treno di ingranaggi funziona con un'efficienza del 96%, l'albero di uscita trasporta circa 100 x 20 x 0,96 = 1920 N·m. Un motore piccolo, veloce ed economico svolge il lavoro di uno molto grande e lento.
Le attività tipiche includono trasportatori a nastro e a coclea, mulini a sfere e a rulli, azionamenti per gru e paranchi, miscelatori, alimentatori, ventilatori per torri di raffreddamento e linee di lavorazione dei metalli. In ogni caso la macchina azionata necessita di una coppia elevata a bassa velocità e azionarla direttamente richiederebbe dimensioni del motore e corrente di avviamento poco pratiche.
Motoriduttore integrato o motore e riduttore separati?
Scegli un motoriduttore integrato quando lo spazio è limitato, l'allineamento in fabbrica è importante e il servizio è ripetibile e di dimensioni pari a quelle di un catalogo. Scegli un motore e un riduttore separati quando il motore è di grandi dimensioni, quando un telaio IEC standard deve essere acquistato localmente o quando il riduttore è un articolo progettato e il motore è un bene di consumo.
- Motoriduttore integrato: un albero, pezzi di ricambio allineati in fabbrica, compatti e più semplici, ma sostituire una delle metà significa sostituire l'intera unità.
- Motore e riduttore separati: fornitura flessibile del motore, sostituzione più rapida del motore, aggiornamento più semplice al funzionamento con inverter, ma sei tu a gestire l'allineamento, l'accoppiamento e il controllo della concentricità.
Tipi di ingranaggi utilizzati nei motori con riduttore a ingranaggi
Quattro tipi di ingranaggi coprono la maggior parte dei motoriduttori industriali: ingranaggi elicoidali per servizio continuo generale, ingranaggi planetari per coppia elevata in un ingombro ridotto, ingranaggi a vite senza fine per rapporti elevati e autobloccanti e ingranaggi a girandola cicloidali per carichi d'urto e azionamenti in linea compatti. Abbina prima il tipo al dazio e poi confronta il prezzo; se vuoi il principio di base, la nostra spiegazione di come funzionano i riduttori industriali e quale tipologia è adatta ad un determinato impiego è un utile punto di partenza.
Riduttori ad ingranaggi elicoidali e cilindrici sono l'impostazione predefinita per il servizio continuo a potenza da moderata ad alta, poiché i denti elicoidali ad albero parallelo raggiungono un'efficienza del 96–98% per stadio. Le unità multistadio coprono diverse centinaia a uno; la penalità per un rapporto elevato è la lunghezza e il peso dell'alloggiamento piuttosto che l'efficienza. Sono la scelta abituale per trasportatori, mulini, miscelatori e linee di processo.
Motoriduttore ad ingranaggi elicoidali per azionamenti industriali a servizio continuo Motoriduttore elicoidale integrato che offre una trasmissione ad alta efficienza e bassa rumorosità, adatto a trasportatori, mulini, miscelatori e linee di processo in cui sono comuni riduttori ad alberi paralleli. Visualizza il prodotto → Riduttori epicicloidali condividono il carico su tre o più ingranaggi planetari, motivo per cui forniscono una densità di coppia molto elevata in un pacchetto coassiale. I rapporti vanno da circa 3:1 per stadio a 1.000:1 nelle costruzioni multistadio, con un'efficienza del 96–97%, e sono adatti a presse a rulli, argani, unità di traslazione e miscelatori dove la lunghezza assiale è limitata.
Riduttori epicicloidali per sistemi di azionamento coassiale ad alta densità di coppia I riduttori epicicloidali coassiali offrono elevata densità di coppia ed efficienza, ideali per applicazioni compatte e pesanti come robot, energia eolica e macchine edili. Visualizza il prodotto → Riduttori a vite senza fine fornire una trasmissione ad angolo retto, un rapporto elevato in un unico stadio e un funzionamento silenzioso, ma l'efficienza scende da circa il 90% a rapporti bassi a sotto il 60% a rapporti alti, e il calore diventa il fattore limitante. I design avvolgenti avvolgono la vite senza fine con l'ingranaggio per aumentare la capacità di carico e agevolare il contatto dei denti.
