減速機モーターガイド: タイプ、トルク、選択および取り付け手順

ギア減速機モーターは、ギアボックスとペアになったモーターであり、パッケージが単一のドライブユニットから低速出力と高出力トルクを供給します。モーターが電力を供給し、減速機が速度とトルクを交換し、出力シャフトがゆっくりと、しかし荷物を積んだコンベアを動かしたり、ミルを回転させたり、クレーンの荷物を持ち上げたりするのに十分な力で機械を回転させます。

この用語は曖昧に使用されており、調達段階で実際の問題を引き起こします。一部のサプライヤーは、1 つのハウジング、1 つのシャフト、1 つの銘板といった統合型ギアモーターを意味します。その他は、標準モーターと、現場で結合して調整する別個の減速機を意味します。どちらも重工業では一般的であり、その違いにより、ドライブのサイズ設定、取り付け方法、予備として何を棚に置いておくかが変わります。

減速機モーターの役割

歯車減速機モーターは歯車列を介して速度とトルクを交換し、その交換は効率の損失と熱制限が引き継ぐまで線形に近い状態を保ちます。モーターが n1 rpm で回転し、ギアボックス比が i である場合、出力速度は n2 = n1 / i ですが、出力トルクは機械損失を差し引いた i にほぼ比例して増加します。

実際に動作した例がその価値を示しています。 1470 rpm で動作する 4 極モーターと 20:1 ヘリカル減速機を接続すると、出力シャフトで約 73.5 rpm が得られます。モーターがそのシャフトで 100 N·m を伝達し、歯車列が 96% の効率で動作する場合、出力シャフトにはおよそ 100 x 20 x 0.96 = 1920 N·m の荷重がかかります。小型、高速、安価なモーターが、非常に大型で低速なモーターの働きをします。

一般的な業務には、ベルトおよびスクリューコンベア、ボールおよびローラーミル、クレーン走行およびホイストドライブ、ミキサー、フィーダー、冷却塔ファンおよび金属加工ラインが含まれます。いずれの場合も被駆動機械は低速で高トルクを必要とし、それを直接駆動するには非現実的なモーターサイズと始動電流が必要になります。

一体型ギアモーター、それとも別個のモーターと減速機?

スペースが限られており、工場での位置合わせが重要で、負荷が再現可能でカタログサイズである場合は、統合型ギアモーターを選択してください。モーターが大きい場合、標準 IEC フレームを現地で調達する必要がある場合、または減速機が加工品でモーターが商品である場合は、別々のモーターと減速機を選択してください。

• 統合されたギアモーター: 1 つのシャフト、工場で調整された、コンパクトでシンプルなスペアですが、どちらかの半分を交換すると、ユニット全体を交換することになります。
• モーターと減速機を分離： 柔軟なモーター調達、迅速なモーター交換、インバーター負荷へのアップグレードの容易化 - ただし、位置合わせ、カップリング、同心度チェックはお客様自身で行います。

減速機モーターに使用される歯車の種類

4 つの歯車タイプがほとんどの産業用歯車減速機モーターに対応しています。一般的な連続使用用のはすば歯車、小さなエンベロープで高トルク用の遊星歯車、高比とセルフロック用のウォーム歯車、衝撃荷重とコンパクトなインラインドライブ用のサイクロイドピンホイール歯車です。まず種類と義務を一致させ、次に価格を比較します。根本的な原理が知りたい場合は、私たちの説明をご覧ください。 産業用歯車減速機の仕組みと特定の用途に適したタイプ は有用な出発点です。

はすば歯車減速機および円筒歯車減速機 平行軸はすば歯は 1 段あたり 96 ～ 98% の効率に達するため、中出力から高出力での連続使用のデフォルトです。多段ユニットは数百対 1 をカバーします。比率を高くすると、効率よりもハウジングの長さと重量が犠牲になります。これらは、コンベヤー、ミル、ミキサー、プロセスラインに通常選択されます。

