Choisir la bonne boîte de vitesses
Choisir le bon réducteur : un engrenage conique plutôt qu'un engrenage à vis sans fin
Un réducteur à vis sans fin est souvent utilisé dans les applications de réducteur à engrenage conique. Toutefois, ce type de réducteur a un rendement relativement faible en raison des pertes de friction élevées. La solution ? Les réducteurs à couple conique hélicoïdal ! Lorsqu'un outil doit être entraîné à un angle de 90 degrés avec une vitesse réduite et un couple élevé, choisissez des motoréducteurs à angle droit.
D'une manière générale, il existe 4 types de réducteurs à cet égard :
1 - réducteur à vis sans fin
2 - réducteur à couple conique
3 - réducteur à couronne (réducteur hypoïde)
4 - réducteur planétaire
Dans les applications industrielles, on utilise principalement des engrenages à vis sans fin et des réducteurs à engrenages coniques. Ceux-ci sont généralement disponibles et livrés rapidement.
Le réducteur à vis sans fin à angle droit fonctionne avec une vis sans fin et une roue à vis sans fin, la vis sans fin tournant à un angle de 90° par rapport à la roue à vis sans fin. Ses avantages sont les suivants : Compact et relativement peu coûteux, autofreiné à des rapports de vitesse élevés, peu vibrant et peu bruyant. Ses inconvénients sont : un rendement plus faible (40-85%), dû à un frottement élevé, une production de chaleur plus importante, un refroidissement souvent nécessaire à des puissances plus élevées et une usure plus importante due au frottement de glissement entre la vis sans fin et la roue à vis sans fin.
Le réducteur à engrenages coniques hélicoïdaux utilise des engrenages coniques (par exemple, des engrenages coniques hélicoïdaux ou spiralés) pour transmettre la puissance à 90°. Les avantages sont les suivants : rendement plus élevé (95-98%), donc moins de perte d'énergie, plus durable et résistant à l'usure grâce à un engrenage plus efficace, adapté à des charges plus élevées et à un fonctionnement continu. Les inconvénients sont les suivants : plus cher à l'achat qu'un réducteur à vis sans fin, moins compact qu'un réducteur à vis sans fin, nécessite parfois une lubrification supplémentaire et un alignement plus précis.
Si l'autoblocage n'est pas nécessaire, voire indésirable, les inconvénients (prix d'achat légèrement plus élevé et compacité légèrement moindre) du réducteur à couple conique ne l'emportent pas sur le rendement nettement plus favorable par rapport au réducteur à vis sans fin.
Un réducteur à vis sans fin a un rendement compris entre 40 et 85 %, en fonction du rapport de transmission et de la lubrification. Un réducteur à couple conique a un rendement compris entre 95 et 98 %, quel que soit le rapport de transmission.
À un faible rapport d'engrenage (5:1 - 10:1), un réducteur à vis sans fin peut encore avoir un rendement raisonnable (environ 80 %). À un rapport de démultiplication élevé (>30:1), le rendement d'un réducteur à vis sans fin peut chuter à 40-60 %, tandis qu'un réducteur à couple conique hélicoïdal atteint encore 95 % ou plus.
Cela signifie qu'un réducteur à vis sans fin consomme 30-50 % d'énergie en plus pour la même puissance de sortie.
Voici un exemple de calcul basé sur un entraînement de 22 kW dans lequel nous comparons un réducteur à vis sans fin avec un réducteur à engrenages coniques avec un rapport de transmission de 20:1 ; Puissance d'entrée 22 kW, rendement du réducteur à vis sans fin 70% (0,70), rendement du réducteur à engrenages coniques 96% (0,96).
Calculer la puissance de sortie : 𝑃-out = 𝑃-in × 𝜂
Pour le réducteur à vis sans fin : 𝑃-out, vis sans fin = 22 × 0,70 = 15,4 kW
Pour le réducteur à couple conique : 𝑃-out, cône = 22 × 0,96 = 21,12 kW
Le réducteur à vis sans fin perd 22 - 15,4 = 6,6 kW de chaleur, tandis que le réducteur à couple conique perd 22 - 21,12 = 0,88 kW de chaleur, soit 6,6 kW - 0,88 kW = 5,72 kW de moins !
Pour 4000 heures de fonctionnement et un prix de l'énergie de 0,20 €/kWh, cela signifie une économie d'énergie de 5,72 × 4000 × 0,20 = 4 576 euros par an !
Conclusion : un réducteur à engrenages coniques hélicoïdaux est beaucoup plus efficace, en particulier pour les rapports de démultiplication élevés. la perte de puissance est nettement plus faible, ce qui permet de réaliser des économies d'énergie et de coûts considérables. En outre, le réducteur à couple conique hélicoïdal est nettement moins sujet à l'usure, donc plus facile à entretenir, plus durable, car il dure beaucoup plus longtemps, et il est donc plus fiable sur le plan opérationnel. Un réducteur à vis sans fin est un bon choix pour les applications d'autofreinage ou les applications à faible puissance, mais pas pour l'efficacité et/ou la durabilité.
Contact
Vous voulez en savoir plus ?
Nous serions ravis de savoir comment nous pouvons vous aider avec des services d’efficacité énergétique. Grâce à notre expérience et à notre vaste atelier, nous pouvons vous aider de la manière qui convient à votre entreprise.