Червячный или цилиндрический редуктор: что выбрать для привода

Червячный и цилиндрический редукторы решают одну задачу — уменьшают обороты двигателя и увеличивают момент, — но делают это по-разному. От выбора зависят габариты привода, его стоимость и счёт за электроэнергию на годы вперёд. Разбираем отличия на примерах отечественных рядов из каталога.

Как устроены

В червячном редукторе червяк — винт с одним или несколькими заходами — вращает червячное колесо, оси которых скрещиваются под прямым углом. Одна пара даёт передаточное число до 80–100. В цилиндрическом редукторе работают пары зубчатых колёс с параллельными осями; одна ступень даёт до 6,3, поэтому для больших передаточных чисел ступени соединяют последовательно.

КПД: главное отличие

В червячном зацеплении витки червяка скользят по зубьям колеса, и часть мощности уходит в тепло. В цилиндрическом зацеплении зубья в основном перекатываются, потери малы.

Значения — по таблицам серий Ч-100…Ч-160, 1Ц2У и 1Ц3У.

Сколько стоит разница в КПД

Привод 5,5 кВт работает 16 часов в сутки 250 дней в году — 22 000 кВт·ч на валу. При КПД 0,75 двигатель потребит около 29 300 кВт·ч, при КПД 0,97 — около 22 700 кВт·ч. Разница — 6 600 кВт·ч в год на один привод. На нескольких десятках конвейеров это заметные деньги, и за 2–3 года цилиндрический или коническо-цилиндрический редуктор окупает разницу в цене.

Когда выгоден червячный редуктор

• небольшая мощность (до 3–4 кВт) и работа с остановками — экономия на энергии мала;
• нужен компактный угловой привод: валы под 90°, мало места;
• важна тишина и плавность хода — упаковочное, пищевое оборудование;
• нужна большая редукция в одном корпусе: двухступенчатые Ч2 и DRV дают передаточные числа до 4000–5000.

Когда выгоден цилиндрический редуктор

• длительная работа, 2–3 смены, мощность от 5 кВт;
• ударные нагрузки и частые пуски: цилиндрическая передача прощает перегрузки лучше;
• большие моменты — десятки и сотни кН·м в промышленных сериях ПЦ;
• нужен большой ресурс без замены изнашиваемых пар.

Компромисс: коническо-цилиндрический редуктор

Если нужен угловой привод, но с высоким КПД, ставят коническо-цилиндрический редуктор: коническая ступень поворачивает поток мощности на 90°, а КПД остаётся на уровне 0,91–0,96. Промежуточный вариант по цене — цилиндро-червячный мотор-редуктор: цилиндрическая предступень снижает потери в червячной паре.

Итог

Червячный редуктор — компактное и недорогое решение для небольших мощностей и повторно-кратковременной работы. Для длительной работы и больших мощностей выгоднее цилиндрический или коническо-цилиндрический. Порядок выбора по моменту и сервис-фактору — в статье «Как выбрать редуктор».