Wormwielen: wat zijn de voor- en nadelen?

Wormwielen: de voordelen op een rijtje

Wormwiel aandrijvingen hebben veel voordelen. We zetten ze even op een rijtje:

1. sterk vertragend, hoog koppel
2. compact
3. robuust
4. veelzijdig
5. breed inzetbaar
6. niet duur

Voordeel 1: Sterk vertragend, hoog koppel

Wormwielen hebben een hoge overbrengingsverhouding. De haakse beweging – de worm grijpt onder een hoek van 90 ° aan op het tandwiel – creëert een grote vertraging en geeft het tandwiel grote kracht (koppel). Dit werkt vooral goed voor kleinere vermogens, tot zo’n 55kW.

Deze vertragende werking maakt het mogelijk om wormwielen in te zetten als reductoren. Ze kunnen zelfremmend zijn, afhankelijk van de verhouding tussen spiralen/tanden en het rendement van de overbrenging. In dat geval kan een aparte remmotor overbodig zijn.

Voordeel 2: Compact

Wormwielen zijn compact: de haakse opstelling neemt veel minder ruimte in dan planetaire tandwielen en levert veel kracht. Door zijn compactheid is deze aandrijving ook makkelijk in te bouwen in machines.

Voordeel 3: Robuust

Wormwielen zijn relatief eenvoudige overbrengingen. Ze zijn schokbestendig en kunnen dus tegen een stootje. Ze zijn ook relatief stil. De combinatie produceert weinig geluid en trillingen in vergelijking met planetaire tandwielen door minder draaiende onderdelen. Daarnaast zijn ze gemakkelijk spelingsarm te maken.

Dat is handig wanneer nauwkeurig moet worden gewerkt, als bijvoorbeeld iets bij productie op een bepaalde plek moet staan om te worden opgepakt. Bij overbrenging is vaak sprake van enige speling (trillingen, schokken).

Voordeel 4: Veelzijdig

Wormwielen zijn goed te combineren met allerlei motoren voor de ingaande as. En de tandwieloverbrenging is te combineren met meerdere uitgaande assen. Wormwielen zijn daarnaast ook eenvoudig te integreren in machines. Door de compactheid zijn ze makkelijk in te passen

Voordeel 5: Breed inzetbaar

Wormwielen zijn breed inzetbaar in allerlei motoren en reductoren die alle takken van de industrie gebruikt worden. Er zijn oneindig veel variaties mogelijk, in heel veel uitvoeringen en opties. Zo varieert het materiaal van roestvrij staal tot kunststof en de overbrenging is van laag tot hoog.

Omdat wormwielen zo universeel zijn, hanteren diverse merken kasten met gelijke inbouwmaten, waardoor wormwielkasten dus vaak onderling uitwisselbaar zijn.

Voordeel 6: Niet duur

Wormwielen zijn goedkoop in aanschaf omdat het ontwerp zo eenvoudig is: 1 worm, 1 tandwiel, dat is alles. Door het simpele ontwerp blijven de fabricagekosten, en daarmee de prijs van het eindproduct, laag.

Wormwielen: de nadelen op een rijtje

Wormwielen hebben ook een aantal nadelen. We sommen ze hieronder op:

1. niet zo zuinig, laag rendement
2. niet duurzaam
3. niet geschikt voor alle snelheden of ratio’s

Nadeel 1: Niet zuinig

In vergelijking met tandwielen hebben wormwielen een relatief lagere efficiëntie en dus een lager rendement. In tegenstelling tot twee tandwielen die in elkaar draaien, is het contact tussen de worm en het wormwiel glijdend. Daardoor ontstaat er wrijving waarbij vermogen wordt omgezet in warmte en de techniek kracht verliest. Daarom hebben wormwielkasten vaak koelribben.

Om de verliezen te compenseren is een grotere elektromotor soms de oplossing, of het toepassen van een voortrap. Dat kost meer, zowel in aanschaf als energieverbruik.

Nadeel 2: Niet duurzaam

Het lage rendement en het relatief hoge energieverbruik passen niet bij het streven naar duurzaamheid. Als je kijkt naar energiezuinigheid en milieubelasting passen andere aandrijvingen daar beter bij.

Nadeel 3: Niet geschikt voor alle snelheden/ratio’s

Wormwielen zijn in de basis alleen geschikt voor draaimomenten. De motor oefent rotatiekracht uit op de worm, het gaat niet om krachten in de lengterichting of loodrecht op de as.

Dit beperkt de toepassingen. Door het design zijn wormwielen minder geschikt voor hogere uitgaande snelheden of zeer lage ratio’s, want het wiel draait traag en kent geen heel lage overbrenging.