Редуктор цилиндрический: общая информация и особенности
Механика – это именно та наука, без которой сегодня просто немыслим стабильный технический прогресс человечества. Любая машина содержит в себе в той или иной степени механизмы, обеспечивающие нормальное ее функционирование. И во многих кинематических схемах этих агрегатов непременно значится устройство под названием редуктор цилиндрический.
Определение
Разберемся подробнее с этим широко распространенным универсальным механическим приспособлением. Итак, редуктор цилиндрический – это механизм, состоящий из зубчатых передач, заключенный в корпус и зачастую работающий в масляной ванне. Что подразумевается под словом «цилиндрический»? Это означает, что оси валов редуктора расположены параллельно друг другу. По количеству передач механизм может быть одноступенчатым, двухступенчатым, трёхступенчатым и т. д.
Назначение
Абсолютно каждый редуктор цилиндрический в первую очередь служит для понижения частоты вращения и, соответственно, повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Говоря иными словами, редуктор снижает угловую скорость вала электродвигателя.
Достоинства
Редуктор цилиндрический обладает следующими неоспоримыми преимуществами:
- Достаточно высоким коэффициентом полезного действия.
- Способностью выдерживать большую нагрузку и при этом практически с нулевыми потерями передавать на расстояние большие мощности.
- Способностью безотказно функционировать даже при неравномерных нагрузках, а также при любом количестве запусков и остановок.
- Отсутствием самоторможения (в отличие от червячных аналогов), и потому есть возможность проворачивать выходной вал от руки.
- Высочайшим показателем надежности.
- Низким уровнем тепловыделения.
- Широким выбором механизма по передаточному числу.
Отрицательные качества
Редуктор цилиндрический одноступенчатый (как и многоступенчатый) имеет такие недостатки:
- Повышенный уровень шума во время работы.
- Высокая жёсткость зубчатых колес, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.
- Отсутствие обратимости.
Классификация
Редуктор цилиндрический двухступенчатый, одноступенчатый и многоступенчатый по расположению зубьев разделяются:
- На прямозубые.
- Косозубые.
- Шевронные.
- С круговым зубом.
В зависимости от профиля зубьев редукторы могут быть эвольвентные с зацеплением Новикова и циклоидальные.
По окружной скорости дифференциация будет следующая:
- Тихоходные (окружная скорость не превышает 3 м/с).
- Среднескоростные (окружная скорость находится в пределах от 3 до 15 м/с).
- Скоростные (величина окружной скорости составляет от 15 до 40 м/с).
- Быстроходные (скорость свыше 40 м/с).
Устройство
Цилиндрический редуктор, чертеж которого приведен ниже, в общей конфигурации состоит из:
- Корпуса.
- Валов.
- Подшипников.
- Системы смазки.
В механике то зубчатое колесо, которое имеет меньшее число зубьев, называют шестерней, а с большим количеством зубьев – колесом.
Монтаж
Редуктор цилиндрический одноступенчатый и многоступенчатый имеет одинаковый принцип установки, который заключается в соблюдении нескольких правил, а именно:
- Подстилающая поверхность для редуктора должна быть максимально ровной, дабы исключить возможность перекоса.
- В обязательном порядке следует провести выверку монтируемых муфт, чтобы по максимуму снизить радиальные усилия на концах валов.
- Категорически запрещается бить по концам валов, поскольку это может привести к преждевременному выходу из строя подшипников качения.
- Затяжку крепёжных болтов производить равномерно с целью нивелировать вероятность расшатывания редуктора в процессе его последующей работы.
Правила ввода в эксплуатацию
Редуктор цилиндрический двухступенчатый, как и, собственно говоря, любой другой редуктор, должен начинать свою работу на основе таких требований:
- Концы валов зачищаются от коррозии или грязи.
- Откручивают маслоспускной винт и определяют отсутствие/наличие конденсата.
- Заливку масла в картер осуществлять через мелкоячеистый фильтр с целью исключить вероятность попадания абразивных частиц вовнутрь редуктора. При этом температура этого масла не должна быть ниже 20 градусов Цельсия.
- Желательно также от руки прокрутить валы и послушать работу зубчатого зацепления.
Основными параметрами, которыми следует руководствоваться при выборе цилиндрического редуктора, являются его передаточное число и межосевое расстояние.
Цилиндрический двухступенчатый редуктор – наиболее распространенный вариант применяемых ныне редукторов (около 65 %). Передаточные числа этих механизмов находятся в пределах от 8 до 40. В тех случаях, когда есть острая необходимость улучшить работу нагруженной тихоходной ступени, применяются редукторы с быстроходной ступенью раздвоенного типа.
fb.ru
Одноступенчатый редуктор: схема и исполнение
Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.Обращаться на почту aleksandr.belozerov@gmail.com.
Чтобы понять, что такое одноступенчатый редуктор, необходимо сначала определится, что собой представляет устройство в классическом варианте. Редуктором называют механизм, состоящий из передач сцепления, которые передают друг другу рабочее движение. Благодаря простоте, высокой эффективности и небольшой стоимости редукторы находят себе широкое применение в машиностроении для создания разнообразных соединенных между собой механизмов.
В корпусе редуктора заключены червячные или зубчатые передачи, которые смонтированы сварным или прочим обездвиживающим способом на валах или осях. Первые при этом впрессованы в подшипники, которые находятся в специально проделанных для них отверстиях в корпусе. Подобная передача может быть смонтирована непосредственно на агрегате, который производит механическое движение, но установленная в отдельном корпусе (редуктор) обладает рядом преимуществ. В частности это:
- гарантия высокой точности сборки механизма;
- повышенный КПД;
- лучшая смазка частей редуктора;
- сниженный износ;
- повышенный уровень защиты от попадания наносящей вред устройству пилы и грязи.
Из чего состоит редуктор?
В его состав входит стальной сварной или литой чугунный корпус. В нем размещаются валы, оси, зубчатые колеса, червячные механизмы, подшипники и прочие элементы. Некоторые редукторы содержат специальные устройства, обеспечивающие смазку элементов редуктора. К примеру, он может быть оснащен масляным насосом или устройством, обеспечивающим охлаждение этого агрегата (змеевик с охлаждающей жидкостью зачастую монтируют в червячном редукторе).
Редукторы бывают разными. При этом отличаются не только по типам, но и индивидуальным особенностям, поэтому редукторы проектируют для определённого оборудования или агрегата, в зависимости от необходимости, передаточного числа и силы крутящего момента, которые нужно передать на принимающее устройство.
Основные типы редукторов
Они делятся:
- По типу передаточного соединения на:
- зубчатые;
- червячные;
- комбинированные.
- В зависимости от формы зубчатых колес на;
- цилиндрические;
- конические и другие.
- По расположению валов в пространстве на:
- вертикальные;
- горизонтальные.
- В зависимости от особенностей кинематической системы, которая лежит в основе конкретного механизма на:
- развернутые;
- со сдвоенной ступенью и т.д.
- По количеству ступеней на:
- одноступенчатые;
- двухступенчатые.
Одноступенчатые цилиндрические редукторы
Этот тип редуктора отличается от прочих положением валов в корпусе и числом ступеней. Одноступенчатые цилиндрические редукторы могут быть вертикальными и горизонтальными. Шестеренки этих устройств могут иметь косые и прямые, а также шевронные зубья. Корпуса производят из стали сварным способом или из чугуна путем литья. Монтаж валов зачастую производится в подшипники скольжения или качения. Первые зачастую устанавливаются в тяжелых редукторах.
Состав и возможности компоновки одноступенчатого редуктора ограничены. Главной чертой, которая отличает их друг от друга, является расположение валов и осей в пространстве. При этом передаточное число этих агрегатов колеблется в диапазоне от 1,6 до 6,3. Угол наклона передач, выполненных с использованием косозуба, находится в диапазоне от 8 до 200 градусов.
Максимальное передаточное число, которые способен обеспечить агрегат равно 12,5, но при этом редукторы с максимальным передаточным числом применяются редко. Зачастую используются те, которые имеют передаточное число, не превышающее цифру 6.
