Сервис-фактор мотор-редуктора

Перед выбором мотор-редуктора для конвейера, станка, смесителя, подъёмного механизма важно смотреть не только на передаточное число, габарит и обороты, но и на сервис-фактор (service factor). Этот коэффициент показывает, выдержит ли узел реальные нагрузки и насколько стабильной будет работа привода по ресурсу, нагреву и износу.

Что такое сервис-фактор мотор-редуктора

Сервис-фактор мотор-редуктора (обозначают SF или f.s.) — это коэффициент, который отражает запас по крутящему моменту для конкретного сочетания «двигатель + редуктор» в сборе.

Проще говоря:

• SF = 1,23 означает, что привод рассчитан на работу с запасом: нагрузка может вырасти примерно на 23% относительно «базового» номинала;
• SF = 0,89 — сигнал, что отдавать полную паспортную нагрузку нельзя: безопаснее держаться около 89% от номинального уровня.

Сервис-фактор определяют по результатам испытаний: мотор-редуктор нагружают в режимах, близких к реальным, и оценивают поведение узла по моменту, температуре, динамике разгона и износу.

Важно: f.s. рассчитывают именно для мотор-редуктора (готового агрегата «редуктор + электродвигатель»). Для отдельно взятого редуктора часто по умолчанию принимают f.s. = 1.

Зачем учитывать сервис-фактор при выборе мотор-редуктора

Правильный сервис-фактор решает сразу несколько задач:

• повышает надёжность и снижает риск аварий;
• помогает обеспечить прогнозируемый ресурс (в часах работы);
• защищает от «перестраховки», когда берут слишком мощный и дорогой привод «с запасом»;
• уменьшает вероятность внеплановых остановок и ремонта редуцирующей части.

Поэтому многие производители (в том числе Motovario, Siti, TOS Znojmo и др.) давно включают SF в методики подбора. В России сервис-фактор активно применяют при выборе червячных мотор-редукторов 6МЧ, 7МЧ, 8МЧ, 9МЧ и их аналогов NMRV для конвейеров, смесителей и другого оборудования.

Как рассчитывают сервис-фактор

Базовая формула

В типовом виде сервис-фактор — это отношение двух моментов:

где:

• Mном — номинальный момент редукторной части, который она способна передавать при ресурсе порядка 10 000 часов;
• Mраб — рабочий момент на выходе при выбранном электродвигателе и заданной нагрузке.

Логика простая: чем больше f.s., тем больше запас по моменту на конкретной машине.

Пример расчета: червячный мотор-редуктор NMRV 150

Рассмотрим NMRV 150, передаточное число i = 60, двигателем 5,5 кВт:

1. По каталогу: Mном = 990 Н·м.
2. Рабочий момент считают через мощность и скорость на выходе:
   Mраб = (P * 9549 / n) * 0,738
   где:
   • P — мощность мотора (5,5 кВт);
   • n — скорость на выходе, об/мин;
   • 9549 и 0,738 – константные элементы, позволяющие подставлять в формулу показатели в тех единицах измерения, которые приняты для расчетов без перевода в другие величины.
   В примере получаем около 807,49 Н*м.
3. Подставляем в формулу:
   f.s. = 990 / 807,49 ≈ 1,23.

Вывод: при равномерной нагрузке такой мотор-редуктор можно использовать уверенно — запас по моменту достаточный, режим не «жёсткий» для узла.

От чего зависит сервис-фактор мотор-редуктора

На SF одновременно влияют режимы работы, динамика нагрузки и условия эксплуатации.

1) Нагрузка и инерция системы

Обычно выделяют 3 класса нагрузки:

• Класс A — равномерная
  Плавный пуск, небольшие колебания момента, умеренная инерция.
  Примеры: вентиляторы, лёгкие ленточные конвейеры, шнековые транспортеры для сыпучих материалов, небольшие смесители.
• Класс B — средние колебания
  Момент меняется заметно, бывают периодические пики.
  Примеры: намоточные механизмы, подающие узлы деревообработки, подъёмники, крановые приводы, конвейеры для тяжёлых материалов, бетоносмесители.
• Класс C — ударные нагрузки и высокая инерция
  Резкие «удары» по валу, частые реверсы, тяжёлые режимы.
  Примеры: прессы, ножницы, дробилки, тяжёлые подъёмники, центрифуги, вибраторы, ковшовые элеваторы.

Для оценки динамики используют параметр fa, учитывающий инерцию рабочей машины и ротора (Je и Jm). Типовые ориентиры:

Чем «жёстче» режим и выше инерция — тем выше должен быть сервис-фактор.

2) Сколько часов в сутки работает привод

В методиках подбора учитывают длительность работы:

• 3–4 часов в день;
• 8 часов (сменный режим);
• круглосуточная эксплуатация.

При длительной работе растёт нагрев, нагрузка на смазку и опоры валов — поэтому для непрерывных режимов выбирают повышенный f.s.

3) Частота пусков и остановок

Частые старты/торможения — дополнительная нагрузка на узел:

• при каждом пуске кратковременно растут момент и токи;
• при остановке и торможении ударные нагрузки «проходят» через передачу на валы.

Если пусков в час много, разумнее закладывать более высокий SF и продумать обслуживание (смазка, контроль температуры, состояние уплотнений и подшипников).

Как использовать сервис-фактор при подборе мотор-редуктора

Практичная схема подбора выглядит так:

1. Определите класс нагрузки A/B/C и оцените инерционность.
2. Уточните режим: часов в сутки и пусков в час.
3. По таблицам производителя найдите рекомендуемый service factor / SF для ваших условий.
4. Подберите тип привода (червячный, цилиндрический, конический, коническо-цилиндрический), чтобы рассчитанный f.s. был не ниже требуемого.

Из практики: выбирать привод с f.s. намного больше 10 обычно экономически бессмысленно — растут габариты и цена, а прибавка к надёжности уже не пропорциональна.

Чем опасно игнорировать сервис-фактор

Когда SF не учитывают, обычно получают одну из двух типовых ошибок:

• Недогруженный привод (перебор по мощности)
  Ставят «слишком крупный» мотор-редуктор. Он долго работает вдали от оптимального режима: КПД ниже, расходы на электричество и обслуживание выше.
• Постоянная перегрузка
  По мощности вроде «подходит», но по моменту и режиму коэффициент мал. Итог — рост температуры, ускоренный износ зубчатых пар, опор, уплотнений и более частые ремонты.

Если сервис-фактор выбран правильно, привод работает в разумном диапазоне по моменту, держит ресурс и обеспечивает стабильную эксплуатацию оборудования.

Вывод

Сервис-фактор мотор-редуктора (SF / f.s.) — это не «каталожная формальность», а рабочий коэффициент, который связывает номинальный момент, реальную нагрузку, инерцию и режим эксплуатации (часы работы и пуски).

Если учитывать:

• класс нагрузки и динамику,
• продолжительность работы,
• частоту запусков,

можно подобрать мотор-редуктор с правильным запасом по моменту и получить надёжную, экономичную работу привода без лишних рисков и затрат на ремонт.