¿Cómo seleccionar correctamente un reductor de tornillo sin fin WP?

Aclare los requisitos del equipo: diferentes equipos tienen diferentes requisitos para Reductores de tornillo sin fin WP . Por ejemplo, en el mecanismo de alimentación de la maquinaria de embalaje de la línea de producción automatizada, el reductor debe tener una característica de salida de par constante para garantizar un transporte estable del material; mientras que en la aplicación de articulaciones robóticas, el reductor tiene altos requisitos de precisión, rendimiento de autobloqueo y ocupación de espacio. Por lo tanto, es necesario determinar primero el escenario de trabajo y los requisitos específicos del equipo.

Calcular parámetros clave

Par de salida: calcular con precisión el par requerido por la carga es la clave para la selección. Por ejemplo, si la carga requiere un par de torsión de 30 N・m y el par nominal del motor es de 2 N・m, considerando la eficiencia de transmisión del reductor de tornillo sin fin, que generalmente es del 60 % al 85 % (suponiendo aquí 70 %), la relación de velocidad debe ser ≥30÷2÷0,7≈21,4, entonces es necesario seleccionar un reductor de tornillo sin fin WP con una relación de velocidad que cumpla con este requisito.

Relación de velocidad: Determine la relación de velocidad en función de la velocidad de los ejes de entrada y salida del equipo. Por ejemplo, si la velocidad del motor es 1400r/min y la velocidad del eje de salida requerida por el equipo es 70r/min, la relación de reducción = 1400÷70 = 20. Intente elegir un reductor de tornillo sin fin WP que esté cerca de esta relación de reducción ideal para garantizar la estabilidad y eficiencia de la operación del equipo.

Considere la instalación y los factores ambientales.
Método de instalación: el reductor de tornillo sin fin WP admite múltiples métodos de instalación, como horizontal y vertical. Al elegir, es necesario determinarlo de acuerdo con el diseño general del equipo. Por ejemplo, en un diseño tridimensional con espacio compacto, la instalación vertical puede ser más adecuada, pero cuando se instala verticalmente, preste especial atención al nivel de aceite para evitar la escasez de aceite en el cojinete helicoidal.
Condiciones ambientales: Si el equipo funciona en un ambiente de -10 ℃ -40 ℃, se puede utilizar aceite lubricante ordinario (como L-CKC 220); si está en un ambiente de alta temperatura (>60 ℃), se requiere aceite sintético (como aceite lubricante a base de PAO). Al mismo tiempo, si el ambiente es húmedo, también se debe considerar el desempeño protector del reductor para evitar la corrosión de las piezas internas.

Preste atención a la precisión y mantenimiento del reductor.
Selección de precisión: para escenarios de aplicación con requisitos de precisión extremadamente altos, como equipos médicos e instrumentos de precisión, es necesario seleccionar un reductor de engranaje helicoidal WP de grado de precisión (juego ≤ 5 minutos de arco); En algunas aplicaciones industriales ordinarias, el grado estándar (juego ≤ 15 minutos de arco) puede satisfacer las necesidades.
Lubricación y mantenimiento: El aceite lubricante debe reemplazarse después de las primeras 500 horas de funcionamiento y, a partir de entonces, la calidad del aceite se debe verificar cada 2000 horas. La superficie de engrane del engranaje helicoidal también necesita una detección regular de fallas (por ejemplo, una vez al año) para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del equipo.

La importancia y el método de cálculo de la adaptación del par.
La importancia de la adaptación del par
Garantice el funcionamiento estable del equipo: una combinación de par adecuada puede garantizar que el equipo sea estable y confiable durante el funcionamiento. Tomando como ejemplo la máquina de impresión en la línea de producción de automatización industrial, su sistema de control de tensión requiere que el reductor de tornillo sin fin WP proporcione un par estable. Si el torque no se iguala correctamente, causará una tensión inestable en el material impreso y problemas de calidad de impresión, como texto borroso y patrones deformados.
Extienda la vida útil del equipo: cuando la coincidencia de torque es razonable, la tensión en las partes internas del reductor está dentro del rango normal, lo que puede reducir efectivamente el desgaste y los daños por fatiga. Por ejemplo, en maquinaria de embalaje, una salida de par estable y coincidente a largo plazo puede extender en gran medida la vida útil de componentes clave como la rueda helicoidal y el tornillo sin fin del reductor de tornillo sin fin WP, lo que reduce los costos de mantenimiento del equipo y el tiempo de inactividad.

