Przekładnia ślimakowa kontra przekładnia hipoidalna: ostateczne starcie pod względem sprawności i kosztów

Stawieni wobec wymogów małych przestrzeni i przekładni kątowych tradycyjnie wybieraliśmy klasyczne reduktory ślimakowe (reprezentowane przez serie WMRV/WDVF/WMVF). Jednak pojawił się potężny konkurent – reduktor hipoidalny (WKM). Związek pomiędzy tymi dwoma rozwiązaniami jest znacznie bardziej skomplikowany niż prosta zamiana; reprezentuje kluczowy wybór dotyczący sprawności, kosztów oraz ogólnej wartości użytkowania.

Główna różnica między tymi dwoma reduktorami wynika z podstawowej zasady zazębienia, która bezpośrednio określa ich granice sprawności.

Przekładnie ślimakowe: konstrukcja oparta głównie na tarcie posuwiste

Przekładnia opiera się na zębach ślimaka (zazwyczaj ze stali hartowanej) o kształcie śrubowym, które stale „drapią” powierzchnię zębów koła ślimakowego (zazwyczaj wykonanego z brązu cynowego). Ruch ten wiąże się ze znacznym tarciem ślizgowym, co prowadzi do dużych strat energii przekształcanej w ciepło. Dlatego nawet przy precyzyjnym projektowaniu i produkcji sprawność jednostopniowych przekładni ślimakowych mieści się zazwyczaj w zakresie od 70% do 85%. Oznacza to, że aż 15%–30% mocy wejściowej jest tracone bez potrzeby.

Przekładnia hipoidalna: ewolucja dominowana przez tarcie toczne

Zęby przekładni hipoidalnych charakteryzują się złożonymi, obliczonymi powierzchniami śrubowymi typu hipoidalnego. Mechanizm zazębienia opiera się na styku liniowym, gdzie ruch toczny jest podstawowym rodzajem ruchu, wspieranym przez kontrolowany mikrosuw. Taka konstrukcja znacząco redukuje tarcie pomiędzy powierzchniami zębów. Dlatego sprawność jednostopniowej przekładni hipoidalnej może osiągnąć ogólnie poziom 94%–96%, a nawet wyższy.

Zobaczmy, jakie są rzeczywiste koszty tego braku efektywności. Rozważmy typowy scenariusz automatyzacji:

Na przykład: Jeden z klientów używa WMRV75-30-Y1 0,5 KW przez 8 godzin dziennie.

wymagany moment wyjściowy to 194 N·m, S.F wynosi 1,2. Gdyby teraz chciał zastosować WKM75B-30 -Y1 0,5 KW (moment wyjściowy 237 N·m, S.F wynosi 1,44) jako zamiennik. Ile energii można zaoszczędzić dziennie i rocznie?

Stąd przy zastosowaniu przekładni hipoidalnej można zaoszczędzić 0,27 kW/h na godzinę, 0,27*8=2,16 kW/h dziennie, a rocznie 2,16*360=777,6 kW/h.

Roczna oszczędność finansowa: 777,6 kW/h * cena za energię elektryczną

W tym przykładzie wybór bardziej efektywnej przekładni hipoidalnej pozwoli w ciągu 5 lat na pokrycie, a nawet znaczne przekroczenie, różnicy w początkowych kosztach zakupu obu rozwiązań.

Przy wyborze komponentów do swojego kolejnego projektu warto wziąć pod uwagę tę porównawczą analizę. Prawdziwa kontrola kosztów zaczyna się od mądrych decyzji podejmowanych na etapie wstępnego projektowania. Wybór bardziej wydajnej przekładni to nie tylko wybór konkretnego produktu, lecz także wybór zorientowanego na przyszłość i zrównoważonego modelu zysku.