Какое расположение редуктора выбрать — вертикальным или горизонтальным? Все зависит от необходимости удобств общей компоновки этого передаточного устройства. В частности имеет значение, как расположен агрегат, который производит механическое движение, его рабочий вал и т.д.
Чтобы создать такое устройство предварительно нужно изготовить его схему. Предлагаем изучить один из вариантов одноступенчатого редуктора с горизонтальным расположением осей.
Принцип работы одноступенчатого редуктора
Он достаточно прост для понимания. В таком механизме через расположенную на одном валу звездочку меньшего размера на установленную на другом валу, имеющую больший размер, через зубья передается вращательное движение. Эффект снижения количества оборотов в минуту достигается за счет разницы в диаметре звездочек. Длина круга, который очерчивает в процессе движения первая, существенно меньше того, который очерчивает вторая, поэтому большая звездочка вращается медленней.
При этом создаются устройства обратного действия, не снижающего количество оборотов за единицу времени, а наоборот повышающего.
Этот тип редуктора является самым простым. Отличается от прочих он тем, что передача движения производится через одно звено, а не через несколько, при этом входящее и исходное вращения имеют противоположные направления.
Передача крутящего момента может производиться и с использованием червячного механизма, но при этом на передаточное число влияет диаметр «червяка».
Где и для чего используются одноступенчатые горизонтальные редукторы?
Они находят себе применение:
- там где необходима постоянная или переменная нагрузка, реверсивная и одного направления;
- для обеспечения постоянной работы или с короткими перерывами;
- для обеспечения вращения валов в разные стороны.
Их нельзя или опасно использовать, если частота вращения вала будет превышать показатель 1800 оборотов за одну минуту, а также при запыленности воздуха выше 10 мг на куб. метр и атмосфере первого и второго типов в соответствии с ГОСТ 15150-69.
Процесс проектирования одноступенчатого цилиндрического редукторов
Перед тем как приступать к изготовлению этого устройства производится проектный расчет:
- подбора материалов;
- выбор максимально допустимого напряжения на качение;
- вычисление чистого полезного кручения вала.
В рамках произведения работ осуществляется подготовка эскизной компоновки редуктора.
Расчет размеров валов этого устройства производится в 2 этапа:
- приблизительный подсчет количества оборотов чистого кручения;
- точный расчет прочностных показателей напряжения изгиба и кручения.
Для производства подобных агрегатов рекомендуется использовать термически обработанную легированную сталь. Расчет валов при составлении проекта осуществляется в зависимости от напряжения кручения, концентрации напряжения, его циклов. Если планируется установка валов быстрого хода, то для расчета берутся во внимание меньшие значения, тихого хода — большие.
На завершающем этапе проектирования создается сборочный чертеж этого устройства. Он включает в себя все ранее разработанные чертежи каждого из элементов редуктора в отдельности. При этом создается рисунок уже готового устройства, в продольном и поперечном разрезах.
Для достижения сбалансированности и соосности расположения разнообразных элементов этого устройства разрабатываются кинематические схемы одноступенчатых редукторов. Они представляют собой изображения в разных разрезах корпуса и деталей, из которых состоит редуктор, отражают их взаимное расположение, пропорции, места сопряжения и т.д.
Компоновка одноступенчатого редуктора может быть разной. Он может иметь дополнительные, существенно улучшающие его работу элементы. Например, масляный насос, который осуществляет принудительную смазку в местах, куда не попадает жидкость при вращении маховика звездочки или в редукторе червячного типа.
Создать такое устройство можно и самому, но для этого потребуется приобрести необходимые запасные части. Важным элементом редуктора, который влияет на его характеристики, является корпус и размер звёздочек, диаметр червячного механизма. Для человека, не имеющего в этом деле опыта, потребуется терпение и усердие, но достичь желаемой цели — создать редуктор с необходимыми параметрами все же можно.
Сборка устройства в этом деле является самой легкой работой, а самой ответственной и сложной — это проектирование и подбор необходимых элементов, запасных частей и деталей.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
swapmotor.ru
Редукторы планетарные двухступенчатые
Редукторы планетарные двухступенчатые
Для получения передаточных чисел от 10 до 60 могут быть использованы двухступенчатые редукторы со ступенями, выполненными по схеме 2K-h.
Двухступенчатые редукторы, выполненные по схеме 2K-h, с двухвенцовыми сателлитами, в обоих ступенях могут иметь передаточные числа от 60 до 400.
Двухступенчатые планетарные редукторы этой же схемы используются для получения крутящих моментов до 4000 кН • м.
В силовых установках, в двухступенчатых редукторах можно получить передаточные числа до 60 и более, Передаточные числа свыше 50 уменьшают число зубьев на центральных шестернях и уменьшают срок службы редуктора. При этом повышается уровень шума. Поэтому сумма передаточных чисел не должна превышать 50,
Редуктор планетарный двухступенчатый блочный
На листе 111 приведена конструкция редуктора, выполненная по схеме 2K-h. В торцевой крышке на двух подшипниках установлен вал, откованный вместе с центральной шестерней первой ступени передач. Опорами сателлитов служат двухрядные сферические и роликовые подшипники. Водило первой ступени соединяется с центральной шестерней второй ступени через зубчатое соединение.
Сателлиты второй ступени установлены на двух двухрядных роликовых подшипниках, водило установлено на двух однорядных цилиндрических роликоподшипниках. Водила первой и второй ступени имеют жесткую конструкцию. Внутренние зубья центрального колеса первой ступени нарезаны на внутреннем выступе корпусной детали. Кованое центральное колесо второй ступени из легированной стали с общей термической обработкой. Колесо болтовым соединением объединено с корпусными деталями. Смазываются зацепление и подшипники маслом, залитым в картер редуктора. Валы уплотняются манжетными уплотнениями. Характерной особенностью редуктора является его блочность и удобство сборки. Отдельно собирается торцевая крышках валом и подшипниками и водило с сателлитами первой и второй ступени.
Редуктор планетарный двухступенчатый с плавающими венцами
В двухступенчатом планетарном редукторе (лист 112) с передаточным числом и = 51,3 консольное центральное колесо быстроходной ступени редуктора опирается с одной стороны на два однорядных шариковых подшипника, размещенных в левой щеке водила. Каждый сателлит первой ступени установлен на однорядном шариковом подшипнике, который опирается на ось, установленную неподвижно в щеках водила. Правая щека с помощью цилиндрических штифтов соединена со шлицевой втулкой. Движение на центральное колесо второй ступени передается через шлицевое соединение втулки с валом. Опорами каждого сателлита второй ступени служат два однорядных шариковых подшипника. Водила обеих ступеней неразъемные, что значительно упрощает их конструкцию. Водило второй ступени выполнено как одно целое с тихоходным валом и опирается на два однорядных шариковых подшипника. Центральные колеса с внутренними зубьями первой и второй ступени выполнены плавающими и застопорены от вращения зубчатыми муфтами.
Наружные зацепления зубчатых муфт с одной стороны входят в зацепление с зубьями центрального колеса, а с другой — соединяются с венцами, закрепленными неподвижно в корпусе редуктора. Муфты и центральные колеса о внутренним зацеплением удерживаются от осевого смещения пружинными кольцами, установленными в канавках центрального колеса и неподвижного венца. Использование плавающих центральных колес дает возможность выравнивать нагрузку между сателлитами по длине зубьев и тем самым повышать передаваемый момент. Введение плавающих центральных колес и зубчатых муфт ведет к усложнению конструкции редуктора, поэтому их используют только при высоких частотах вращения.
Редуктор планетарный двухступенчатый с двухвенцовыми сателлитамиДвухступенчатые редукторы с двухвенцовыми сателлитами в силовых установках могут иметь передаточное число до 400, а в кинематических — до 600, выполненных по схеме 2K-h обеих ступеней. При использовании эффективных методов поверхностного упрочнения зубьев можно достичь и наименьшего расхода металла на единицу передаваемого момента, по сравнению с другими видами передач.
На листе 113 показан двухступенчатый планетарный редуктор с передаточным числом и =167. Конструктивное исполнение как первой, так и второй ступени аналогично ранее рассмотренной конструкции одноступенчатого редуктора с двухвенцовыми сателлитами.