Riduttore a vite senza fine a doppio avvolgimento per applicazioni a bassa velocità con carichi pesanti Il riduttore a vite senza fine a doppio avvolgimento offre un'area di ingranamento più ampia, una maggiore capacità di carico e una maggiore durata per azionamenti industriali precisi a bassa velocità e carichi pesanti. Visualizza il prodotto → Riduttori a girandola cicloidale utilizzare il contatto volvente anziché i denti scorrevoli, in modo che assorbano bene i carichi d'urto. I rapporti tipici sono compresi tra 9:1 e 87:1 e sono comuni su alimentatori, paranchi, miscelatori e altri azionamenti soggetti a frequenti avviamenti o impatti.
| Tipo di ingranaggio | Rapporto tipico | Efficienza | La migliore vestibilità | Attenzione |
|---|---|---|---|---|
| Elicoidale/cilindrico | Da 2:1 a 500:1, multistadio | 96–98% per fase | Trasportatori a servizio continuo, mulini, miscelatori | Alloggiamento più lungo e più pesante all'aumentare del rapporto |
| Planetario | 3:1 per fase, fino a 1000:1 | 96–97% | Coppia elevata in una lunghezza assiale ridotta | Costo più elevato, tolleranza di produzione più stretta |
| Verme (avvolgimento singolo o doppio) | Da 5:1 a 100:1 | 90% fino a meno del 60% | Rapporto elevato, silenzioso, ad angolo retto, autobloccante | Generazione di calore, grado e livello dell'olio rigorosi |
| Girandola cicloidale | da 9:1 a 87:1 | 90–95% | Carichi d'urto, avviamenti frequenti, azionamenti compatti | Meno adatto a input sostenuti a velocità molto elevata |
I numeri che decidono se l'unità sopravvive
La coppia in uscita, il fattore di servizio e la capacità termica determinano se un motoriduttore sopravvive in servizio; la potenza nominale del motore da sola no. Controlla questi elementi prima di disconnetterti:
- Coppia in uscita, non kilowatt del motore. Lo stesso motore dietro un riduttore 10:1 e un riduttore 40:1 fornisce una coppia dell'albero molto diversa, quindi dimensionare il riduttore in base alla coppia effettivamente necessaria alla macchina.
- Fattore di servizio. Circa 1,0 per carichi uniformi come ventilatori, 1,25–1,5 per shock moderati e 1,75–2,0 per shock pesanti come frantoi, mulini e gru, dove la coppia di avviamento può superare il doppio della coppia di funzionamento.
- Capacità termica e ciclo di lavoro. Il servizio intermittente consente un telaio più piccolo rispetto al servizio continuo; confermare la temperatura ambiente consentita, in genere 40 °C per le unità standard, e controllare la temperatura dell'olio sul campo.
- Carichi radiali e assiali sull'albero. Un pignone o una puleggia sull'albero di uscita aggiunge un carico sospeso che i cuscinetti devono sostenere; è un limite separato dalla coppia.
- Gioco. I trasportatori tollerano un gioco generoso, mentre gli azionamenti di indicizzazione, posizionamento e inversione di solito no.
- Posizione di montaggio e lubrificazione. Il livello dell'olio, lo sfiatatoio e l'orientamento della guarnizione cambiano in base alla posizione di montaggio, quindi un'unità orizzontale non può essere semplicemente girata su un lato.
Come selezionare un motoriduttore con riduttore in cinque passaggi
Lavorare a ritroso dalla macchina azionata e confermare cinque elementi prima di ordinare: coppia richiesta, velocità richiesta, fattore di servizio, interfaccia meccanica e ambiente.
- Definire il dovere. Registrare la coppia e la velocità sull'albero della macchina e indicare se il carico inizia a vuoto, a pieno carico o con la testa piena di materiale.
- Convertire nella coppia di progetto. Moltiplicare la coppia di esercizio per il fattore di servizio, quindi controllare la coppia di avviamento e l'inerzia della massa condotta.
- Scegliere il rapporto e verificare la tolleranza della velocità. Un trasportatore può accettare una piccola percentuale in entrambi i casi; una coclea, una pesatrice o un mulino solitamente non possono farlo.