Método de cálculo del par
Cálculo basado en potencia y velocidad: La fórmula de cálculo del par es T = 9550P/n, donde T representa el par (en Nm), P representa la potencia (en kW) y n representa la velocidad (en r/min). Por ejemplo, un motor tiene una potencia de 5kW y una velocidad de 1500r/min. La fórmula se puede utilizar para calcular su par T = 9550×5÷1500≈31,83 Nm. Al seleccionar un reductor de tornillo sin fin WP, es necesario determinar las especificaciones apropiadas del reductor en función del par real requerido por el equipo y la potencia y velocidad del motor para garantizar que el reductor pueda soportar y transmitir el par requerido.
Cálculo basado en fuerza y ​​brazo de palanca: La fórmula es T = F × r, donde F representa la fuerza perpendicular al brazo de palanca (en N) y r representa la longitud del brazo de palanca (en m). En algunas estructuras mecánicas simples, si se conocen la fuerza y ​​la longitud del brazo de palanca, esta fórmula se puede utilizar para calcular el par requerido, lo que a su vez proporciona una base para la selección del reductor de tornillo sin fin WP. Por ejemplo, en un dispositivo de palanca simple, la fuerza es de 100 N y la longitud del brazo de palanca es de 0,5 m, entonces el par T = 100 × 0,5 = 50 Nm y el reductor de tornillo sin fin WP que puede cumplir con el requisito de par se selecciona en consecuencia.

Considere el factor de seguridad y el par dinámico.
Factor de seguridad: en aplicaciones prácticas, para garantizar la confiabilidad del funcionamiento del equipo, generalmente se requiere un cierto factor de seguridad. Por ejemplo, en algunos escenarios de trabajo con arranques, paradas o cargas de impacto frecuentes, el factor de seguridad generalmente se toma entre 1,2 y 1,5. Suponiendo que el par teórico calculado por el equipo es de 40 Nm, si el factor de seguridad es 1,3, al seleccionar un reductor de tornillo sin fin WP, su par nominal no debe ser inferior a 40×1,3 = 52 Nm.
Par dinámico: El equipo generará par dinámico durante las etapas de aceleración y desaceleración durante el arranque, frenado y operación. El par dinámico suele ser mayor que el par estático durante el funcionamiento normal del equipo. Por ejemplo, en el momento del arranque, debido a la inercia, el par requerido de un dispositivo puede ser entre 1,5 y 2 veces el par de funcionamiento normal. Por lo tanto, al seleccionar un reductor de tornillo sin fin WP, no solo se debe considerar la demanda de torque durante el funcionamiento estable del equipo, sino que también se debe considerar completamente el impacto del torque dinámico para garantizar que el reductor pueda soportar varios cambios de torque durante el funcionamiento del equipo.

Consideraciones sobre métodos de instalación y distribución espacial.
Tipos de métodos de instalación y escenarios aplicables.
Instalación horizontal: aplicable a la mayoría de los equipos para operaciones aéreas, como líneas de producción de ensamblaje de componentes electrónicos, equipos de marcado de productos, etc. En estos escenarios, el plano de trabajo del equipo es relativamente plano y el reductor de tornillo sin fin WP instalado horizontalmente puede transmitir energía de manera estable y es relativamente fácil de instalar y mantener. Por ejemplo, en equipos de parcheo de componentes electrónicos, el reductor instalado horizontalmente puede controlar con precisión el movimiento del cabezal de parcheo para garantizar la precisión del parche.
Instalación vertical: comúnmente utilizada en diseños tridimensionales compactos, como líneas de prueba de productos 3C. En este diseño, la instalación vertical puede ahorrar espacio de manera efectiva y hacer que la estructura del equipo sea más compacta. Sin embargo, cabe señalar que debido al efecto de la gravedad durante la instalación vertical, el dispositivo tiene mayores requisitos de fuerza motriz. Generalmente se recomienda utilizar un servomotor de alto par con un reductor de tornillo sin fin WP. Al mismo tiempo, se debe garantizar una buena lubricación para evitar un mayor desgaste del cojinete sin fin debido a una mala lubricación.
Instalación inclinada: generalmente aparece en equipos con requisitos de proceso especiales, como equipos de llenado de líquidos a prueba de salpicaduras, dispositivos de transporte de material antideslizantes, etc. Al instalar en ángulo, es necesario verificar cuidadosamente el ángulo de rodamiento del control deslizante para evitar fallas de lubricación debido a una inclinación excesiva, que afecta el funcionamiento normal del equipo. Por ejemplo, en equipos de llenado de líquidos, para evitar salpicaduras de líquidos, el cabezal de llenado debe instalarse en un ángulo determinado. En este momento, el reductor de tornillo sin fin WP correspondiente también debe instalarse en ángulo para garantizar que pueda funcionar de manera estable en un estado inclinado.

