Schneckengetriebemotoren haben eine hohe Drehmomentkapazität und werden in Aufzügen und anderen Maschinen eingesetzt. Ihr Design ermöglicht einen geräuscharmen Betrieb. Die Schnecken- und Zahnräder bestehen aus unterschiedlichen Metallen, sodass sie aneinander reiben können, ohne sie zu beschädigen.
Der in einem Schneckengetriebemotor verwendete Schmierstoff muss hohen Belastungen und Temperaturen standhalten. Typischerweise werden EP-Schmierstoffe verwendet, aber auch Polyalkylenglykole (PAG) haben sich durchgesetzt.
Effizienz
Bei Schneckengetriebemotoren dreht ein Elektromotor ein Schneckenrad, das wiederum ein Rad antreibt und so Bewegung und Drehmoment erzeugt. Sie können hohe Untersetzungsverhältnisse bieten und können leise und selbsthemmend sein. Sie erfordern außerdem weniger Wartung als herkömmliche Getriebesysteme.
Ein Schlüsselfaktor, der die Effizienz eines Schneckengetriebesystems bestimmt, ist die Art und Weise, wie es die Kraft zwischen Schnecke und Zahnrad überträgt. Die Zahnräder berühren einander durch Gleiten, was es schwierig macht, erhebliche Mengen an Leistung zu erzeugen und gleichzeitig die Effizienz beizubehalten.
In diesem Artikel wird eine physikalisch fundierte Berechnungsmethode vorgestellt, mit der lokale Zahnreibungskoeffizienten ermittelt und Getriebeleistungsverluste vorhergesagt werden können. Darüber hinaus können mit dieser Technik weitere Leistungsverluste wie Lager, Ölumwälzung und Wellendichtungen berechnet werden. Es zeigt auch, dass die Ergebnisse einer Simulation mit denen tatsächlicher Messwerte verglichen werden können. Die entwickelte Berechnungsmethodik bietet eine zuverlässige Methode zur Bewertung der Effizienz eines Schneckengetriebes.
Haltbarkeit
Schneckengetriebemotoren arbeiten leise und mit minimalen Vibrationen. Sie bieten außerdem ein kompaktes Design, das den Einbau in enge Räume ermöglicht. Sie können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, darunter Werkzeugmaschinen, Aufzüge und Automobil-Servolenkungen.
Eine wesentliche Stärke des Schneckengetriebes besteht darin, dass es eine Rückwärtsbewegung verhindert. Dies wird durch einen Selbsthemmungsmechanismus erreicht, der auftritt, wenn der Steigungswinkel zwischen Schnecken- und Zahnradzahnoberflächen klein genug ist, um ein Drehen der Schnecke gegen das Zahnrad zu verhindern.
Ein großer Nachteil des Schneckengetriebes besteht darin, dass es schwierig ist, es richtig zu schmieren. Da der Eingriff zwischen Schnecke und Zahnrad gleitend und nicht rollend erfolgt, besteht ein viel höheres Risiko von Reibung und Wärmeübertragung als bei Standardzahnrädern.
Dieses Problem wird durch die Tatsache verschärft, dass ein Stahlschneckengetriebe typischerweise ein Messingschneckenrad aufweist. Schwefel-Phosphor-EP-Getriebeöle verursachen Korrosion auf der Messingoberfläche und können die Zähne einer Stahlschnecke beschädigen. Es sind Schmierstoffe mit hoher Viskosität erforderlich, die jedoch für Anlagen problematisch sein können, die vor Ort nicht über die entsprechende Ausrüstung zum Filtern dieser Art von Öl verfügen.
Wartung
Schneckengetriebemotoren sind bei ordnungsgemäßer Wartung effizient und zuverlässig. Durch Befolgen der Herstellerempfehlungen für Einrichtung und Schmierung können diese einzigartigen Maschinen viele Jahre lang störungsfrei funktionieren.
Allerdings erfordert die Gleitwirkung des Schneckengetriebes mit dem Schneckenrad eine andere Art von Schmiermittel als bei anderen Getriebetypen. Der richtige Schmierstoff kann die Reibung verringern, vor Korrosion schützen und zur Wärmeableitung beitragen. Doch wenn das falsche Schmiermittel verwendet wird, kann es zu Schäden kommen.
Die Verwendung des falschen Schmiermittels kann zu höheren Temperaturen, unzureichender hydrodynamischer Druckentwicklung und erhöhter Bildung von Verschleißrückständen führen. Darüber hinaus kann eine unzureichende Schmierung zu einem ineffizienten Betrieb führen.
Eine gute Möglichkeit, sicherzustellen, dass das Schmiermittel seine Aufgabe erfüllt, ist die Verwendung eines Schauglases und eines Ölstandsensors. Dies ermöglicht eine tägliche Sichtprüfung des Zustands des Schmiermittels, einschließlich ungewöhnlicher Verdunkelung (ein Zeichen von Oxidation) und des Vorhandenseins von sichtbarem Schlamm, festen Partikeln und Feuchtigkeit.
Kosten
Obwohl Schneckengetriebe weniger effizient sind als Standardgetriebe, bieten sie einen Vorteil: Der Gleitkontakt zwischen Schnecke und Rad reduziert die Geräuschentwicklung. Diese Funktion ist besonders nützlich bei Anwendungen, die einen leisen Betrieb erfordern. Beispielsweise werden Schneckengetriebe als Differenzial in schweren Lkw eingesetzt, wo die Auswirkungen einer Reifenpanne an einem Rad minimiert werden.
Schneckengetriebemotoren verbrauchen außerdem weniger Teile als andere Motoren und sind dadurch kompakter. Sie können in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich Geschwindigkeitsreduzierern und Aufzügen. Sie werden auch in Maschinen eingesetzt, die eine hohe Drehmomentvervielfachung erfordern, beispielsweise Werkzeugmaschinen und Hebezeuge. Diese Motoren können mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben werden und sind mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen und Wellenabmessungen erhältlich. Sie können auch auf Anfrage individuell angepasst werden. Diese bürstenkommutierten Schneckengetriebemotoren sind ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot. Sie können parallel oder senkrecht zur Eingangswelle des Mikromotors, mit dem sie gekoppelt sind, montiert werden und sind für einen breiten Versorgungsspannungsbereich von 12–24 V geeignet.
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