Крутящий момент на выходном валу — главный параметр, по которому проверяют пригодность редуктора для конкретной нагрузки. Если располагаемый момент меньше требуемого, привод не тронет нагрузку с места или будет работать с перегрузкой. Поэтому расчёт момента идёт сразу после определения передаточного числа.
Разберём формулу T=9550·P·КПД/n2, покажем расчёт выходного момента по мощности двигателя и оборотам, а также порядок подбора редуктора ZR с запасом по нагрузке.
Крутящий момент T — это усилие вращения, которое редуктор передаёт на рабочий орган, измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Именно момент, а не мощность, определяет, справится ли привод с нагрузкой: подъёмом, перемещением ленты, вращением мешалки.
На выходном валу момент всегда выше, чем на входном, поскольку редуктор понижает обороты. Приближённо выходной момент равен входному, умноженному на передаточное число и КПД передачи.
Выходной момент удобно считать напрямую по мощности и оборотам: T=9550·P·КПД/n2, где T — момент в Н·м, P — мощность двигателя в кВт, КПД — коэффициент полезного действия редуктора (доля), n2 — обороты выходного вала в об/мин.
Коэффициент 9550 связывает киловатты, обороты и ньютон-метры при переходе от мощности к моменту. Чем ниже обороты выходного вала n2, тем больший момент можно снять с той же мощности — это прямое следствие понижения оборотов редуктором.
Двигатель мощностью P=2,2 кВт, выходные обороты n2=45 об/мин, КПД редуктора 0,9. Момент: T=9550·2,2·0,9/45≈420 Н·м. Такой момент должен обеспечивать выбранный типоразмер редуктора с запасом.
Если поднять передаточное число и снизить n2 до 28 об/мин при той же мощности, момент вырастет до T=9550·2,2·0,9/28≈675 Н·м. Это наглядно показывает, как обороты выхода определяют располагаемый момент.
Номинальный момент редуктора должен превышать расчётный требуемый момент. Разницу задаёт сервис-фактор (коэффициент эксплуатации), который учитывает характер нагрузки, число пусков в час и продолжительность работы.
Для равномерной нагрузки сервис-фактор берут около 1,25, для ударной и частых пусков — 1,5 и выше. То есть при требуемых 420 Н·м и сервис-факторе 1,5 подбирают редуктор с номинальным моментом не ниже примерно 630 Н·м.
Кроме механической прочности проверяют тепловую мощность — способность редуктора рассеивать тепло от потерь при длительной работе. Особенно это важно для червячных редукторов с невысоким КПД, где потери переходят в нагрев корпуса.
Если тепловая мощность недостаточна, редуктор перегревается даже при допустимом по прочности моменте. В таких случаях увеличивают типоразмер, применяют принудительное охлаждение или переходят на передачу с более высоким КПД.
Практический порядок: определить n2 и i, рассчитать требуемый момент T=9550·P·КПД/n2, умножить на сервис-фактор, затем выбрать типоразмер ZR с номинальным моментом не ниже полученного. Дополнительно проверяют тепловую мощность и радиальные нагрузки на вал.
Ручной перебор каталога занимает время, поэтому подбор по моменту удобнее вести через калькулятор — он учитывает мощность, обороты, КПД и запас. Линейку ZR выпускает ООО «НИИ АТТ» (Челябинск).
| Выходные n2 об/мин | Момент T, Н·м | Комментарий |
| 90 | ≈210 | высокая скорость, малый момент |
| 45 | ≈420 | средний режим |
| 28 | ≈675 | низкая скорость, большой момент |
| 14 | ≈1350 | тихоходный тяжёлый привод |
| Характер нагрузки | Число пусков | Сервис-фактор |
| Равномерная | редкие | ≈1,25 |
| Умеренные толчки | средние | ≈1,4 |
| Ударная | частые | ≥1,5 |
Крутящий момент — решающий критерий пригодности редуктора. Ниже формула T=9550·P·КПД/n2, примеры расчёта и правила запаса по нагрузке.
Расчёт выходного момента по формуле T=9550·P·КПД/n2 позволяет за один шаг связать мощность двигателя, обороты выходного вала и КПД передачи. Чем ниже обороты n2, тем больший момент снимается с той же мощности, поэтому тихоходные приводы дают высокий крутящий момент. Полученное значение обязательно умножают на сервис-фактор, чтобы заложить запас под реальный характер нагрузки.
При окончательном выборе типоразмера проверяют не только номинальный момент, но и тепловую мощность и допустимые нагрузки на валы — механической прочности недостаточно для длительной работы без перегрева. Редукторы и мотор-редукторы ZR производит ООО «НИИ АТТ» (Челябинск). Быстрее и надёжнее вести подбор через калькулятор, который сам учитывает момент, обороты, КПД и запас.
| КПД передачи | Момент T, Н·м | Тип передачи |
| 0,95 | ≈443 | цилиндрическая |
| 0,90 | ≈420 | планетарная |
| 0,70 | ≈327 | червячная средняя |
| 0,55 | ≈257 | червячная с большим i |
Подбор аналога по параметрам — калькулятор, каталог аналогов — все аналоги импорта, замена импорта — импортозамещение.
Рассчитаем замену по присоединительным размерам, пришлём КП и сроки. Производство ООО «НИИ АТТ», гарантия 12 месяцев.
Получить расчёт