Impacto de la distribución espacial en la instalación.
Limitación del tamaño total del equipo: El tamaño total del equipo limitará el espacio de instalación del reductor de tornillo sin fin WP. Por ejemplo, en algunos equipos de automatización pequeños, el espacio interno es pequeño y es necesario seleccionar un reductor de tornillo sin fin WP pequeño y compacto y planificar razonablemente su posición de instalación para garantizar que los componentes internos del equipo estén dispuestos razonablemente y no interfieran entre sí. Por ejemplo, para un pequeño dispositivo inteligente de accionamiento de cortinas, debido al espacio de instalación limitado, es necesario seleccionar un reductor de tornillo sin fin WP en miniatura y adoptar un método de instalación inteligente, como integrarlo con el motor e instalarlo en un extremo del riel de la cortina.
Relación de posición con otros componentes: la posición de instalación del reductor debe considerar la coordinación con otros componentes. Por ejemplo, en un equipo mecánico complejo, es posible que sea necesario utilizar el reductor de tornillo sin fin WP junto con componentes como motores, acoplamientos y cadenas de transmisión. En este momento, es necesario asegurarse de que la conexión entre ellos sea suave y que la posición de instalación sea conveniente para el mantenimiento y la reparación. Al mismo tiempo, también es necesario considerar si la dirección del eje de salida del reductor coincide con la dirección del movimiento de otras partes móviles del equipo para lograr una transmisión de potencia eficiente. Por ejemplo, en un dispositivo transportador, el eje de salida del reductor debe estar conectado correctamente al eje del rodillo impulsor de la cinta transportadora y la posición debe ser conveniente para ajustar la estanqueidad de la cinta transportadora.

Sugerencias de optimización para métodos de instalación y distribución espacial.
Planifique con anticipación: en la etapa de diseño del equipo, se debe considerar completamente el método de instalación y la distribución espacial del reductor de tornillo sin fin WP. Al dibujar un diagrama detallado de disposición del equipo, simulando la posición de instalación y la trayectoria de movimiento de cada componente, se pueden descubrir posibles problemas de antemano, optimizarlos y ajustarlos. Por ejemplo, al diseñar una línea de producción automatizada, utilice software de modelado 3D para ensamblar virtualmente el equipo, verificar la relación espacial entre el reductor y otros equipos y garantizar la conveniencia de la instalación y el mantenimiento.
Seleccione productos estandarizados: dé prioridad a los reductores de tornillo sin fin WP con interfaces de instalación estandarizadas, que pueden reducir los costos de instalación y puesta en servicio y mejorar la versatilidad y mantenibilidad del equipo. Al mismo tiempo, los productos estandarizados son más fáciles de conseguir en el mercado, lo que resulta conveniente para su posterior sustitución y mantenimiento. Por ejemplo, algunas marcas conocidas de reductores de tornillo sin fin WP ofrecen una variedad de métodos de instalación y tamaños de interfaz estandarizados, y los usuarios pueden seleccionarlos e instalarlos fácilmente según sus necesidades.
Reserva de espacio para mantenimiento: Independientemente del método de instalación, se debe reservar suficiente espacio para mantenimiento para el reductor de tornillo sin fin WP. Durante el funcionamiento del equipo, el reductor debe inspeccionarse, lubricarse y repararse periódicamente. El espacio reservado debe ser conveniente para que los operadores accedan a varias partes del reductor y realicen los trabajos de mantenimiento necesarios. Por ejemplo, al instalar el reductor, se debe dejar una cierta cantidad de espacio a su alrededor para facilitar a los operadores quitar e instalar la cubierta del extremo del reductor, reemplazar el aceite lubricante, etc.

El impacto del entorno de trabajo en la selección (temperatura, humedad, polvo, etc.)

