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:

где :

• 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.

Самоторможение при разных углах наклона винтовой линии червяка