Wat is een wormwielreductor?
Een wormwielreductor is een overbrenging die is opgebouwd uit een worm en een wormwiel. Omdat de as van de worm en van het wormwiel haaks op elkaar staan spreken we van een haakse reductiekast. De hartlijn van de assen snijden elkaar niet maar kruisen elkaar. De taak van de reductor is het verlagen van het toerental van bijvoorbeeld een elektromotor. Hiermee wordt ook meteen het koppel verhoogd.
Een groot voordeel van wormwielreductoren is dat ze, in vergelijking tot andere tandwieloverbrengingen, met één trap een grote overbrengsverhouding (i) kunnen hebben bij een kleine afmeting. De overbrengingsverhouding ligt tussen de 5 en 100. Bij een tandwielkast heb je meerdere trappen nodig om een grotere overbrengingsverhouding te realiseren. Gecombineerde wormwielreductoren gaan zelfs tot een overbrengingsverhouding van i=10.000.
Worm en wormwiel
De worm is altijd drijvend en ziet eruit als een spindel met schroefdraad. De tanden van de worm grijpen in het, gedreven, wormwiel. Dit wormwiel ziet er ongeveer uit als een normaal tandwiel met schuine vertanding.
Een volledige omwenteling van een worm met één gang zorgt ervoor dat het wormwiel met één tand wordt verplaatst. Om een wormwiel met 30 tanden één omwenteling te laten maken moet de worm in dit geval 30 omwentelingen maken. De overbrengingsverhouding is dan i=30 (aantal tanden wormwiel/aantal gangen).
Wormen met meer gangen bestaan ook. Bij een omwenteling van een worm met drie gangen wordt een wormwiel met 3 tanden verplaatst. De overbrengingsverhouding is hierbij i=10. (30/3). Het voordeel van meergangige wormen is de hogere belastbaarheid. Het nadeel is dat de bouwgrootte gelijk blijft bij een lagere overbrenging.
In deze video zie je hoe de tanden van de worm ingrijpen in het wormwiel en ervoor zorgen dat het wormwiel wordt verdraaid:
Vermogensverlies
Een nadeel van wormwielkasten is dat het contact tussen de oppervlakken van de worm en het wormwiel glijdend is, in tegenstelling tot twee tandwielen die in elkaar draaien. De wrijving die hierdoor ontstaat zorgt voor warmte en voor verlies van kracht. Daarom zijn ze vaak voorzien van koelribben. Houd rekening met een vermogensverlies van 10% tot 50%, afhankelijk van de grootte van de overbrenging.
Om vermogensverlies te beperken is een goede smering van belang. Daarnaast is vaak het materiaal van de worm en het wormwiel verschillend van elkaar. De worm kan gemaakt zijn van gehard staal waarbij dan het wormwiel van brons is.
Zelfremmend
Een wormwielreductor waarbij de worm is voorzien van één gang, én een grote overbrengingsverhouding heeft, is veelal zelfremmend. Dit betekent dat alleen de worm de overbrenging kan laten draaien. Bij een worm met één gang is de hoek van de spoed dusdanig klein dat het wormwiel de worm niet kan aandrijven. Bij meergangige wormen is dit anders. Hierbij de is de tophoek van de spoed groot genoeg zodat het wormwiel de tegenwerkende wrijvingskracht kan overwinnen en dus wel de worm kan laten roteren.
Zelfremmend wil niet zeggen dat je geen aparte rem hoeft te gebruiken. Als de machinerichtlijn er om vraagt is alsnog een externe rem nodig.
Toepassingen
Wormwielkasten zijn geschikt voor vele toepassingen. Je komt ze onder andere tegen bij aandrijvingen voor transportbanden, roldeuren, hijstoepassingen en verpakkingstechniek.
Voor- en nadelen
Tot slot zetten wij de voor- en nadelen nog even op een rij.
Voordelen:
- Zeer grote overbrengingen mogelijk
- Kleine inbouwruimtes
- Geschikt voor groot koppel/zware belasting
- Zeer geluids- en trillingsarm
- Kan zelfremmend zijn, bij bepaalde toepassing is geen houdrem nodig
Nadelen:
- Relatief laag rendement
- Hogere energiekosten t.o.v. tandwieloverbrengingen
- Mogelijk koeling noodzakelijk