El impacto de la temperatura en la selección.
Ambiente de alta temperatura: cuando la temperatura del ambiente de trabajo excede los 40 ℃, tendrá muchos efectos en el reductor de tornillo sin fin WP. Primero, la resistividad del alambre de cobre en el motor aumenta con el aumento de la temperatura, lo que resulta en una mayor pérdida de potencia y una disminución de la potencia del motor. En segundo lugar, las altas temperaturas hacen que el aceite lubricante del reductor sea más diluido, lo que no favorece la protección de los componentes y es propenso a fallar. Al mismo tiempo, la expansión térmica también afectará la vida útil del reductor. Además, las altas temperaturas también reducirán el rendimiento del aislamiento del motor, harán que el material aislante envejezca y aumentarán el riesgo de fallo eléctrico. Al seleccionar un ambiente de alta temperatura, si la temperatura ambiente está entre 40 ℃ y 60 ℃, puede considerar elegir un reductor de tornillo sin fin WP con mejor rendimiento de disipación de calor, como agregar un disipador de calor o usar refrigeración por aire forzado, y elegir un lubricante con mejor rendimiento a alta temperatura (como aceite sintético); Si la temperatura ambiente es superior a 60 ℃, es posible que deba elegir un reductor diseñado específicamente para ambientes de alta temperatura, o incluso utilizar métodos de enfriamiento más eficientes, como el enfriamiento por agua.
Entorno de baja temperatura: en un entorno de baja temperatura (como por debajo de -10 ℃), la viscosidad del aceite lubricante aumentará y la fluidez se deteriorará, lo que provocará dificultad para arrancar el reductor, mayor resistencia durante la operación y mayor desgaste. Al mismo tiempo, las bajas temperaturas también pueden provocar cambios en las propiedades del material de algunos componentes, como fragilidad, reduciendo la fiabilidad del equipo. Para entornos de baja temperatura, se deben seleccionar lubricantes adecuados para trabajos a baja temperatura, que aún puedan mantener una buena fluidez a bajas temperaturas. Al mismo tiempo, se debe considerar el material del reductor para garantizar que los componentes no se dañen debido a problemas del material a bajas temperaturas. Por ejemplo, se pueden seleccionar sellos de aceite y otros componentes hechos de materiales resistentes al frío para evitar que el rendimiento del sellado se reduzca debido a las bajas temperaturas.
Efecto de la humedad en la selección.
Ambiente de alta humedad: En un ambiente de alta humedad con una humedad superior al 80%, los reductores de tornillo sin fin WP enfrentan muchos problemas. Por un lado, la probabilidad de que se produzca un cortocircuito en el equipo aumenta considerablemente, porque la humedad puede condensarse en la superficie de los componentes eléctricos, reducir el rendimiento del aislamiento y provocar fallos en el cortocircuito. Por otro lado, las piezas metálicas del interior del motor son susceptibles a la corrosión, acortando la vida útil del reductor y también pueden provocar fallas eléctricas. Además, la humedad excesiva puede deformar las piezas plásticas exteriores al motor, afectando la apariencia y uso normal del equipo. Para entornos de alta humedad, se deben seleccionar reductores de tornillo sin fin WP con niveles de protección más altos, como IP54 y superiores, para evitar la entrada de humedad. Al mismo tiempo, se puede considerar agregar un deshumidificador o elemento calefactor dentro del reductor para mantener seco el ambiente interno y reducir el impacto de la humedad en el equipo.
Ambiente de baja humedad: Aunque los ambientes de baja humedad generalmente no causan corrosión directa y problemas de cortocircuito a los reductores como los ambientes de alta humedad, la baja humedad puede causar acumulación de electricidad estática en algunos casos especiales. La electricidad estática puede interferir con el funcionamiento normal del equipo y causar daños a algunos componentes de control electrónico sofisticados. En un ambiente de baja humedad, si el equipo es sensible a la electricidad estática, puede elegir un reductor de tornillo sin fin WP con medidas antiestáticas, o tomar medidas externas, como agregar un humidificador de aire para aumentar la humedad ambiental y reducir la posibilidad de electricidad estática.

El impacto del polvo en la selección.
Ambiente rico en polvo: en un ambiente de trabajo polvoriento, como minas, plantas de cemento y otros lugares, el polvo puede ingresar fácilmente al reductor de tornillo sin fin WP. Una vez que entra el polvo, aumentará el desgaste de las piezas móviles, como la rueda helicoidal y el gusano, reducirá la eficiencia de transmisión del reductor y acortará su vida útil. Al mismo tiempo, la acumulación excesiva de polvo también puede afectar la disipación de calor del reductor, provocando un aumento de temperatura, afectando aún más el rendimiento del equipo. Para entornos polvorientos, debe elegir un reductor de tornillo sin fin WP con buen rendimiento de sellado, como el uso de un sello de laberinto o un sello de goma para evitar la entrada de polvo. Además, también puede considerar agregar dispositivos de protección en el exterior del reductor, como una cubierta antipolvo, para bloquear aún más el polvo. Al mismo tiempo, el reductor debe limpiarse y mantenerse periódicamente para eliminar el polvo acumulado en su interior.
Ambiente limpio: en algunos lugares con requisitos extremadamente altos de limpieza ambiental, como talleres de fabricación de chips electrónicos, talleres de producción de equipos médicos, etc., incluso una pequeña cantidad de polvo puede tener un impacto grave en la calidad del producto. En un ambiente tan limpio, además de elegir un reductor de tornillo sin fin WP bien sellado, también es necesario asegurarse de que los materiales dentro del reductor no generen polvo ni volatilicen sustancias nocivas. Por ejemplo, se puede seleccionar un reductor con grasa de grado alimenticio para cumplir con los requisitos de un ambiente limpio y evitar la contaminación del producto.