Wat is een wormwielreductor?
Een wormwielreductor bestaat uit een worm en wormwiel. Dit zijn twee tandwielen waarvan de richting van de as van de één loodrecht staat op de richting van de as van de ander. Het wormwiel lijkt op een normaal tandwiel. De worm heeft de vorm van een schroef en ligt over de vertanding van het wormwiel. Wordt de worm aangedreven, wat meestal het geval is, dan zal het wormwiel traag draaien. Dit gebeurt met een hoog koppel. Afhankelijk van de verhouding spiralen/tanden en het rendement van de overbrenging heeft een wormwielreductor een zelfremmend vermogen: Probeert men het wormwiel aan te drijven, dan kan het systeem niet in beweging komen: de combinatie blokkeert zichzelf.
Bron: Wikimedia
FABRIKANTEN EN MERKNAMEN
Kenmerken van een wormwielreductor
Meerdere uitgaande assen mogelijk
Laag rendement.
Reductie mogelijk van 1:3 tot ca 1:100. Door twee wormwielreductoren achter elkaar te plaatsen zijn vertragingen tot 1:10000 mogelijk.
Kan makkelijk spellingsarm gemaakt worden
Verkrijgbaar in veel verschillende uitvoeringen en materialen. Een aantal merken produceert kasten met gelijke inbouwmaten en zijn dus uitwisselbaar.
Compacte bouwvorm
Eenvoudige integratie in de constructie van machines
Laag geluidsniveau
Zelfremmend bij bepaalde reducties
Toepassingen van een wormwiel aandrijving
Algemene machinebouw
Opwikkelmachines
Roldeuren
Transportbanden
Scheepsbouw
Transport apparatuur
Wat moet je weten om de juiste wormwielkast te bestellen.
Snelheidsverhouding van een wormwieloverbrenging berekenen
Stel je hebt een wormwielkast waarvan het type plaatje verdwenen is. Hoe bepaal je dan de vertraging van de wormwielset? Je kunt door aan de ingaande as (motorzijde) te draaien bepalen wat de exacte vertraging van de reductor is. Zet een merkteken op de uitgaande as en tel het aantal omwentelingen dat nodig is om de uitgaande as helemaal rond te draaien. Zit de wormwielkast vast? dan zul je hem moeten demonteren om te bepalen wat de reductieverhouding is. De reductie bereken je door de omtrek van het wormwiel te delen door de spoed van de worm. Of door het aantal tanden van het wormwiel te delen door het aantal “tanden” van de worm.
Precisie van een tandwielkast
Hoeveel speling (backlash of verdraaispeling) mag de aandrijving hebben? Een lopende band mag meer speling hebben dan bijvoorbeeld een pick-and-place robot. Deze speling wordt in boogminuten aangeduid. Een boogminuut is een eenheid om de grootte van een hoek aan te duiden. Een boogminuut bedraagt zestig boogseconden en is een 60e van een booggraad. Een speling van 1 boogminuut staat gelijk aan een afwijking van ca 29 mm op een straal van 100 meter. Hoe minder speling er in de tandwielkast zit hoe preciezer de werking ervan. Een kleine speling is noodzakelijk voor het smeren van de interne vertanding. Uiteraard heeft de nauwkeurigheid van een reductor ook invloed op de prijs.
Draairichting en vorm van de as
Klinkt logisch. Maar vooral niet onbelangrijk. In veel gevallen moet er bij bestelling een draairichting worden aangegeven. Ook is de uitgaande as vaak in verschillende diameters te verkrijgen. Is de as vol of hol uitgevoerd? Wordt de reductor op een bestaande motor gebouwd, controleer dan ook de ingaande asdiameter.
Radiale en axiale krachten
Komen er grote radiale en/of axiale krachten op de tandwielkast? Dit heeft invloed op de levensduur van de reductor. In sommige gevallen kan er gekozen worden om zwaardere lagers te monteren. Er zijn merken die reductoren leveren met een verlengde lagerpot aan de uitgaande aszijde.
