Самоторможение червячных редукторов - плохо, хорошо, что с этим делать?

У червячной передачи есть одно прекрасное свойство – «самоторможение» (другой термин, обозначающий это явление – «отсутствие обратимости»).

Суть его в том, что при отсутствии вращения ведущего вала (червяка) ведомый вал затормаживается, и его невозможно провернуть, то есть нельзя заставить работать червячный редуктор в обратном направлении – от ведомого вала к ведущему. Это свойство начинает проявляться при передаточных числах от 35 и выше. Более корректно было бы здесь говорить не о передаточном числе, а об угле подъёма червяка, при уменьшении которого в определённый момент возникает самоторможение. Полное самоторможение достигается в передаче, в которой угол подъёма винтовой линии червяка равен или меньше 3.5°. Однако производители редукторов далеко не всегда предоставляют информацию об этом параметре в своих каталогах, и разработчикам приходится оперировать именно передаточными числами. Описанное свойство, в зависимости от области применения редуктора, может быть как достоинством, так и недостатком.  При выборе червячного редуктора всегда необходимо осознавать возможность появления самоторможения и всех последствий, которые из этого свойства вытекают. Например, было бы ошибкой применять червячный редуктор в приводе закаточного устройства, при заправке которого требуется вручную поворачивать бобину с закатываемым листовым материалом, так как червячному редуктору даже с передаточным отношением меньше 25 довольно тяжело провернуть за ведомый вал или ставить червячный редуктор на привод колёсной пары тележки, если её необходимо будет иногда катать вручную. Наоборот, применение червячного редуктора (с большим передаточным числом червячной пары) в приводе подъёмника позволяет во многих случаях отказаться от установки дополнительного тормозного устройства. Однако совсем заменить тормоз эффектом самоторможения нельзя, т.к. по мере износа червячная пара теряет самотормозящие свойства.

Самоторможение зависит как от объективных, так и от субъективных характеристик передачи. К объективным характеристикам относится угол подъёма витка червяка, а к субъективным – материал червяка и червячного колеса, применяемая смазка и класс точности обработки трущихся поверхностей, наличие посторонней вибрации.

Самоторможение, возникающее в редукторе, бывает двух типов – статическое и динамическое.

Статическое самоторможение характерно для тех случаев, когда угол подъёма витка червяка меньше угла трения сопряжённых поверхностей в состоянии покоя. Подобные червяки присущи передаточным отношениям со статическим КПД менее 50%.

Динамическое самоторможение отличается от статического тем, что зависит от динамического КПД, который должен быть ниже 50%, а угол подъёма витка меньше динамического угла трения.

При наличии внешних вибраций или неравномерной работе редуктора, с какими-либо рывками, статическое самоторможение становится менее значимым и необходимо брать в расчёт динамические показатели, основным из которых является динамический коэффициент трения. Его значение зависит от типа смазки, степени нагруженности механизма, качества обработки трущихся поверхностей и угловой скорости червяка и колеса (скорости скольжения). Для червячных редукторов, работающих в стандартных условиях и оборотами входного вала, не превышающими 900…1400 об/мин, динамический коэффициент трения µz находится в диапазоне от 0,02 до 0,05, чему соответствует динамический угол трения от 1 до 3 градусов.

Ссылка на источник: https://sparks.su