Jak wybrać reduktor i silnik?

W kolejnym kroku należy wyznaczyć wymagane przełożenie reduktora i parametry pracy silnika. Pod ich kątem następnie analizuje się specyfikacje silników wstępnie wybranego typu, szczególną uwagę zwracając na ich charakterystyki momentu obrotowego w funkcji prędkości.

Na wykresie tym wyróżnia się dwa obszary pracy: ciągłej i chwilowej. Jeśli wymagana kombinacja momentu obrotowego i prędkości wypada w pierwszym z nich, oznacza to, że obie wielkości będą zapewnione przez cały czas pracy i nie trzeba się bać, że silnik będzie się przegrzewał. Jeśli jednak wypada w drugim obszarze pracy, silnik może określony moment obrotowy przy danej prędkości zapewnić tylko przez pewien czas. Po jego upływie zacznie się przegrzewać. Generalnie jeśli średni moment obrotowy wymagany w danym zastosowaniu wypada w obszarze pracy ciągłej, silnik jest dobrany poprawnie. Jeżeli jednak w tym zakresie pracy wypadnie maksymalny potrzebny moment obrotowy, silnik z dużym prawdopodobieństwem został przewymiarowany.

Następnie, w oparciu o specyfikacje wybranych modeli silników, z ich charakterystyk momentu w funkcji prędkości należy odczytać wartość prędkości przy wymaganym momencie. To pozwala na obliczenie prędkości reduktora przy danym przełożeniu. W dalszej kolejności wszystkie powyżej opisane kroki trzeba powtórzyć, porównując wyniki dla różnych reduktorów pod kątem spełnienia warunków nieprzekroczenia granicznego momentu obrotowego i ich nieprzegrzewania się.

Zalety motoreduktorów

Proces doboru silnika i reduktora w celu skompletowania napędu jest, jak wynika z powyższego opisu, skomplikowany i żmudny. Decydując się na zakup motoreduktora, korzystamy z faktu, że zadanie przeanalizowania kluczowych aspektów dopasowania do siebie jego komponentów wziął na siebie jego producent. W związku z tym dane katalogowe motoreduktora, w tym kluczowe charakterystyki obrazujące wzajemne zależności momentu obrotowego, prędkości i sprawności wraz z ich ograniczeniami, dotyczą już całego zestawu. Jeśli decydujemy się na podejście alternatywne, musimy je wyznaczyć sami, w oparciu na danych silnika i reduktora.

Ponadto motoreduktory zintegrowane w porównaniu z konstrukcją ze skompletowanym silnikiem i reduktorem wyróżnia kompaktowa budowa. To zapewnia większą elastyczność w zakresie montażu i może go ułatwić w ograniczonej przestrzeni. Jeżeli jednak wystąpi jakiś problem w ich działaniu, dotyczyć będzie całej jednostki zaprojektowanej jako zintegrowany zespół, podczas gdy w drugim przypadku obejmować będzie niezależny komponent – silnik lub reduktor. Poza tym jednak wybierając motoreduktor, także należy jego specyfikację przeanalizować pod kątem aplikacji, jak w przypadku doboru reduktora do silnika.

