+38 (096) 044 19 16
Работаем с 9:00 до 20:00 в субботу до 16:00 Воскресенье — выходной
+38 (096) 044 19 16
Работаем с 9:00 до 20:00 в субботу до 16:00 Воскресенье — выходной
Редукторы

Редукторы червячные и планетарные для шаговых двигателей

Редуктор ставят между шаговым двигателем и механизмом, когда момента двигателя не хватает или нужна низкая скорость на выходе: поворотные оси, подающие механизмы, тяжёлые порталы с рейкой. Червячный редуктор NMRV30 или NMRV40 поворачивает вращение на 90°, даёт передаточное отношение до 1:80 и на больших отношениях держит нагрузку в покое, но его КПД падает с ростом отношения от 0.87 до 0.45. Планетарный редуктор соосен с двигателем, его КПД 90%. Ниже разобраны выбор типа, КПД по передаточным отношениям, допустимый момент на выходе, самоторможение, посадка на двигатель и люфт.
Сортировать по По умолчанию По цене

Червячный или планетарный

Оба типа уменьшают скорость и увеличивают момент в число раз, равное передаточному отношению, за вычетом потерь. Разница в геометрии, потерях и в том, как редуктор ведёт себя под нагрузкой в покое.

Расположение валов червячного и планетарного редуктора

ПараметрЧервячный NMRV30, NMRV40Планетарный PX57, PX86
Расположение валовпод углом 90°на одной оси с двигателем
Передаточные отношения1:5-1:801:4-1:30
КПДот 0.87 при 1:5 до 0.45 при 1:800.9
Нагрузка в покоена больших отношениях вал не проворачивается от нагрузкинагрузка проворачивает двигатель
Выходполый вал 14 или 18 мм со шпоночным пазомвал 14 или 16 мм со шпонкой
Где уместенповоротные оси, подающие механизмы, приводы с поворотом на 90°портал с рейкой, ось Z, оси с частым реверсом

Что даёт передаточное отношение

При отношении 1:i скорость на выходе в i раз меньше скорости двигателя, момент в i раз больше, умноженный на КПД. Один полный шаг двигателя 1.8° превращается на выходе в 1.8° / i. Двигатель NEMA 23, который вращается со скоростью 600 об/мин, через редуктор 1:10 даёт 60 об/мин и шаг 0.18°, через 1:30 20 об/мин и шаг 0.06°. Шаговый двигатель теряет момент на скорости, поэтому редуктор позволяет ему работать на низких оборотах, где момент большой, и получить ту же скорость оси при меньшей нагрузке на двигатель.

КПД червячного редуктора по передаточному отношению

У червячной пары КПД зависит от угла подъёма витка червяка: при малом отношении червяк многозаходный и потери небольшие, при большом однозаходный и трение съедает больше половины мощности. В таблице данные каталога серии NMRV после приработки при 1400 об/мин на входе и 25 °C. Шаговый двигатель вращает червяк медленнее, поэтому на практике КПД ниже табличного, а при трогании с места он близок к статическому.

Передаточное отношениеNMRV30, КПД в движенииNMRV30, КПД при троганииNMRV40, КПД в движении
1:50.870.72-
1:100.830.630.85
1:200.740.50-
1:300.660.390.71
1:500.560.31-
1:800.450.230.53

КПД червячного редуктора NMRV30 в движении и при трогании по передаточным отношениям

Пример: двигатель 2.2 Н·м через NMRV30 1:5 даёт на выходе 2.2 x 5 x 0.87 = 9.6 Н·м, а не 11 Н·м. Через 1:80 тот же двигатель даёт 2.2 x 80 x 0.45 = 79 Н·м вместо 176 Н·м: больше половины момента уходит в нагрев червячной пары.

Допустимый момент на выходе

Шаговый двигатель через большое передаточное отношение легко перегружает редуктор. У распространённых NMRV30 допустимый момент на выходе 18-20 Н·м при отношениях от 1:5 до 1:30, 17 Н·м при 1:50 и 12 Н·м при 1:80, у NMRV40 40-45 Н·м при отношениях от 1:5 до 1:50. Наибольший момент двигателя, который не перегрузит редуктор, равен допустимому моменту на выходе, делённому на i x КПД.