- Controllare i limiti meccanici. Diametro dell'albero di uscita, sede della chiavetta, carico radiale consentito, posizione di montaggio e se è necessario un antiretro o un freno.
- Conferma l'interfaccia e l'ambiente. Telaio del motore, tensione, custodia, metodo di raffreddamento, temperatura ambiente, altitudine e programma di lubrificazione.
Installazione ed esecuzione di controlli che impediscono guasti prematuri
Disallineamento, olio errato e dispositivi di fissaggio allentati causano più guasti precoci rispetto a un vero sovraccarico, quindi considera la prima settimana di funzionamento come parte delle specifiche. Una pratica lista di controllo:
- Garantire la concentricità tra l'albero del motore e l'albero di ingresso del riduttore entro la tolleranza del produttore del giunto; il disallineamento angolare distrugge rapidamente guarnizioni e cuscinetti.
- Rabboccare fino alla qualità e al livello dell'olio specificati per la posizione di montaggio effettiva e verificare che lo sfiatatoio si trovi dove previsto dal progetto.
- Ricontrollare i bulloni della fondazione e il giunto di uscita dopo il primo turno, poi di nuovo dopo la prima settimana.
- Misurare le vibrazioni e la temperatura durante le prime 100 ore e cambiare l'olio dopo il periodo di rodaggio iniziale.
Errori comuni e rischi di approvvigionamento
La maggior parte dei guasti in fase di specifica derivano dal dimensionamento in base ai soli kilowatt del motore, ignorando la coppia di avviamento e presupponendo che la posizione di montaggio sia intercambiabile. I rischi ricorrenti sono prevedibili:
- Acquisto solo in base al rapporto, senza fattore di servizio o ciclo di lavoro dichiarato.
- Supponendo che un motore più grande risolva un problema di coppia, termico o di cuscinetto.
- Omissione dei dati di carico radiale per ruote dentate, pulegge, freni o freni con braccio di leva.
- Ordinazione di un'interfaccia standard per piede, flangia o albero per una macchina non standard.
- Lasciando pezzi di ricambio, tempi di consegna e fusioni sovradimensionate o non standard fino a dopo l'effettuazione dell'ordine.
La profondità della produzione riduce contemporaneamente molti di questi rischi. Taixing Reducer Co., Ltd., ad esempio, costruisce riduttori industriali dal 1984, elenca 16 serie di prodotti e più di 10.000 specifiche e segnala una capacità annua di 200.000 riduttori, supportata da grandi apparecchiature di rettifica e dentatura di ingranaggi per unità sovradimensionate e non standard.
Domande frequenti
Il motoriduttore è uguale al motoriduttore?
Nell'uso quotidiano, sì, entrambi significano un motore e un cambio che forniscono una velocità ridotta. In senso stretto, un motoriduttore è normalmente una carcassa integrata, mentre il termine più ampio comprende anche un motore separato accoppiato ad un riduttore.
Un rapporto più alto dà sempre una coppia più utilizzabile?
No. La coppia aumenta con il rapporto, ma l'efficienza e la capacità termica diminuiscono, quindi oltre il punto in cui il calore non può lasciare l'alloggiamento, il rapporto extra aggiunge perdite anziché potenza utilizzabile.
Posso modificare in cantiere la posizione di montaggio di un motoriduttore?
Solo se il produttore lo conferma. Il livello dell'olio, lo sfiatatoio e il design della guarnizione dipendono dalla posizione e un'unità costruita per il montaggio orizzontale può presentare perdite o funzionare a secco se ruotata verticalmente.
Quale fattore di servizio è adatto a un nastro trasportatore?
Da 1,25 a 1,5 copre la maggior parte dei nastri trasportatori caricati in modo uniforme. Aggiungere altro in caso di alimentazione grumosa, avviamenti frequenti, temperature ambiente elevate o riavvio sotto carico dopo un arresto.
Un motoriduttore può funzionare su un convertitore di frequenza?
Sì, a condizione che il motore sia classificato con inverter e che venga controllata la capacità termica a bassa velocità del riduttore e un'adeguata lubrificazione del film d'olio alla velocità operativa minima.