Motoreduktory – najczęstsze problemy Motoreduktory, jak wszystkie maszyny, ulegają awariom. Dochodzi do nich na skutek ich starzenia się i nawarstwiających się uszkodzeń wynikających z ciągłego użytkowania – w motoreduktorach, które działają godzinami bez przerwy, ciągły ruch i zmienne naprężenia prowadzą do zużywania się komponentów i ich rozregulowywania się. Brak okresowych sprawdzeń, regularnej konserwacji i nierozwiązywanie drobnych problemów, które z czasem mogą się kumulować, również skutkują poważnymi problemami. Do awarii dochodzi szybciej w przypadku niedobrania motoreduktora do warunków pracy (środowiskowych i obciążenia). Pewne oznaki świadczą o zbliżającej się awarii. Bezzwłocznie na nie reagując, można uniknąć poważnych komplikacji, które skutkują przestojami i kosztownymi naprawami. Dalej przedstawiamy objawy, które od razu powinny zaniepokoić. Takim są wycieki smaru. Ich przyczyną bywają: zużyte uszczelki, przepełnione układy smarowania, pęknięcia w obudowie. Oprócz tego wahania temperatury mogą powodować rozszerzanie się smaru i wydostawanie się go przez nieszczelności w osłonie. Brak smaru zwiększa tarcie, co przyspiesza zużywanie się komponentów motoreduktora i jego przegrzewanie się. Wycieki zwiększają również ryzyko zanieczyszczenia układu smarowania. Jeżeli motoreduktor nieoczekiwanie się wyłącza, przyczyną mogą być: problemy z połączeniami elektrycznym i/albo w instalacji zasilającej (na przykład wahania i zaniki napięcia), przegrzanie lub blokady mechaniczne. Należy też reagować na nietypowe dźwięki, jak zgrzytanie, piski, stukanie. W przypadku ich wystąpienia trzeba: sprawdzić stan i w razie potrzeby wyregulować przekładnie, wymienić zużyte i uszkodzone łożyska, upewnić się, że wszystkie elementy są dobrze zamocowane i sprawdzić poziom smaru. Uszkodzone łożyska, luzy komponentów, niestabilna podstawa z kolei skutkują nadmiernymi wibracjami. Gdy motoreduktor nagrzewa się w takim stopniu, że nie można go dotknąć, trzeba natychmiast interweniować. Częste przyczyny przegrzewania się to: przeciążenie, niewystarczające smarowanie, słaba jakość smaru, zablokowane albo nieprawidłowo działające chłodzenie, zużyte elementy powodujące tarcie wewnętrzne, zbyt wysoka temperatura otoczenia. Nadmierne nagrzewanie się jest objawem, który trzeba jak najszybciej zdiagnozować, ponieważ nie tylko skraca żywotność motoreduktora, ale grozi pożarem. Zużywanie się elementów napędu i problemy z zasilaniem albo połączeniami elektrycznymi mogą się także przyczyniać do stopniowego pogarszania się wydajności motoreduktora. To objawia się na przykład wolniejszym czasem reakcji, zmniejszonym momentem obrotowym albo niemożnością utrzymania stałej prędkości. Zmiany takie trudniej zauważyć niż sporadyczne zatrzymywanie się sinika albo jego "szarpanie" podczas pracy, które może mieć takie same przyczyny. Najłatwiej dostrzec widoczne uszkodzenia fizyczne i oznaki zużycia zewnętrznych i bezpośrednio dostępnych części motoreduktora. Zazwyczaj są one skutkiem uderzeń, nieprawidłowej obsługi, długotrwałego użytkowania bez odpowiedniej konserwacji lub czynników środowiskowych, takich jak korozja. Szybko wykrywanym symptomem jest też nietypowy zapach spalenizny lub chemiczny. Wskazuje on zwykle na przegrzewanie się motoreduktora, uszkodzenie izolacji lub inną awarię elektryczną, pogorszenie się jakości smaru.

Jak wybrać motoreduktor?

Specjalne zastosowania wymagają analizy dodatkowych parametrów, ale oprócz tego zwykle pod uwagę należy wziąć kilka generalnych wymogów. Pierwszym pytaniem, jakie należy sobie zadać, jest to, jaka prędkość lub zakres prędkości jest wymagany w danym zastosowaniu. Jeśli na przykład motoreduktor ma napędzać przenośnik, konieczne jest przeliczenie jego przesuwu na wymaganą prędkość obrotową. Uwagi wymaga też sytuacja, w której silnik będzie zasilany przez przemiennik częstotliwości. Kolejnym parametrem jest moment obrotowy. Odpowiednio dobrany zapewnia siłę potrzebną do wprawienia obciążonego wału motoreduktora w ruch. Ten wymagany na przykład do przesunięcia taśmy przenośnika z określoną prędkością można obliczyć na podstawie jego ładunku i specyfiki konstrukcji transportera danego rodzaju. Ważne jest również to, czy motoreduktor będzie narażony na duże obciążenia podczas rozruchu albo obciążenia udarowe, gdyż powinno to zostać uwzględnione w jego konstrukcji, a później także w konserwacji. Pod uwagę należy poza tym wziąć cykl pracy, tzn. czy motoreduktor będzie pracował 24 godziny na dobę i 7 dni w tygodniu, czy może będzie uruchamiany jedynie cykliczne, na przykład napędzając przenośnik indeksujący.

Istotne jest, w jaki sposób motoreduktor będzie przekazywał ruch do obciążenia. Dostępne opcje to: otwór do włożenia napędzanego wału lub wał do podłączenia obciążenia. Zdecydować się trzeba na konkretną pozycję montażową. Motoreduktory są zwykle projektowane tak, aby były montowane z przekładnią na poziomie silnika i z wałem napędowym w położeniu poziomym. Możliwe są także inne orientacje, zależnie od typu motoreduktora i sposobu smarowania jego przekładni. Pod uwagę trzeba poza tym wziąć specyfikę środowiska pracy: zapylenie, możliwość wystąpienia atmosfery wybuchowej i wymogi higieniczne. Warunki te wymagają konkretnych rozwiązań konstrukcyjnych (dodatkowych uszczelnień, zgodności z ATEX, specjalnych materiałów i budowy pozwalającej na częste czyszczenie). Ekstremalnie temperatury z kolei wymuszają stosowanie określonych rodzajów smarów. Wybierając motoreduktor, trzeba też rozważyć cechy przekładni różnych typów.

Monika Jaworowska