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Jul 08, 2023

Comment concevoir des motoréducteurs pour des conditions ambiantes extrêmes

Par Miles Budimir | 10 avril 2018 Suivre quelques conseils simples sur la conception d'un motoréducteur vous aidera à garantir que votre motoréducteur fonctionne dans les environnements les plus extrêmes. Gabriel Venzin Président ABM Drives

Par Miles Budimir | 10 avril 2018

Suivre quelques conseils simples sur la conception du motoréducteur vous aidera à garantir que votre motoréducteur fonctionne dans les environnements les plus extrêmes.

Gabriel VenzinPrésidentEntraînements ABM Inc.

Concevoir une application de motoréducteur est déjà assez difficile dans des conditions plus ou moins « normales », normales signifiant ici quelque chose comme la température ambiante et une humidité et une altitude stables ou typiques. Jetez cette application dans un environnement extrême et la conception devient plus compliquée. Mais ce n’est pas obligatoire. Pour quiconque conçoit une application de motoréducteur dans des conditions ambiantes extrêmes, il existe certaines directives qui, une fois respectées, contribueront à garantir la réussite de la conception.

Tout d'abord, les bases Un motoréducteur est une combinaison d’un réducteur et d’un moteur électrique. Les deux facteurs les plus importants au niveau de l’arbre de sortie du motoréducteur sont son régime et son couple. Un réducteur à angle droit, à arbre droit ou à arbre parallèle peut être combiné avec un moteur à aimant permanent, à courant alternatif, à induction ou à courant continu sans balais.

Les applications de motoréducteurs évoquées ici ne sont pas exposées à des pulvérisations d'eau à haute pression, comme dans les congélateurs, les installations non chauffées ou les enceintes. Ils sont utilisés dans des applications telles que les chariots élévateurs et les véhicules électriques, la technologie de levage, les équipements de construction, les machines d'emballage, ainsi que les palans à quai et les entraînements de chariots et de ponts, entre autres.

L'objectif est de faire fonctionner le motoréducteur pendant des décennies d'exposition à des conditions ambiantes extrêmes avec peu d'entretien, car ils peuvent ne pas être facilement accessibles. Il n'y a pas beaucoup de différence mécanique dans un motoréducteur pour des températures et des altitudes extrêmes ; il s'agit principalement de lubrification, de cycles de service, de considérations de chauffage ou de refroidissement et de sélection des matériaux de construction. Ces conseils peuvent donc également être utilisés pour mettre à niveau les systèmes existants.

Les types typiques de motoréducteurs dont nous parlons comprennent les motoréducteurs d'entraînement de levage, qui soulèvent des charges comprises entre 3,2 et 40 tonnes métriques. Ils sont alimentés par un moteur asynchrone à rotor cylindrique de 2,5 à 38 kW avec des réducteurs à arbres parallèles à 3 étages pour des vitesses de levage de 4 à 8 m/min pour des diamètres de tambour de 140 à 405 mm et un mouflage de 4/1. Des moteurs à commutation de pôles typiques (8/2 pôles) sont utilisés. Des vitesses variables sont programmées avec des inverseurs pour des rampes d'accélération et de décélération avec un démarrage et un freinage extrêmement lents qui minimisent les fluctuations de charge.

Un bon début consiste à examiner les données sur les conditions de températures extrêmes passées dans lesquelles l'application fonctionnera et sur toute autre condition unique pouvant être pertinente pour la conception. Dans les sections suivantes, nous aborderons la température, l'altitude et l'humidité ainsi que la manière dont ces facteurs influencent la sélection du motoréducteur.

Un modèle CAO 3D d'un motoréducteur pour environnements extrêmes d'ABM Drives.

Température

Qu'arrive-t-il au motoréducteur lorsque la température descend jusqu'à -40 C ? De -40 °C (-40 °F) à +60 °C (+140 °F), un mètre de fonte ductile se dilate de 0,123 mm. C'est la plage de température que nous couvrirons ici.

L'altitude est l'autre extrême que nous couvrirons. Pour un moteur à combustion interne, la règle générale est une perte de puissance de 3 à 4 % pour chaque 1 000 pieds au-dessus du niveau de la mer. Ainsi, une voiture de 300 ch à 10 000 pieds perdrait 30 à 40 ch. Moins de densité signifie moins de compression. Moins de matière réelle dans l'atmosphère (oxygène, azote et argon principalement) est aspirée dans les cylindres, et donc la compression est moindre. Pour un motoréducteur, cela signifie moins d’atmosphère pour dissiper la chaleur.

Comment compenser les écarts de température ? (Une plage de température standard est de -20 à +40° C.) Une variation de température extrême courante se produit lorsqu'un chariot élévateur passe d'un congélateur à -30 °C à une porte de quai à +40 °C. Qu'il s'agisse de conditions extrêmement froides (-40 °C) ou très chaudes (+60 °C), vous devrez prendre en compte les points suivants.

Huile de boîte de vitesses – Les lubrifiants synthétiques sont utilisés lorsque les huiles minérales ont atteint leur limite de performance pour des démarrages et des arrêts fréquents, des charges élevées, des chocs du système, un service à basse ou haute température, des exigences d'intervalles d'entretien d'huile prolongées et une friction interne réduite en plus des températures de fonctionnement réduites. Ils fonctionnent également à des températures plus élevées sans perte de viscosité, sans formation de résidus et sans résistance au moussage. Les produits pétroliers commencent à se dégrader à partir de +100°C, alors que les lubrifiants à base d'hydrocarbures synthétiques fonctionnent bien jusqu'à +125°C. Les synthétiques offrent également des avantages extrêmes à basse température. Ils ont également une pression de vapeur inférieure à celle des produits pétroliers, un facteur important pour garantir que le lubrifiant ne se décompose pas. L'homogénéité chimique des lubrifiants synthétiques se traduit par une plus grande capacité de charge, des indices de viscosité plus élevés, un meilleur pouvoir lubrifiant, une plus grande efficacité et une facilité d'entretien prolongée que leurs homologues à base de pétrole.