Вторая ступень редуктора передает больший момент, чем первая ступень, и поэтому водило установлено на однорядных роликовых конических-подшипниках. Корпус редуктора сварной. Для устранения возможной деформации корпус подвергается термической обработке для снятия внутренних напряжений, вызываемых нагревом при сварке. Масло заливается в картер корпуса, и зацепление смазывается купанием в ванне, а подшипники — разбрызгиванием.
Редуктор планетарный двухступенчатый с плавающими венцами второй ступени
В двухступенчатых планетарных редукторах, при исполнении первой ступени по схеме 2K-h, а второй — по схеме 3К, можно получить передаточные числа от 60 до 600 при высоком КПД и при небольшой массе на единицу передаваемого момента.
На листе 114 представлен двухступенчатый планетарный редуктор с передаточным числом и = 286. Со стороны быстроходного вала планетарная передача выполнена по схеме 2K-h. Быстроходный вал откован как одно целое с центральной шестерней и опирается на два однорядных шариковых подшипника. Сателлиты, входящие в зацепление с центральной шестерней и с центральным колесом с внутренним зацеплением, в качестве опор имеют по два цилиндрических подшипника с короткими цилиндрическими роликами, с двумя буртами наружного кольца одним буртом на внутреннем кольце. Между наружными кольцами установлено пружинное кольцо в канавке отверстия сателлита и распорное кольцо, что устраняет осевое перемещение колец. Внутренние кольца подшипников от осевого смещения предохраняются двумя кольцами, установленными между торцевыми поверхностями подшипников и щеками водила. С водила движение через шлицевое соединение передается на вал центральной шестерни второй ступени, выполненной по схеме 3К.
Сдвоенные сателлиты опираются на сферические двухрядные роликоподшипники, внутренние кольца которых посажены на неподвижные оси, закрепленные с одной стороны планками и болтами к щекам родила. Для обеспечения самоустановки сателлитов и равномерного распределения нагрузки по длине зубьев центральные колеса с внутренними зацеплениями, неподвижное и подвижное, имеют соединения через зубчатые муфты. На валах установлены двойные севанитовые уплотнения.
Смазывание зацеплений происходит окунанием в масло, налитое в картер, а подшипников — разбрызгиванием. Для отвода теплого воздуха и паров масла на верхней части корпуса установлен вентиляционный колпак.
Габаритные и присоединительные размеры редукторов (лист 115) даны в табл. 187.
Таблица 187
Габаритные и присоединительные размеры планетарных двухступенчатых редукторов с плавающими венцами второй ступени (лист 115), мм
Редуктор планетарный двухступенчатый усиленной конструкции
Редукторы этого типа используются в цементной промышленности для привода крупных высокопроизводительных цементных трубных мельниц.
Редукторы изготовляются с передаточными числами от 30 до 60, с передаваемыми моментами до 3000 кН • м, работают в непрерывном длительном режиме.
На листе 116 представлен двухступенчатый редуктор с радиусами водил первой и второй ступени r1= 462 мм и r2= 700 мм.
Центральная шестерня первой ступени плавающая, соединяется с валом электродвигателя через зубчатую муфту. Сателлиты первой ступени установлены на двухрядных роликовых сферических подшипниках, насаженных на пустотелые валики, последние закрепляются болтами к щекам водила. Опорами водила с одной стороны служит цилиндрический двухрядный роликовый подшипник, а с другой — сферический двухрядный роликовый подшипник.
Сферический подшипник неподвижно закреплен в корпусе по наружному и внутреннему кольцам и устраняет осевое перемещение водила. Водило первой ступени соединяется с центральной шестерней второй ступени зубчатой муфтой. Раздвоенные сателлиты опираются на два сферических роликовых подшипника. Таким образом обеспечивается самоустановка каждой части сателлита по зубьям центральной шестерни и колеса.
Опорами для водила служат цилиндрический роликовый подшипник и двухрядный сферический роликоподшипник, последний жестко установлен в корпусе.
В отверстие водила с допусками горячей посадки запрессован тихоходный вал. Центральные колеса первой и второй ступени болтовыми соединениями жестко связаны с корпусными деталями. Сварные корпус и крышка — из листового металла.
Особое внимание уделено обильному смазыванию всех трущихся деталей редуктора. К центральным шестерням смазка подводится через брызгалы. Двухрядные сферические подшипники имеют подвод смазки с двух сторон зацеплению зубчатых муфт непрерывным потоком подается масло специальными соплами. Такое обильное снабжение охлажденным и отфильтрованным маслом зацепления и подшипников гарантирует надежность непрерывно работающего редуктора.
Смотрите также
raschet-reduktorov.ru
Редуктор цилиндрический | конструкция, виды и применение цилиндрических редукторов
С того самого момента как человечество освоило колесо возникла необходимость в передаче крутящего момента с одного элемента на другой. Еще великий Леонардо да Винчи в своих чертежах пытался изобразить подобные механизмы. Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало толчок к новым изобретениям, в том числе и механизма, способного преобразовывать крутящий момент с одной скорости в другую. Однако только лишь в наше время люди изобрели такой механизм, называется он цилиндрический редуктор. Что это такое? Каких видов бывает? Для чего конкретно он служит?
Что такое редуктор цилиндрический
Название цилиндрический редуктор появилось вовсе не от цилиндрической формы агрегата. Своим названием редуктор обязан цилиндрической схеме работы механизма. Внутри редуктора расположены несколько передаточных колес, имеющих цилиндрическую или коническую форму.
Редуктором цилиндрическим называется механизм, созданный с целью передачи и преобразования крутящего момента. Данный механизм способен эффективно преобразовывать высокую угловую скорость. Преобразование происходит в более низкую скорость. При подсоединении к конструкции непосредственно мотора редуктор называется еще и цилиндрический мотор редуктор. Передача крутящего момента происходит в разных плоскостях и под разным углом валов друг к другу. В параллельной плоскости движения валов зубчатых цилиндрических редукторах выделяют:
- Прямозубый цилиндрический редуктор и
- Косозубый цилиндрический редуктор
Прямозубый цилиндрический редуктор выполняется с прямой формой зубьев вращательного элемента. Благодаря этому процесс зацепления происходит по всей длине зуба. Такие прямозубые передачи применяются в редукторах открытого типа. Прочное зацепление обеспечивает высокую мощность, однако приводит к преждевременному износу крутящих элементов (например, самих зубьев). При расчете цилиндрического прямозубого редуктора также учитывается повышенный шум, который создают при вращение зубья редуктора. Выделяются одноступенчатый прямозубый цилиндрический редуктор, двухступенчатый, трехступенчатый и так далее. Ступени означают количество передач в редукторе.
Косозубые цилиндрические редукторы отличаются непрямой формой зубьев, что позволяет производить постепенный захват каждого последующего зуба. Снижается шум и вибрации. Увеличивается коэффициент полезного действия. Выполнение вращения вала при такой передаче происходит с меньшим усилием. Выделяется одноступенчатый цилиндрический косозубый редуктор, а также двухступенчатый, трехступенчатый и так далее.
Конструктивные особенности
Плоскостное различие в размещении валов является не существенным. Основными факторами различия являются внутренние конструктивные особенности передачи крутящего момента. Среди цилиндрических редукторов конструктивно выделяют:
- редуктор коническо-цилиндрический
- редуктор червячно-цилиндрический
Коническо-цилиндрический редуктор
Коническо-цилиндрический редуктор является классическим видом цилиндрического редуктора. Основное назначение такого редуктора заключается в преобразовании или изменении скорости вращения валов. Коническая форма рабочих частей позволяет также эффективно передавать крутящий момент от одного вала к другому независимо от угла подведения. Цилиндрический редуктор конического типа характеризуется высоким коэффициентом полезного действия и надежность в работе. Данные свойства агрегата напрямую влияют на технические характеристики механизма, в котором установлен редуктор. Например, от количесва передач в механизме зависит производительность. Поэтому выделяют одноступенчатый цилиндрический редуктор и многоступенчатые редукторы.