連続使用産業用ドライブ用ヘリカルギヤ減速モータ 高効率、低騒音の伝達を実現する一体型ヘリカルギアモータは、平行軸減速機が一般的なコンベヤ、ミル、ミキサー、プロセスラインに適しています。 製品を見る→

遊星歯車減速機 3 つ以上の遊星ギアで負荷を共有するため、同軸パッケージで非常に高いトルク密度を実現します。比率は 1 段あたり約 3:1 から多段構成の 1000:1 まで、96 ～ 97% の効率で動作し、軸方向の長さが制限されているローラー プレス、ウインチ、トラベル ドライブ、ミキサーに適しています。

高トルク密度同軸ドライブシステム用遊星歯車減速機 同軸遊星減速機は高いトルク密度と効率を実現し、ロボット、風力発電、建設機械などのコンパクトでヘビーデューティーな用途に最適です。 製品を見る→

ウォームギヤ減速機 直角駆動、シングルステージでの高いレシオ、静かな走行が得られますが、効率は低いレシオでは約 90% から高いレシオでは 60% 未満に低下し、熱が制限要因となります。ウォームをギアで包み込むような包み込むデザインにより、負荷容量を高め、歯当たりをスムーズにします。

重負荷低速用途向け二重包囲ウォーム減速機 二重包囲ウォームギア減速機は、正確な低速、高負荷の産業用ドライブに、より大きな噛み合い領域、より高い負荷容量、およびより長い寿命を提供します。 製品を見る→

サイクロイド風車減速機 滑り歯の代わりに転がり接触を使用するため、衝撃荷重をよく吸収します。一般的な比率は 9:1 ～ 87:1 であり、頻繁に始動や衝撃が発生するフィーダ、ホイスト、ミキサー、その他のドライブで一般的です。

部隊が生き残るかどうかを決める数字

出力トルク、サービスファクター、および熱容量によって、減速機モーターが使用可能かどうかが決まります。モーター自体の定格出力には影響しません。サインオフする前に、次の項目を確認してください。

• モーターのキロワット数ではなく、出力トルクです。 10:1 減速機と 40:1 減速機の背後にある同じモーターは非常に異なるシャフト トルクを与えるため、機械が実際に必要とするトルクに応じて減速機のサイズを決定します。
• サービス要素。 ファンなどの均一な負荷の場合は約 1.0、中程度の衝撃の場合は 1.25 ～ 1.5、始動トルクが運転トルクの 2 倍を超える可能性がある破砕機、ミル、クレーンホイストなどの大きな衝撃の場合は 1.75 ～ 2.0 です。
• 熱容量とデューティサイクル。 断続的な使用では、連続的な使用よりも小さなフレームが可能になります。許容周囲温度 (標準ユニットでは通常 40 °C) を確認し、現場の油温度を確認します。
• ラジアル軸荷重とアキシアル軸荷重。 出力シャフトのスプロケットまたはプーリーにより、ベアリングが耐えなければならないオーバーハング荷重が追加されます。それはトルクとは別の制限です。
• バックラッシュ。 コンベヤは大きなバックラッシュを許容しますが、インデックス、位置決め、反転ドライブは通常許容しません。
• 取り付け位置と潤滑。 取付位置により油面、ブリーザー、シールの向きが変わるため、横型ユニットを単純に横向きにすることはできません。

