1. Zelfremming van wormwielreductoren
Zelfremming in een wormwielreductor treedt op wanneer de tangentiële kracht die het wormwiel op de worm uitoefent onvoldoende is om de wrijving op het contactvlak te overwinnen. Hierdoor kan het wormwiel de worm niet terugdrijven.
Zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding: wanneer de spoedhoek kleiner is dan de wrijvingshoek, is Fα altijd kleiner dan de wrijvingskracht Ff. Onder deze voorwaarde bevindt de worm zich in een zelfremmende toestand en kan deze niet worden teruggedreven.
Wanneer de wrijvingshoek constant blijft, maakt een kleinere spoedhoek zelfremming waarschijnlijker. Over het algemeen geldt: hoe hoger de reductieverhouding van een wormwielreductor, hoe kleiner de spoedhoek van de worm. Daarom zijn wormwielreductoren met hoge reductieverhoudingen doorgaans zelfremmend.
Onze wormwielreductoren met een reductieverhouding van 40:1 of hoger vertonen over het algemeen zelfremmend gedrag onder typische bedrijfsomstandigheden. De zelfremmende werking kan echter variëren afhankelijk van factoren zoals smering, temperatuur en belastingomstandigheden. Voor veiligheidskritische toepassingen worden aanvullende remmechanismen aanbevolen. Raadpleeg voor meer informatie dit artikel: Zelfremming van wormwielen.
Daarentegen maken planetaire reductoren gebruik van een planetair tandwielstelsel voor krachtoverbrenging en ontbreekt het wrijvingsmechanisme dat nodig is voor zelfremming. Planetaire reductoren zijn daarom over het algemeen niet zelfremmend en kunnen worden teruggedreven.
2. Andere methoden om terugloop te voorkomen
Omdat het rendement van zelfremmende wormwielreductoren over het algemeen laag is, kunnen alternatieve methoden worden overwogen om terugloop te voorkomen wanneer de omgekeerde belasting relatief klein is.
a. Gebruik van het rastkoppel van de stappenmotor
Wanneer de stappenmotor niet bekrachtigd is, is er een klein rastkoppel aanwezig als gevolg van de magnetische aantrekking tussen de permanente magneten van de rotor en de statortanden. Dit koppel wordt versterkt door de reductor en kan, in combinatie met de mechanische wrijving van het systeem, terugloop in beperkte mate tegengaan. Omdat het rastkoppel echter zeer klein is, blijft de omgekeerde belasting die het kan weerstaan — zelfs na versterking door de reductor — minimaal.
b. Gebruik van het houdkoppel van de stappenmotor
Wanneer de stappenmotor bekrachtigd is, wekken de statorspoelen een magnetisch veld op dat de permanente magneten van de rotor aantrekt en vergrendelt, waardoor wordt voorkomen dat de rotor draait. Dit vergrendelingskoppel wordt het houdkoppel genoemd, wat doorgaans de koppelwaarde is die op het datasheet van de stappenmotor wordt vermeld.
Het houdkoppel, overgebracht via de reductor, kan terugloop met een aanzienlijk grotere kracht tegengaan en is bestand tegen grotere belastingen. Dit koppel is echter nog steeds beperkt. Zodra de belasting het vermogen van de motor overschrijdt, wordt de reductor alsnog teruggedreven.
Samenvatting
Samenvattend kan terugloop worden voorkomen door gebruik te maken van het inherente zelfremmende mechanisme van de reductor of de koppelkarakteristieken van de motor. Het vermogen van de motor om terugloop tegen te gaan is echter beperkt. Wat betreft de weerstand tegen terugloop:
Zelfremming > Houdkoppel > Rastkoppel