Показательным примером такого редуктора является горизонтальный цилиндрический одноступенчатый редуктор. Применяется такой редуктор при следующих условиях:
- Постоянная нагрузка
- Переменная нагрузка
- Длительный режим работы
- Кратковременный режим работы
- Вращение валов в разные стороны
Частота вращения цилиндрического редуктора не должна номинально превышать скорость в 1800 об/мин. Габариты такого редуктора отличаются малыми компактными размерами и весом всего до 250 килограмм.
Редуктор червячно-цилиндрический
Редуктор червячно-цилиндрический является конструктивной разновидностью классического цилиндрического редуктора. Как правило, данный цилиндрический редуктор собирается в вертикальной плоскости и состоит из мотора-редуктора и вала, которому он передает крутящий момент. Однако возможно и горизонтальное исполнении. Исполняется это прямым крепежом, либо через специальный фланец. От вида прикрепления зависят некоторые характеристики работы механизма.
Вариант прямого соединения подразумевает жесткий ход вала. Это возможно благодаря соединительной муфте. Она соединяет пусковой вал со специальной многозаходной червячной ступенью. Таким образом цилиндрический редуктор получает прирост коэффициент полезного действия без дополнительных энергозатрат, связанных с пуском механизма. Однако по сравнению с коническим редуктором данная червячная передача имеет относительно низкий коэффициент полезного действия. Поэтому используются такие редукторы только при повторно-кратковременных режимах работы механизма.
Крайне редко червячная передача встречается в двухступенчатыч цилиндрических редукторах. Причина – низкий коэффициент полезного действия и дороговизна производства. Чаще встречаются трехступенчатые цилиндрические редукторы которые конструктивно отличаются не только количеством ступеней, но и в наличием соосности.
Цилиндрический редуктор червячно-цилиндрического типа предназначен для восприятия высоких аксиальных и радиальных нагрузок. При этом производительные характеристики агрегата не меняются. Особенно стабильно редуктор работает на тихом ходу. Основным достоинством такой системы передачи крутящего момента является его относительная бесшумность.
Цилиндрические редукторы постоянного тока
Данный подвид редукторов не является новаторским с точки зрения конструкции. Его огромное преимущество заключается в другом. Редуктор постоянного тока чрезвычайно надежен с точки зрения пусковых характеристик. Цилиндрический редуктор такого типа характеризуется стабильной работой при перегрузках.
Понятие соосности в цилиндрических редукторах
Расстояние между осями редуктора тоже играет немаловажную роль. Так, например, двухступенчатый соосный цилиндрический редуктор является более надежным и производительным. Объясняется это понятием соосности, то есть меньшим расстоянием между осями валов (входного и выходного), чем расстояние межосевых передач (ступеней). Соосные редукторы выпускаются с прямым углом подведения валов.
Преимуществом соосной системы редукторов можно назвать недогруженность быстроходного вала, что естественным образом увеличивает его мощность, а значит и коэффициент полезного действия. Среди недостатков можно отметить некоторую усложненность конструкции редуктора, особенно его быстроходного вала.
Таблица коэффициента полезного действия цилиндрических редукторов
| Тип редуктора | КПД, % |
| Коническо-цилиндрический редуктор одноступенчатый | 98 |
| Коническо-цилиндрический редуктор двухступенчатый | 97 |
| Коническо-цилиндрический редуктор трехступенчатый | 96 |
| Коническо-цилиндрический редуктор четырехступенчатый | 95 |
Применение цилиндрических редукторов
Благодаря своим положительным показателям цилиндрические редукторы нашли свое применение в: машиностроении, автомобилестроении. Применяются редукторы в приводах оборудования, использующего валы. Мешалки, экструдеры, измельчители, станки по металлу и прочее оборудование.
В качестве ограничений для применения цилиндрических редукторов можно назвать: необходимость достижения плавного хода механизма, сохранение малых габаритов при большом передаточном числе ступеней.
myfta.ru
Разработка, проектирование и изготовление редукторов
Редукторы серии ZT/TST
Обозначения и единицы измерения
Формула
Значения X1 относятся к входному валу
Значения Х2 относятся к выходному валу
Редукторы, подготовленные для прямой установки на мотор с фланцем F
ВОЗМОЖНЫЕ КОМБИНАЦИИ
Редукторы, подготовленные для установки двигателя с муфтой и C-конусом
Возможные комбинации
СМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ
СМАЗКА
Редукторы серии ZPE были разработаны, чтобы при типе установке B3 можно было работать только с разбрызгивающей системой смазки. Конструкция (при данном установочном положении) позволяет осуществлять идеальную смазку всех радиальных подшипников редуктора и осевого упорного подшипника. Что касается других установочных позиций, рекомендуется использовать систему принудительной смазки с насосом (или электронасосом). Ниже приведена таблица с рекомендациями по системам смазки согласно размерам редуктора и установочным положениям.
Внимание: данная таблица применима, только когда нет ограничений по тепловой энергии. При таких ограничениях может потребоваться использовать принудительную смазку с охлаждением.
ВОДЯНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ
Редукторам с меньшим рассеиванием тепла (согласно Каталогу), чем тепловыделение применяемой механической силой, необходима система охлаждения. Ниже приведено описание некоторых систем охлаждения.
1. Съемный внутренний охлаждающий змеевик
Данное решение предлагает два важных преимущества:
- у спиральной медной трубы больше длина и следовательно лучше рассеиваемая мощность.
- упрощенное техобслуживание.
Вывод: великолепное рассеивание тепла, простое техобслуживание, не занимает место снаружи – очень интересное решение.
2. Охлаждающие пластины
У этого инновационного метода рассеивание тепла выше по сравнению с внутренним охлаждающим змеевиком. Рамная конструкция полностью выполнена из алюминия и снабжена внутренними каналами, используемыми для циркуляции воды. Пластина установлена непосредственно на чугунном корпусе редуктора и удовлетворяет всем условиям, необходимым для сохранения высокого кпд и долгого срока службы. Данный метод имеет ряд преимуществ:
- большой теплообмен
- жесткость и прочность
- небольшие габаритные размеры
- прост в применении
- малое потребление воды
- конструкция, не требующая тех.обслуживания
3. Принудительное охлаждение и системы смазки
В некоторых случаях требуется рассеивать большое количество тепла (ккал). Для этой цели должны использоваться электрический насос и наружный теплообменник. Основные параметры для увеличения отдачи тепла указаны далее:
- Температура воды на входе
- Количество воды в литрах в минуту
- Размер теплообменника
- Скорость подачи смазочного насоса в литрах в минуту
Любое вмешательство в эти параметры может повлечь за собой иные возможные проблемы с рассеиванием тепла.
Данная система охлаждения очень эффективна и удовлетворяет самым различным требованиям.
Насос и теплообменник
Электронасос и теплообменник
Холодильная установка в сборе
Эта система охлаждения подходит для больших редукторов, поскольку оборудована различными дополнительными компонентами и принадлежностями.
Основные компоненты:
- входной фильтр
- электронасос с байпасом
- фильтр-элемент на входной стороне
- теплообменник
- сигнализатор минимального и максимального давления
- датчик давления
- регулирующие клапаны
- уровнемер
ДАННЫЕ ПО СИСТЕМЕ СМАЗКИ
Указанные значения действительны до 2000 об/мин входящей скорости, при установочном положении В3/В6.
В случае установочного положения В7 маслоблок должен быть на один размер больше.
Маслоблок Р1 и Р2 упрощены.
Охлаждающая способность
СМАЗКА
Рекомендуемые минеральные масла
ВНИМАНИЕ: При использовании брэндов масел, не указанных в таблице, выбирайте те, у которых схожие характеристики.
Все наши редукторы обычно поставляются без смазки.
Перед пуско-наладкой необходимо залить необходимое количество смазки.
Вытягивание заднего шнека
Редукторы ZPE могут поставляться с приспособлением для вытягивания шнека на задней стороне редуктора.
Максимальные размеры устройства
Редукторы MNP3 для приводов пластифицирующих шнеков литьевых прессов
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Редукторы линейки MNP3 были разработаны специально для приводов пластифицирующих шнеков литьевых прессов.
