Блог

Jul 08, 2023

Как спроектировать мотор-редукторы для экстремальных условий окружающей среды

Майлз Будимир | 10 апреля 2018 г. · Следование нескольким простым советам по конструкции мотор-редуктора поможет обеспечить его работу в самых экстремальных условиях. Габриэль Вензин, президент ABM Drives

Майлз Будимир | 10 апреля 2018 г.

Следование нескольким простым советам по конструкции мотор-редуктора поможет обеспечить его работу в самых экстремальных условиях.

Габриэль ВензинПрезидентАБМ Драйвс Инк.

Проектирование мотор-редуктора достаточно сложно в более или менее «нормальных» условиях, под «нормальным» здесь подразумевается что-то вроде комнатной температуры и стабильной или типичной влажности и высоты. Поместите это приложение в экстремальную среду, и конструкция усложнится. Но это не обязательно. Для тех, кто проектирует мотор-редуктор в экстремальных условиях окружающей среды, существуют некоторые рекомендации, соблюдение которых поможет обеспечить успех проекта.

Во-первых, основы Мотор-редуктор представляет собой комбинацию редуктора и электродвигателя. Двумя наиболее важными факторами на выходном валу мотор-редуктора являются частота вращения и крутящий момент. Редуктор с прямым, прямым или параллельным валом можно комбинировать с двигателем переменного, индукционного или бесщеточного постоянного тока с постоянными магнитами.

Обсуждаемые здесь применения мотор-редукторов не подвергаются воздействию водяных брызг под высоким давлением, например, в морозильных камерах, неотапливаемых помещениях или закрытых помещениях. Они используются, среди прочего, в вилочных погрузчиках и электромобилях, подъемной технике, строительном оборудовании, упаковочном оборудовании, а также в портовых крановых подъемниках, приводах тележек и мостов.

Цель состоит в том, чтобы мотор-редуктор работал в течение десятилетий в экстремальных условиях окружающей среды с минимальными затратами на техническое обслуживание, поскольку доступ к ним может быть затруднен. Механически мотор-редуктор не сильно отличается от экстремальных температур и высот; в основном это смазка, рабочие циклы, вопросы нагрева или охлаждения и выбор строительных материалов. Таким образом, эти советы можно использовать и для модернизации существующих систем.

Типичные типы мотор-редукторов, о которых мы говорим, включают мотор-редукторы привода подъемника, которые поднимают грузы от 3,2 до 40 метрических тонн. Они приводятся в действие асинхронным двигателем с цилиндрическим ротором мощностью от 2,5 до 38 кВт с трехступенчатыми редукторами с параллельными валами и обеспечивают скорость подъема от 4 до 8 м/мин при диаметре барабана от 140 до 405 мм и запасовке 4/1. Используются типичные двигатели с переключением полюсов (8/2-полюсные). Переменные скорости программируются с помощью инверторов для плавного ускорения и замедления с чрезвычайно медленным запуском и торможением, что сводит к минимуму колебания нагрузки.

Хорошим началом будет анализ данных о прошлых экстремальных температурных условиях, в которых будет работать приложение, а также о любых других уникальных условиях, которые могут иметь отношение к конструкции. В следующих разделах мы рассмотрим температуру, высоту над уровнем моря и влажность, а также то, как эти факторы влияют на выбор мотор-редуктора.

3D CAD-модель мотор-редуктора для экстремальных условий от ABM Drives.

Температура

Что происходит с мотор-редуктором при понижении температуры до -40 С? От -40°C (-40°F) до +60°C (+140°F) метр ковкого чугуна расширяется на 0,123 мм. Именно этот температурный диапазон мы и рассмотрим.

Высота — это другая крайность, которую мы рассмотрим. Для двигателя внутреннего сгорания общим правилом является потеря мощности от 3 до 4% на каждые 1000 футов над уровнем моря. Таким образом, автомобиль мощностью 300 л.с. на высоте 10 000 футов потеряет от 30 до 40 л.с. Меньшая плотность означает меньшее сжатие. Меньше веществ в атмосфере (в основном кислорода, азота и аргона) втягивается в цилиндры, и, следовательно, компрессия меньше. Для мотор-редуктора это означает меньше атмосферы для рассеивания тепла.

Как компенсировать перепады температур? (Стандартный температурный диапазон от -20 до +40° C.) Обычным экстремальным перепадом температуры является перемещение вилочного погрузчика из морозильной камеры с температурой -30°C в сторону двери дока с температурой +40°C. Как в очень холодных (-40˚C), так и в очень жарких условиях (+60˚C) вам необходимо принять следующие меры.

Трансмиссионное масло. Синтетические смазочные материалы используются, когда минеральные масла достигли предела своих эксплуатационных характеристик при частых запусках и остановках, высоких нагрузках, ударах системы, эксплуатации при низких или высоких температурах, увеличенных интервалах замены масла и сниженном внутреннем трении, а также при пониженных рабочих температурах. Они также работают при более высоких температурах, не теряя вязкости, не образуя остатков и обеспечивая устойчивость к пенообразованию. Нефтепродукты начинают разлагаться при +100°С и ниже, тогда как синтетические углеводородные смазочные материалы хорошо работают до +125°С. Синтетика также обладает экстремальными преимуществами при низких температурах. Они также имеют более низкое давление пара, чем нефтепродукты, что является важным фактором, гарантирующим, что смазочный материал не разрушается. Химическая однородность синтетических смазочных материалов приводит к большей несущей способности, более высоким индексам вязкости, лучшей смазывающей способности, большей эффективности и расширению срока службы, чем у их аналогов на нефтяной основе.