NMRV30Момент двигателя на входе, не больше
1:518 / (5 x 0.87) = 4.1 Н·м
1:1018 / (10 x 0.83) = 2.2 Н·м
1:2018 / (20 x 0.74) = 1.2 Н·м
1:3020 / (30 x 0.66) = 1 Н·м
1:5017 / (50 x 0.56) = 0.61 Н·м
1:8012 / (80 x 0.45) = 0.33 Н·м

Наибольший момент двигателя на входе NMRV30 по передаточным отношениям

При больших отношениях ограничивают ток драйвера или берут двигатель меньшего момента. Иначе при упоре оси в препятствие двигатель может срезать зубья бронзового венца раньше, чем начнёт пропускать шаги.

Самоторможение червячного редуктора

Если КПД при трогании ниже 0.5, нагрузка на выходном валу не может провернуть червяк, и вал держит груз без тока в двигателе. У NMRV30 это выполняется с отношения 1:25, у NMRV40 с 1:30. Если КПД в движении ниже 0.5, редуктор останавливается сразу после остановки двигателя, это только 1:80 у NMRV30. Вибрация снимает самоторможение, поэтому для оси Z или подъёмного механизма самоторможение червяка не заменяет тормоз.

Посадка на двигатель

РедукторДвигательВходВыход
NMRV30NEMA 23, фланец 57 ммотверстие 11 мм, втулка 11-8 под вал 8 ммполый вал 14 мм
NMRV40NEMA 34, фланец 86 ммотверстие 14 мм со шпоночным пазомполый вал 18 мм
PX57NEMA 23, фланец 57 ммотверстие 8 ммвал 14 мм со шпонкой
PX86NEMA 34, фланец 86 ммотверстие 14 мм со шпоночным пазомвал 16 мм со шпонкой

Входной фланец NMRV30 рассчитан на двигатель 60 x 60 мм: четыре резьбовых отверстия M4 на расстоянии 47 мм, по диагонали 66 мм, посадка под буртик 38 мм. Это посадочные размеры NEMA 23. Вал двигателя 8 мм входит в отверстие 11 мм через переходную втулку 11-8 со шпонкой, вал 6.35 мм к этой втулке не подходит. У NMRV40 и PX86 входное отверстие 14 мм со шпоночным пазом под вал NEMA 34 со шпонкой.

Выходной вал червячного редуктора

Выход NMRV полый: в отверстие со шпоночным пазом вставляют вал 14 мм для NMRV30 или 18 мм для NMRV40 со шпонками. Вал фиксируют шайбой и стопорным кольцом, на выступающий конец ставят шкив, шестерню или муфту. Полый выход можно надеть прямо на вал механизма того же диаметра со шпоночным пазом, тогда отдельный вал не нужен.

Люфт

Люфт выходного вала у этих редукторов до 1.2°. Это в 20 раз больше шага на выходе NMRV30 1:30, поэтому червячный редуктор не годится для точного позиционирования с реверсом: при смене направления вал проходит люфт без движения оси. У червячной пары люфт растёт с износом бронзового венца. Для оси, которая часто меняет направление, лучше планетарный редуктор, а червячный ставят там, где нагрузка всегда в одну сторону: подача, поворот под весом, конвейер.

Типичные ошибки

  • Считать момент на выходе как момент двигателя, умноженный на i, без КПД: у червяка 1:80 это ошибка больше чем вдвое.
  • Ставить двигатель 2-3 Н·м на NMRV30 1:30 и выше без ограничения тока.
  • Надеяться на самоторможение червяка на вертикальной оси с вибрацией.
  • Брать червячный редуктор для оси с частым реверсом и точным позиционированием.
  • Ставить NMRV30 на двигатель с валом 6.35 мм с втулкой 11-8.
  • Забыть вал для полого выхода или шпонку на валу двигателя NEMA 34.