Эти редукторы с параллельными осями, благодаря своей особой конфигурации, разработанной в ходе проектирования и конструирования, подходят для передачи повышенных крутящих моментов и допускают очень высокое начальное число оборотов. При этом гарантируется низкий уровень шума и рабочий коэффициент передачи мощности более 95%. Большое расстояние между входом (электродвигателем) и выходом (соединение со шнеком и цилиндром), обусловленное использованием 3 пар зубчатых колес, предотвращает возникновение каких-либо проблем, связанных с обеспечением необходимого расстояния между различными компонентами. Особое U-образное исполнение делает габаритные размеры всей системы двигатель/редуктор/шнек и пластифицирующих цилиндров наиболее оптимальными.
Корпус
Корпус редуктора выполнен из высокопрочного серого чугуна.
Зубчатые колеса
Разработка и производство осуществляются согласно стандартам AGMA 2101 C95. Зубчатые колеса редуктора выполнены из цементируемой стали типа 18NiCrMo5 и имеют винтовое зубчатое зацепление. Профиль грунтован более качественно в сравнении с требованиями AGMA 10 для обеспечения наименьшей шумности и высокого кпд.
Подшипники
Редукторы этой линейки оснащаются двойными роликоподшипниками различного размера от именитых производителей.
Фланцы и приводные валы
(взаимозаменяемые с гидросистемой)
Для облегчения монтажа редукторов линейки MNP3 на литьевых прессах их стандартный вариант поставляется в комплекте с фланцем и приводным валом с теми же фитингами, которые обычно используются для стандартных систем гидравлических двигателей. Эта конструкция позволяет заказчику подготовить электромеханическое исполнение привода в короткие сроки без каких-либо модификаций установки, тем самым получив необходимое исполнение, альтернативное гидравлическому. По запросу редукторы могут поставляться со специальным фланцем и приводным валом по чертежу заказчика. Соединительные фланцы на выходных валах выполнены из высокопрочного чугуна, выходные валы – из закаленной стали.
Эксплуатационный коэффициент
Указанные в каталоге передаваемые мощности рассчитаны с учетом эксплуатационного коэффициента = 1.
Для оптимального определения размеров редуктора мы рекомендуем при выборе типа редуктора закладывать эксплуатационный коэффициент между 1.5 и 2.
Смазка
Редукторы линейки MNP3 обычно используются в монтажном положении B6 (редуктор в вертикальном положении с входным валом в горизонтальном положении, расположенным сверху).
В данном монтажном положении редуктор работает корректно только с разбрызгивающей системой смазки.
Однако для улучшения рабочей температуры для редукторов больших размеров (от 280 до 450) рекомендуется принудительная смазка посредством электронасоса, который может понижать температуру посредством уменьшения уровня масла в корпусе, но всегда гарантирует правильную смазку подшипников на быстроходном валу.
Корпус редуктора имеет крышку заливной горловины с сапуном, сливную пробку и индикатор уровня масла. В целях транспортировки все редукторы поставляются без масла.
Первая смена масла должна быть произведена через 3000 рабочих часов (период пусконаладочных работ). Следующие смены масла должны производиться каждые 4000 рабочих часов.
Рекомендуемые типы масла
РЕДУКТОРЫ „MNP3” Габаритные размеры
Монтажное положение
* Размер фланца для монтажа двигателя (МС)
** Размер выходного фланца (OF)
ФЛАНЕЦ ДВИГАТЕЛЯ „MC“
Габаритные размеры
ВЫХОДНОЙ ФЛАНЕЦ „OF“
МОЩНОСТИ (КВТ) И НОМИНАЛЬНЫЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ MNP3
Внимание:
*Стандартное передаточное отношение
- Максимальная мощность на входе при окружающей температуре 30°С для непрерывной эксплуатации (S1). Если требуется более высокая мощность на входе, просим запросить принудительное охлаждение.
Мощности (кВт) и номинальный крутящий момент MNP3
Мощности (кВт) и номинальный крутящий момент MNP3
Мощности (кВт) и номинальный крутящий момент MNP3
Мощности (кВт) и номинальный крутящий момент MNP3
ence-gmbh.ru
Все о редукторах. Справочная информация
Классификация, основные параметры редукторов
Цилиндрические редукторы
Червячные редукторы
Планетарные редукторы
Конические редукторы
Классификация редукторов в зависимости от вида передач и числа ступеней
Конструкция и назначение редуктора
Особенности редукторов по виду механических передач
Количество ступеней редуктора
Входные и выходные валы редукторов
Срок службы редуктора
Устройство редуктора
Монтажное исполнение
Как подобрать редуктор? Простые правила и примеры расчета
Передаточное отношение и как его определить?
Редукторы (латинского слова reductor) получили широкое распространение во всех отраслях промышленного и аграрного хозяйства, поэтому их производство с каждым годом увеличивается, появляются новые модификации, совершенствуются уже существующие модели.
Редуктор служит для снижения частоты вращения тихоходного вала и увеличения усилия на выходном валу. Редуктор может иметь одну или несколько ступеней, цель которых увеличение передаточного отношения. По типу механической передачи редукторы могут быть червячными, коническими, планетарными или цилиндрическими. Конструктивно редуктор выполнен как отдельное изделие, работающее в паре с электродвигателем и установленное с ним на одной раме.
Промышленностью сегодня выпускаются редукторы общего и специального назначения.
Редукторы общего назначения могут применяться во многих случаях и отвечают общим требованиям. Специальные же редукторы имеют нестандартные характеристики подходящие под определенные требования.
Классификация, основные параметры редукторов
В зависимости от типа зубчатой передачи редукторы бывают цилиндрические, конические, волновые, планетарные, глобоидные и червячные. Широко применяются комбинированные редукторы, состоящие из нескольких совмещенных в одном корпусе типов передач (цилиндро-конические, цилиндро-червячные и т.д.).
Конструктивно редукторы могут передавать вращение между перекрещивающимися, пересекающимися и параллельными валами.
Так, например цилиндрические редукторы позволяют передать вращение между параллельными валами, конические — между пересекающимися, а червячные — между пересекающимися валами.
Общее передаточное число может достигать до нескольких десятков тысяч, и зависит от количества ступеней в редукторе. Широкое применение нашли редукторы, состоящие из одной, двух или трех ступеней, при чем они могут, как описывалось выше, совмещать разные типы зубчатых передач.
Ниже представлены наиболее популярные виды редукторов, серийно выпускаемые промышленностью.
Цилиндрические редукторы
Цилиндрические редукторы являются самыми популярными в машиностроении. Они позволяют передавать достаточно большие мощности, при этом КПД достигает 95%. Вращение передается между параллельными или соосными валами. Передаваемая мощность зависит от типоразмера редуктора. В цилиндрических редукторах применяются передачи, состоящие из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колес. Количество цилиндрических передач напрямую влияет на передаточное отношение. Например, одноступенчатый редуктор может иметь передаточное число 1,5 до 10, две ступени — от 10 до 60, а три ступени — от 60 до 400.
Кинематические схемы наиболее распространенных видов цилиндрических редукторов представлены на рисунке ниже:
А) — Простой одноступенчатый цилиндрический редуктор
Б) – Двухступенчатый редуктор цилиндрический с несимметричным расположением зубчатых колес
В) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор, входной вал быстроходной передачи изготовлен с двумя шестернями
Г) – Соосный цилиндрический редуктор
Д) — Соосный цилиндрический редуктор с симметричным расположением опор относительно тихоходной передачи
Е) — Соосный цилиндрический редуктор с шевронной быстроходной передачей
Ж) — Соосный цилиндрический редуктор с раздвоенной передачей
З) — Соосный цилиндрический редуктор с посаженными на быстроходный вал двумя косозубыми шестернями с противоположенным наклоном зубьев
И) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор с раздвоенной быстроходной и тихоходной передачей
Червячные редукторы
Червячные редукторы получили большую популярность в виду своей простоты и достаточно низкой стоимости. Из всех видов червячных редукторов наиболее распространены редукторы с цилиндрическими или глобоидными червяками. Как и многие другие типы редукторов червячные могут состоять из одной или нескольких ступеней. На одноступенчатом редукторе передаточное отношение может быть в пределах 5-100, а на двух ступенях может достигать 10000. Основными достоинствами редукторов червячного типа являются компактные размеры, плавность хода и самоторможение. Из недостатков можно отметить не очень высокий КПД и ограниченная нагружаемая способность. Основными элементами являются зубчатое колесо и цилиндрический червяк. Цилиндрический червяк представляет собой винт с нанесенной на его поверхности резьбой определенного профиля. Число заходов зависит от передаточного отношения, и может составлять от 1 до 4. Вторым основным элементом редуктора является червячное колесо. Оно представляет собой зубчатое колесо из сплава бронзы, количество зубьев также зависит от передаточного отношения и может составлять 26-100.