- Fx = Radiale belasting
- X = Positie van de kracht
- Fa = Axiale belasting
Ruimtelijke positie van de reductor
De meeste reductoren zijn voorzien van olie. De inbouw positie van de reductor is voor een groot deel bepalend voor de benodigde hoeveelheid olie. Dit om drooglopen van aandrijfcomponenten te voorkomen. Hier vind je een overzicht van de verschillende posities. Zo worden ze vaak weergegeven in de documentatie van de fabrikant. De cijfers maken dan onderdeel uit van de bestelsleutel. In het geval dat er een motorreductor wordt besteld kan ook vaak de positie van de klemmenkast bepaald worden.
Service factor
De service factor (ook wel bedrijfs factor genoemd) (fs) is de factor die mede bepalend is in de keuze voor de juiste aandrijving. Het staat voor de lastwisselingen en overbelastingen waaraan een reductiekast in het dagelijks gebruik kan worden blootgesteld. Selecteer in onderstaande tabel het juiste aantal bedrijfsuren per dag. Aan de hand van één van de drie belastingskrommen en het aantal starts per uur kan de servicefactor afgelezen worden. De aanduidingen K1 – K3 geven de waarden aan van de bedrijfsklassen; gelijkmatige belasting, licht stotende belasting, en zwaar stotende belasting.
Koppel
Het Koppel is een maat voor het rotatie-effect van een kracht. Eenheid voor koppel is de newtonmeter (Nm). Het koppel bepaald deels de grootte en type van de reductor.
Bij gelijk blijvend vermogen stijgt het koppel als het toerental daalt. Elke toepassing vraagt om een specifiek (nominaal en maximaal) koppel en een bepaalde snelheid. Met dit koppel kun je ongeveer de bouwgrootte van de tandwielkast bepalen.
Nominaal koppel Tn [Nm] Het koppel dat overgebracht kan worden bij constante belasting op de uitgaande as en servicefactor fs = 1.
Het nominale koppel wordt berekend aan de hand van de volgende formule. Tn [Nm] = 9550 * P [KW] / n [1/min]
- Tn [Nm] Nominaal koppel
- P [KW] Vermogen
- n [1/min] Toerental per minuut
Houdt voor een volledige berekening van een aandrijving rekening met de Service factor (fs), Rendement (η) en Massatraagheid (I)
Bedrijfsomstandigheden
Het is belangrijk om te weten wat de bedrijfsomstandigheden zijn van een tandwielkast. Deze kan namelijk een grote invloed hebben op de prestaties en levensduur. Denk bijvoorbeeld aan:
Chemische bestendigheid of stof (Denk aan speciale afdichtingen)
Explosie gevaar (ATEX)
Extreme temperaturen (schommelingen)
Service factor Inschakelduur aantal starts/stops per uur, Trillingen en/of stotende belastingen
Bevestiging van de tandwielkast
Vaak bieden fabrikanten verschillende montagemogelijkheden. Bijvoorbeeld: Een wormwielreductor kan besteld worden met voeten of met een reactiearm. Ook kan er een gekozen worden voor een uitgaande flens. Hierbij wordt de reductor rechtstreeks op de machine gemonteerd. Wordt de reductor op een bestaande motor gebouwd, controleer dan ook de ingaande flensdiameter.
Wanneer is een wormwielreductor zelfremmend?
Over zelfremmendheid van een reductor wordt gesproken als de uitgaande as van de reductor vanuit de kant van de uitgaande as niet te verdraaien is. Deze situatie doet zich voor als de hellinghoek van de wormschroef kleiner is dan de wrijvingshoek in stilstand of wanneer de statische werking van de overbrenging kleiner is dan 50%. In dat geval spreken we over de zogenaamde statische zelfremmendheid. Wanneer de hellingshoek van de wormschroef kleiner is dan de dynamische wrijvingshoek, dus als het dynamische rendement van de overbrenging kleiner is dan 50%, dan is de reductor dynamisch zelf remmend. Bij veel fabrikanten is een reductor met een vertraging van 1:80 en hoger dynamisch zelf remmend. In de ogen van de CE mag een wormwielreductor niet beschouwd worden als zelfremmend ingeval hierdoor persoonlijk letsel of ander gevaar door kan ontstaan. In die gevallen waarin het beslist nodig is de reductor volledig te beschermen tegen verdraaiingen in stilstand, zou je bijvoorbeeld een elektromotor met rem kunnen toepassen.
Meer reductoren en tandwielkasten
AANDRIJFTECHNIEK MECHANISCH