減速機モーターを 5 つのステップで選択する方法

駆動される機械から逆算して、要求トルク、要求速度、サービスファクター、メカニカルインターフェース、環境の5つの項目を注文前に確認します。

1. 義務を定義します。 機械のシャフトでのトルクと速度を記録し、負荷が空の状態で開始したか、負荷がかかっているか、または材料の全頭に対して開始したかを示します。
2. 設計トルクに換算します。 運転トルクにサービスファクタを乗算し、起動トルクと被駆動質量のイナーシャを確認します。
3. 比率を選択し、速度許容差を確認します。 コンベヤーはどちらの方法でも数パーセントを受け入れることができます。スクリューフィーダー、計量フィーダー、またはミルでは通常はできません。
4. 機械的な限界を確認してください。 出力軸径、キー溝、許容オーバーハング荷重、取付位置、バックストップやブレーキの有無。
5. インターフェースや環境を確認してください。 モーターのフレーム、電圧、エンクロージャ、冷却方法、周囲温度、高度、および潤滑スケジュール。

初期故障を防ぐインストールおよび実行チェック

アライメントのずれ、間違ったオイル、ファスナーの緩みは、純正の過負荷よりも初期故障の原因となるため、走行の最初の 1 週間は仕様の一部として扱います。実用的なチェックリスト:

• モータ軸と減速機入力軸の同心度がカップリングメーカーの公差内であることを確認してください。角度のずれにより、シールとベアリングが急速に破壊されます。
• 実際の取り付け位置に指定されたオイル グレードとレベルまで充填し、ブリーザーが設計で想定されている位置に配置されていることを確認します。
• 最初のシフト後に基礎ボルトと出力カップリングを再確認し、その後 1 週間後に再度確認します。
• 最初の 100 時間は振動と温度のベースラインを測定し、初期のならし期間後にオイルを交換します。

よくある間違いと調達リスク

仕様段階での障害のほとんどは、始動トルクを無視し、取り付け位置が交換可能であると仮定して、モーターのキロワットのみに基づいてサイジングを決定したことに起因します。再発するリスクは予測可能です。

• サービス係数やデューティサイクルは明記されておらず、比率のみで購入します。
• モーターを大きくすれば、トルク、熱、ベアリングの問題が解決すると仮定します。
• スプロケット、プーリー、ブレーキ、レバーアーム付きブレーキのオーバーハング荷重データは省略しています。
• 非標準機械用の標準フット、フランジ、またはシャフト インターフェイスを注文する場合。
• スペア、リードタイム、特大または非標準の鋳物は、注文が発注されるまでそのままにしておきます。

製造の深度により、これらのリスクのいくつかが一度に軽減されます。たとえば、Taixing Reducer Co., Ltd. は、1984 年以来工業用歯車減速機を製造しており、16 の製品シリーズと 10,000 以上の仕様をリストしており、特大および非標準ユニット用の大型歯車研削およびホブ加工装置を備えた年間生産能力 200,000 台の減速機を報告しています。

よくある質問

ギア減速機モーターはギアモーターと同じですか?

日常使用では、はい、両方ともモーターとギアボックスが減速を提供することを意味します。厳密には、ギアモーターは通常 1 つの一体化されたハウジングですが、より広範な用語には、減速機に結合された別個のモーターも含まれます。

比率が高いほど、常に使用可能なトルクが大きくなりますか?

いいえ、トルクは比率とともに増加しますが、効率と熱容量は低下するため、熱がハウジングから出られなくなる点を超えると、比率が増加すると、使用可能な出力ではなく損失が増加します。

現場で減速機モーターの取り付け位置を変更できますか?

メーカーが確認した場合に限ります。オイルレベル、ブリーザー、シールの設計は位置によって異なり、水平取り付け用に作られたユニットは垂直に回転させると漏れたり空になったりする可能性があります。

ベルトコンベヤに適したサービスファクターは何ですか?

1.25 ～ 1.5 は、均一に荷重がかかるベルト コンベヤのほとんどをカバーします。塊状のフィード、頻繁な起動、高い周囲温度、またはシャットダウン後の負荷の高い再起動の場合は、さらに追加します。

ギア減速機モーターは可変周波数ドライブで動作できますか?

はい、モーターがインバーター定格であり、減速機の低速熱容量と最低動作速度での適切な油膜潤滑がチェックされていることを条件とします。