В ниже приведенной таблице представлена зависимость передаточного отношения от количества зубов колеса и заходов винта.
Передаточное отношение | Число заходов червяка | Число зубов колеса |
7-8 | 4 | 28-32 |
9-13 | 3-4 | 27-52 |
14-24 | 2-3 | 28-72 |
15-27 | 2-3 | 50-81 |
28-40 | 1-2 | 28-80 |
40 | 1 | 40 |
Кинематические схемы одноступенчатых червячных редукторов представлены ниже:
А) Редуктор с нижним расположением червяка
Б) Редуктор с верхним расположением червяка
В) Редуктор с боковым расположением червяка (ось червяка расположена горизонтально)
Г) Редуктор с боковым расположением червяка (ось червяка расположена вертикально)
Редукторы червячные двухступенчатые позволяют получить моменты в диапазоне 100 – 2800Нм. Конструкция представляет собой жесткую скрутку двух редукторов. Между собой редукторы соединены с помощью фланца. Цилиндрический вал первой ступени установлен в полый вал второй ступени.
Вариант расположения червячных пар представлен на рисунке ниже:
Расположение входного и выходного вала зависит от варианта сборки. Существуют следующие сборки: 11, 12, 13, 16, 21, 22, 23, 26.
Планетарные редукторы
Планетарные редукторы нашли широкое применение в тяжелом машиностроении, так как обладают рядом преимуществ перед редукторами другого типа. На редукторах планетарного типа можно получить достаточно большие передаточные числа, при этом габариты редуктора будут намного меньше чем у червячного или цилиндрического редуктора. Конструкция редуктора представляет собой планетарный механизм. Основными элементами редуктора являются сателлиты, солнечная шестерня, кольцевая шестерня и водило.
Внешний вид устройства планетарного редуктора представлен ниже:
А) сателлиты
Б) солнечная шестерня
В) водило
Г) кольцевая шестерня
Кольцевая шестерня планетарного редуктора находится в неподвижном состоянии, Вращение от входного вала передается на солнечную шестерню находящеюся в зацеплении со всеми сателлитами. Сателлиты вращаются внутри неподвижной кольцевой шестерни передавая энергию вращения на водило, а далее на выходной вал редуктора. Планетарный механизм может быть одно-, двух- и трехступенчатым, передаточное отношение зависит от количества зубьев на каждой шестерне.
Свое название планетарный редуктор получил благодаря тому, что зубчатые колеса вращаются подобно планетам солнечной системы. Планетарные редукторы могут быть одно-, двух- и трехступенчатыми. Передаточное отношение может быть в пределах 6 – 450. Редукторы планетарного типа обладают высоким КПД, и позволяют передавать большие мощности без потерь на нагрев. Для удобства монтажа планетарные редукторы выпускаются на лапах или на опорном фланце, а также возможен комбинированный вариант.
В настоящий момент на Российском рынке приводной техники пользуются популярностью редукторы серии 3МП и МПО.
Конические и цилиндро-конические редукторы
Конические и цилиндро-конические редукторы передают момент между пересекающимися или скрещивающимися валами. В редукторах применяются шестерни в виде конуса с прямыми или косыми зубами. Конические редукторы имеют большую плавность зацепления, что позволяет им выдерживать большие нагрузки. Редукторы могут быть одно-, двух- и трехступенчатыми. Большое распространение получили цилиндро-конические редукторы, где общее передаточное отношение может достигать 315. Быстроходный и тихоходный валы редуктора могут располагаться горизонтально и вертикально. По типу кинематической схемы конические и цилиндро-конические редукторы могут быть развернутые или соосные.
На рисунке ниже представлены кинематические схемы конических редукторов:
А) Реверсивный конический редуктор. Смена направления вращения достигается установкой зубчатого колеса с противоположенной стороны конической шестерни.
Б) Реверсивный конический редуктор. Конические шестерни вращаются в разных направлениях. Подключение тихоходного вала к одной из конических шестеренок происходит за счет кулачковой муфты.
В) Двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор. Быстроходный и тихоходный валы находятся под прямым углом в одной плоскости.
Г) Двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор. Входной и выходные валы перекрещиваются и лежат в разных плоскостях.
Д) Трехступенчатый коническо-цилиндрический редуктор. Быстроходный и тихоходный валы находятся под прямым углом в одной плоскости.
Е) Трехступенчатый коническо-цилиндрический редуктор. Промежуточная и тихоходная цилиндрическая передача собраны по соосной схеме.
Конические редукторы широко используются в изделиях, где требуются передать высокий момент под прямым углом. В отличие от червячных редукторов, конические редукторы не имеют быстро изнашиваемого бронзового колеса, что позволяет работать им в тяжелых условиях длительное время. Также важным отличием является обратимость, возможность передавать вращение от тихоходного вала к быстроходному валу. Обратимость позволяет разгрузить редукторный механизм в отличие от червячного редуктора, что позволяет использовать конический редуктор в установках с высокой инерцией.
Классификация редукторов в зависимости от вида передач и числа ступеней:
Тип редуктора | Количество ступеней | Тип механической передачи | Расположение тихоходного и быстроходного валов |
Цилиндрический | Одна ступень | Одна или несколько цилиндрических передач | Параллельное |
Две ступени; три ступени | Параллельное или соосное | ||
Четыре ступени | Параллельное | ||
Конический | Одна ступень | Одна коническая передача | Пересекающееся |
Коническо-цилиндрический | Две ступени; три ступени; четыре ступени | Одна коническая передача и одна или несколько цилиндрических передач | Пересекающееся или скрещивающееся |
Червячный | Одна ступень; две ступени | Одна или две червячные передачи | Скрещивающееся |
Параллельное | |||
Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический | Две ступени; три ступени | Одна или две цилиндрические передачи и одна червячная передача | Скрещивающееся |
Планетарный | Одна ступень; две ступени; три ступени | Каждая ступень состоит из двух центральных зубчатых колес и сателлитов | Соосное |
Цилиндрическо-планетарный | Две ступени; три ступени; четыре ступени | Сборка из одной или нескольких цилиндрических и планетарных передач | Параллельное или соосное |
Коническо-планетарный | Две ступени; три ступени; четыре ступени | Сборка из одной конической и планетарных передач | Пересекающееся |
Червячно-планетарный | Две ступени; три ступени; четыре ступени | Сборка из одной конической и планетарных передач | Скрещивающееся |
Волновой | Одна ступень | Одна волновая передача | Соосное |
Конструкция и назначение редуктора
Механизм, служащий для понижения угловой скорости и одновременно повышающий крутящий момент, принято называть редуктором. Энергия вращения подводится на входной вал редуктора, далее в зависимости от передаточного отношения на выходном валу получаем пониженную частоту и увеличенный момент.
В состав редуктора в зависимости от типа механической передачи обычно входят зубчатые или червячные пары, центрирующие подшипники, валы, различные уплотнения, сальники и т.д. Элементы редуктора помещаются в корпус, состоящий из двух частей – основания и крышки. Рабочие механизмы редуктора при работе непрерывно смазываются маслом путем разбрызгивания, а в отдельных случаях применяется принудительный насос, помещенный внутрь редуктора.
Существует огромное количество различных типов редукторов, но наибольшую популярность получили цилиндрические, планетарные, конические и червячные редукторы. Каждый тип редуктора имеет свои определенные преимущества и недостатки, которые следует учитывать при конструировании оборудования. Основными же критериями для подбора редуктора являются определение необходимой мощности или момента нагрузки, коэффициента редукции (передаточного отношения), а также монтажного расположения источника вращения и рабочего механизма.
Особенности редукторов по виду механических передач
Мировой промышленностью выпускается огромное количество редукторов и редукторных механизмов различающихся по типу передачи, вариантам сборки и т.д. Рассмотрим основные типы механических передач, их особенности и преимущества.
Цилиндрическая передача – является самой надежной и долговечной из всех видов зубчатых передач. Данная передача применяется в редукторах, где требуется высокая надежность и высокий КПД. Цилиндрические передачи обычно состоят из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колёс.
а) Прямозубая цилиндрическая передача
б) Косозубая цилиндрическая передача
в) Шевронная цилиндрическая передача
г) Цилиндрическая передача с внутренним зацеплением
Конические передачи – обладают всеми преимуществами цилиндрических зубчатых передач и применяются в случае перекрещивания входного и выходного валов.
а) Коническая зубчатая передача с прямым зубом
б) Коническая зубчатая передача с косым зубом
в) Коническая зубчатая передача с криволинейным зубом
г) Коническая гипоидная передача
Червячная передача – позволяет передавать кинетическую энергию между пересекающимися в одной плоскости валами. Основными преимуществами данной передачи является высокий показатель передаточного отношения, самоторможение, компактные размеры. Недостатками являются низкий КПД, быстрый износ бронзового колеса, а также ограниченная способность передавать большие мощности.
Гипоидная передача – она же спироидная состоит из конического червяка и диска со спиральными зубьями. Ось червяка значительно смещена от оси конического колеса, благодаря чему число зубьев одновременно входящих в зацепление в несколько раз больше чем у червячных передач. В отличие от червячной пары в гипоидной передаче линия контакта перпендикулярна к направлению скорости скольжения, что обеспечивает масленый клин и уменьшает трение. Благодаря этому КПД гипоидной передачи выше, чем у червячной передачи на 25%.
а) Червячная передача с цилиндрическим червяком
б) Червячная передача с глобоидным червяком
в) Спироидная передача
г) Тороидно-дисковая передача
д) Тороидная передача внутреннего зацепления
Волновая передача – прототипом является планетарная передача с небольшой разницей количества зубов сателлита и неподвижного колеса. Волновая передача характеризуется высоким показателем передаточного отношения (до 350). Основными элементами волновой передачи являются гибкое колесо, жесткое колесо и волновой генератор. Под действием генератора гибкое колесо деформируется и происходит зацепление зубьев с жестким колесом. Волновые передачи широко применяются в точном машиностроении благодаря высокой плавности и отсутствия вибраций во время работы.
1) Зубчатое колесо с внутренними зубьями
2) Гибкое колесо с наружными зубьями соединенное с выходным валом редуктора
3) Генератор волн
Количество ступеней редуктора
Число ступеней редуктора напрямую влияет на передаточное отношение. В червячных редукторах наиболее распространены одноступенчатые пары. Цилиндрические же редукторы, состоящие из одной ступени, применяются реже, чем двух- или трехступенчатые редукторы. В производстве редукторов все чаще применяются комбинированные передачи, состоящие из разных типов передач, например коническо-цилиндрические редукторы.
Входные и выходные валы редукторов
В редукторах обычно применяются обычные прямые валы, имеющие форму тел вращения. На валы редукторов действуют внешние нагрузки, консольные нагрузки и усилия преодоления зацеплений. Крутящий момент на валу определяется рабочим крутящим моментом редуктора или реактивным крутящим моментом привода. Консольная нагрузка определяется способом соединения редуктора с двигателем, зависит от радиального или осевого усилия на вал. В ряде машин, к которым предъявляются особые требования в отношении габаритов или веса используются редукторы с полым валом. Полый вал редуктора позволяет располагать вал исполнительного механизма внутри редуктора, тем самым отпадает необходимость использовать переходные полумуфты и т.п.
Срок службы редуктора
Срок службы редуктора зависит от правильных расчетов параметров действующей нагрузки. Также на длительность работы влияет своевременное профилактическое обслуживание редуктора, замена масла и сальников. Регулярный профилактический осмотр позволит избежать незапланированного ремонта или замену редуктора. Уровень масла контролируется через смотровое окно в редукторе и при необходимости доливается до нужного уровня.
Ниже приведена таблица зависимости срока службы редуктора от типа передачи:
Тип передачи редуктора | Гарантированный ресурс в часах |
Цилиндрическая, планетарная, коническая, цилиндро-коническая | более 25000 |
Волновая, червячная, глобоидная | более 10000 |
Устройство редуктора
Основными элементами редуктора являются:
1. Прошедшие обработку зубчатые колеса с зубьями высокой твердости. Материалом обычно служит сталь марки (40Х, 40ХН ГОСТ 4543-71). В планетарных редукторах шестерни и сателлиты изготовлены из стали марки 25ХГМ ГОСТ 4543-71. Зубчатые венцы из стали 40Х. Червячные валы изготавливаются из стали марки ГОСТ 4543-71 – 18ХГТ, 20Х с последующей цементацией рабочих поверхностей. Венцы червячных редукторов изготавливают из бронзы Бр010Ф1 ГОСТ 613-79. Гибкое колесо волнового редуктора изготовлено из кованой стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71.
2. Валы (оси) быстроходные, промежуточные и тихоходные. Материалом является — сталь марки (40Х, 40ХН ГОСТ 4543-71). В зависимости от варианта сборки выходные валы могут быть одно- и двухконцевыми, а также полыми со шпоночным пазом. Выходные валы планетарных редукторов изготовлены заодно с водилом последней ступени. Материалом служит чугун или сталь.
3. Подшипниковые узлы. Используются подшипники качения воспринимающие большие осевые и консольные нагрузки. Применяются обычно конические роликоподшипники.
4. Шлицевые, шпоночные соединения. Шлицевые соединения чаще применяются в червячных редукторах (выходной полый вал). Шпонки применяются для соединения валов с зубчатыми колесами, муфтами и другими деталями.
5. Корпуса редукторов. Корпуса и крышки редукторов выполняются методом литья. В качестве материалов используется чугун марки СЧ 15 ГОСТ 1412-79 или сплав алюминия АЛ11. Для улучшения отвода тепла корпуса редукторов снабжаются ребрами.
Монтажное исполнение
Соосный редуктор — входной и выходной вал находятся на одной оси
Червячный редуктор — входной и выходной вал находятся под прямым углом
Цилиндрический редуктор — входной и выходной вал находятся на параллельных осях
Коническо-цилиндрический редуктор — входной и выходной вал перекрещиваются
Монтажное положение соосных цилиндрических или планетарных редукторов
Монтажное положение и вариант сборки червячных одноступенчатых редукторов
Монтажное положение и вариант сборки червячных двухступенчатых редукторов
Монтажное положение и вариант сборки цилиндрических редукторов
Методика выбора редуктора в зависимости от нагрузки
Методика выбора редуктора заключается в грамотном расчете основных параметров нагрузки и условий эксплуатации.
Технические характеристики описаны в каталогах, а выбор редуктора делается в несколько этапов:
- выбор редуктора по типу механической передачи
- определение габарита (типоразмера) редуктора
- определение консольных и осевых нагрузок на входной и выходной валы
- определение температурного режима редуктора
На первом этапе конструктор определяет тип редуктора исходя из заданных задач и конструктивных особенностей будущего изделия. На этом же этапе закладываются такие параметры как: передаточное отношение, количество ступеней, расположение входного и выходного валов в пространстве.
На втором этапе следует определить межосевое расстояние. Исходные данные на каждый тип редуктора можно найти в каталоге. Следует помнить, что межосевое расстояние влияет на способность передать момент от двигателя к нагрузке.
Консольные и осевые нагрузки определяются уравнениями, а потом сравниваются со значениями в каталоге. В случае превышения расчетных нагрузок, на какой либо вал, редуктор выбирается на типоразмер выше.
Температурный режим определяется во время работы редуктора. Температура не должна превышать + 80° гр. при длительной работе редуктора с действующей нагрузкой.
Как выбрать редуктор?
Выбор редуктора должен производить квалифицированный сотрудник т.к. неправильные расчеты могут привести к поломке редуктора или сопутствующего оборудования. Грамотный выбор редуктора поможет избежать дальнейшие затраты на ремонт и покупку нового привода. Основными параметрами для выбора редуктора как было сказано выше, являются: тип редуктора, габарит или типоразмер, передаточное отношение, а также кинематическая схема.
Определить габарит редуктора можно с помощью каталога, где указаны максимальные значения крутящего момента для каждого типоразмера. Момент действующей нагрузки на редуктор определяется следующим выражением:
где:
M2 — выходной момент на валу редуктора (Н/М)
P1 — подводимая мощность на быстроходном валу редуктора (кВт)
Rd — динамический КПД редуктора (%)
n2 — частота вращения тихоходного вала (об/мин)
Частоту вращения тихоходного вала n2 можно определить, зная значения передаточного отношения редуктора i, а также значения скорости быстроходного вала n1.
где:
n1 — частота вращения быстроходного вала (об/мин)
n2 — частота вращения тихоходного вала (об/мин)
i — передаточное отношение редуктора
Еще одним важным фактором, который следует учитывать при подборе редуктора, является величина – сервис фактор (s/f). Сервис фактор sf – это отношение максимально допустимого момента M2 max указанного в каталоге к номинальному моменту M2 зависящего от мощности двигателя.
где:
M2 max — максимально допустимый момент (паспортное значение)
M2 — номинальный момент на валу редуктора (зависит от мощности двигателя)
Значение сервис фактора (s/f) напрямую связан с ресурсом редуктора и зависит от условий работы привода.
При работе редуктора с нормальной нагрузкой, где число стартов не превышает 60 пусков в час — сервис фактор может выбираться: sf = 1.
При средней нагрузке, где число стартов не превышает 150 пусков в час — сервис фактор выбирается: sf = 1,5.
При тяжелой ударной нагрузке с возможностью заклинивания вала редуктора сервис фактор выбирается: sf = 2 и более.
Передаточное отношение и как его определить?
Основное назначение любого редуктора понижение угловой скорости подводимой на его входной вал. Значения выходной скорости определятся передаточным отношением редуктора. Передаточное отношение редуктора — это отношение скорости входного вала к скорости выходного вала.
izhevsk-reduktor.artesk.ru
Вал, Корпус, Крышка и Зубья, Передаточное Число, Расчет, Размер, Типы и Схема
Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.Обращаться на почту aleksandr.belozerov@gmail.com.
string(10) "error stat"
Для изменения характеристик крутящего момента используется специальный механизм, который получил название «редуктор». Данное слово образовано от латинского reductor — отводящий назад или возвращающий, что очень точно отображает принцип работы этого механизма. На данный момент существует несколько видов редукторов, которые применяются в различных агрегатах для трансформации и передачи крутящего момента от двигателя устройства, к потребителям мощности.
Виды редукторов
Данные устройства отличаются по типу передачи крутящего момента.
- Червячные редукторы. Передаточная система этих устройств содержит червячную передачу, которая позволяет не только значительно уменьшить обороты рабочего вала, но и изменить направление вращения. Вал редуктора на выходе устройства, обычно расположен под прямым углом по отношению к входному валу. Такая особенность червячных устройств позволяет наиболее компактно разместить двигатель совместно с передающим крутящий момент механизмом. Передаточное число редуктора этого типа может быть до 1 к 100 и более;
- Зубчатые редукторы. Зубчатые механизмы трансформации крутящего момента, часто применяются в агрегатах, в которых необходимо осуществить различное соотношение передаточного числа между входным и выходным валом. Устройство редуктора этого типа может выполнено с одним передаточным механизмом, или с использованием нескольких шестерён при значительном передаточном соотношении. Зубья, в таких устройствах, могут иметь различную форму, но качество обработки таких деталей должно быть наивысшим;
- Гидравлические редукторы. Такие устройства устанавливаются между насосом и гидравлическими механизмами. Используется гидравлический редуктор с той же целью, что и механические — для уменьшения передаваемой энергии или частоты вращения;
- Мотор-редуктор. Эта система также используется для трансформации крутящего момента и представляет собой объединённый в одном корпусе редуктор и двигатель. Наиболее часто встречаются мотор-редукторы, работающие на электрической тяге. В этом случае удаётся значительно уменьшить размер редуктора и увеличить КПД устройства;
- Планетарные редукторы. Передающая система и схема редуктора планетарного типа, представляет собой разновидность зубчатого механизма, но благодаря оригинальности применяемого способа передачи крутящего момента может считаться отдельным видом. Такие механизмы компактны и очень надёжны в эксплуатации, но требуют точного расчёта при производстве. Зубья планетарных редукторов должны находиться в плотном зацеплении между собой, но легко приводиться в движение.
Перечисленные виды редукторов, могут разделяться по количеству передач, которые применяются для трансформации крутящего момента. Наиболее распространённые устройства состоят из одной передачи, но если необходимо изменять соотношения частоты вращения входного и выходного вала, то используются механизмы с большим количеством передач.
Рабочие части редукторов, обязательно должны работать в смазке, для снижения коэффициента трения и потери мощности. Способ нанесения смазочных материалов зависит от вида редуктора и мощности передаваемой энергии. Если передаточная система не работает в условиях повышенных скоростей вращения, то достаточно однократного нанесения смазки на рабочие поверхности в течение всего срока эксплуатации. Для мощных устройств применяется специальная система принудительной подачи смазочной жидкости, с последующим охлаждением и очисткой.
Корпус редуктора может быть разборной и неразборной конструкции.
Изделия неразборного вида, как правило, работают при незначительных мощностных показателях и в тех сферах, где не требуется эксплуатации устройства в жёстких режимах. Редукторы, которые используются для трансформации больших мощностей располагаются в корпусе разборной конструкции, которая позволяет, в случае необходимости, осуществить плановый или экстренный ремонт и настройку механизма.
Корпус редуктора может быть изготовлен из различных материалов. Подбор материала зависит от условий эксплуатации и мощности устройства. Редуктор для маломощных устройств бытового назначения может быть сделан из высокопрочного пластика или алюминиевого сплава.
Где применяются редукторы
Редукторы применяются в автомобилестроении, станкостроении, кухонной и бытовой электротехнике, бензоинструментах. Учитывая тот факт, что каждый вид передачи крутящего момента, имеет свои положительные характеристики и недостатки, которые определяют возможность использовать тот или иной вид редуктора в определённых технических условиях.
Червячные редукторы, не способны трансформировать крутящий момент слишком большой мощности, поэтому основная сфера применения таких устройств — это электрические мотор-редукторы. Например, такой механизм успешно реализован в приводе стеклоочистителей автомобиля.
В мостовой передаче автомобилей, как правило, используется зубчатая передача, которая позволяет не только изменить направление крутящего момента, но и изменить силу и распределить усилие равномерно между осями привода колёс. Зубья позволяют передавать мощность с минимальными потерями, поэтому если для функционирования механизма не требуется повышенной плавности хода, а мощность редуктора требуется достаточно большая, то применяются зубчатые механизмы для передачи крутящего момента.
Если в механизме необходимо исключить вероятность обратной передачи крутящего момента к двигателю устройства, то применяются червячные редукторы, которые полностью лишены такого недостатка.
Червячный механизм, позволяет передавать вращение с соотношением более 100 к 1, но низкий КПД таких устройств, не позволяет их применять в мощных агрегатах.
Различные типы редукторов, которые будут использованы в тех или иных механизмах должны быть подобраны только профессиональными инженерами. Расчёт редуктора должен осуществляться в КБ, которое имеет специалистов высокого уровня. Чертёж редуктора должен быть выполнен до мельчайших подробностей и гаек, которые могут быть использованы в данном механизме.
Даже если известны характеристики редукторов, которые необходимо применить в передаточном механизме, не следует доверять работу по проектированию таких сложных механизмов случайным людям. Если требуется новая крышка редуктора, или гайка редуктора, то лучше заказать оригинальную деталь на предприятии, где был произведён механизм.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
swapmotor.ru