1. Классификация редукторов 1.1 Количество ступеней и расположение валов 1.2 Тип используемой передачи 1.2.1 Червячные редукторы 1.2.2 Червячные глобоидные редукторы 1.2.3 Цилиндрические редукторы 1.2.4 Конические редукторы 1.2.5 Коническо-цилиндрические редукторы 1.2.6 Насадные редукторы 1.2.7 Планетарные редукторы 1.3 Способы крепления редукторов 2. Смазка редукторов 3. Зацепления 4. Корпуса редукторов 5. Модернизация редукторов – стабильная тенденция
Редуктор представляет собой составной механизм приводов машин. Его основное назначение – уменьшение частоты вращения ведомого вала при одновременном увеличении крутящего момента. Конструкцией редуктора могут быть предусмотрены одна или несколько передач зацеплением.
1.Классификация редукторов
Редуктор общемашиностроительного назначения. Этот тип оборудования представляет собой самостоятельный агрегат, используемый в приводах машин. Его технические характеристики отвечают общим для разных применений требованиям. Конструктивно общемашиностроительные редукторы могут отличаться.
Специальные редукторы разработаны для автомобильной, авиационной и других узкоспециализированных отраслей. Из названия понятно, что агрегаты этой группы должны соответствовать специфике и параметрам конкретного применения.
Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:
- По типам передач и числу ступеней;
- По расположению осей входного/выходного валов в пространстве и относительно друг друга;
- По способу крепления.
Рекомендации по выбору
Как выбирать редуктор вместо сломавшегося, на имеющуюся технику и при создании механизмов самостоятельно. Основным является мощность на выходном валу. Она рассчитывается на основании оборотов двигателя по передаточному числу.
Следует обратить на расположение валов, оно в цилиндрических моделях может быть в одну сторону.
Крепление осуществляется с помощью фланца непосредственно к валу двигателя и с помощью отверстий в подошве устанавливается на платформу.
В маркировке указано межцентровое расстояние между валами. Этот размер имеет конструктивное значение при установке узла и соединения его с двигателем и валом рабочего механизма.
Следует посмотреть, какая пара в редукторе первая, ее передаточное число, зацепление. Выбор редуктора включает в себя и расположение валов в пространстве. Они могут располагаться под прямым углом и быть в разных плоскостях. Тип подшипников указывается в технической документации. Там же таблица сроков эксплуатации разных узлов.
При проектировании машины, подбор червячного редуктора выполняется по мощности и расположении зацепления. При нижнем зацеплении пара хорошо смазывается, не требует дополнительного охлаждения и способна работать длительно время. Следует обратить внимание на рабочий режим. Узел не всегда способен работать по несколько часов непрерывно. Червячное соединение быстро перегревается.
1.2.1 Червячные редукторы
Червячный редуктор – наиболее распространенный тип редукторов. Привод имеет компактные размеры (в сравнении с цилиндрическими агрегатами). Передаточное отношение червячной пары может достигать 1-100 (иногда и выше).
Потенциал увеличения крутящего момента при снижении частоты вращения вала у червячных редукторов выше, чем у оборудования с другими типами передач. Передаточное число того же порядка можно получить при эксплуатации трехступенчатого цилиндрического редуктора. В червячных агрегатах для решения этой задачи достаточно одной ступени. Еще одно преимущество – простота и низкая стоимость червячных редукторов. Использование червячного зацепления позволяет снизить уровень шума передачи, обеспечить высокую плавность хода.
Функция самоторможения присутствует только в червячных редукторах. Ее принцип основан на торможении ведомого вала при отсутствии движения на ведущем валу (червяке). Самоторможение в передаче осуществляется в тот момент, когда угол подъема ведущего вала меньше или равен 3,5 градусам.
При выборе червячного редуктора следует учитывать тот факт, что при увеличении передаточного числа снижается КПД червячной передачи. Отсюда – потери энергии вследствие трения червяка об зубья колеса.
Ресурс червячных приводов составляет, в среднем, 10 тысяч часов.
Устройство и принцип работы
Из каких же деталей состоит такой ответственный механизм? Классическое устройство редуктора предполагает наличие следующих рабочих частей:
- корпусная часть с крышкой, отверстием для проверки уровня технической жидкости;
- комплект подшипников;
- валов – в зависимости от назначения и количества передач помимо входного и выходного добавляется промежуточный;
- детали, реализующие передачу между валами – зубчатые колеса, червячные элементы.
Схема расположения элементов зависит от типа редуктора. Помимо приведенных выше основных элементов, устройство состоит из дополнительных деталей – сальниковых уплотнений, шпонок, регулировочных колец, уплотнительных прокладок.
Устройство
Редукторные механизмы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Примером простейшего редуктора является зацепление двух зубчатых колес или шестерен разного диаметра, внешнего типа зацепления. Меньшая шестерня является ведущей, размещается на ведущем валу редуктора. Этот вал получает крутящий момент от двигателя. Большая шестерня является ведомой и закрепляется на ведомый вал. При разнице в количестве зубьев между шестернями в 3 раза ведущая совершит один полный оборот, а ведомая провернет вал лишь на треть. Тяговое усилие на ведомом валу возрасте в 3 раза по отношению к выдаваемому усилию двигателя.
Ведущий вал редуктора всегда чуть меньше ведомого – это конструктивная особенность из-за разницы в моментах помогает определить его тип. Использование таких элементов как сальниковые уплотнения необходимо для герметизации смазки внутри корпуса редуктора. Шпонки фиксируют зубчатые колеса на валах. Схемы редукторов необходимы для полного отображения всех элементов с указанием маркировки и размеров.
Интересное: Технология резки металла газом
Шестерни на валах располагаются внутри корпуса с посадкой на подшипниках. Смазка реализуется частичным или полным заполнением объема корпуса технологическим маслом. Вязкость и состав масла в промышленных и автомобильных редукторах отличаются. При частичном заполнении ванночки (часто встречается на промышленных редукторах) зубья шестеренки, опускаясь вниз, захватывают на себя масло и таким образом осуществляют смазку зоны контакта в передаче. Масло подлежит замене: для коробки передач график устанавливается от пробега авто в километрах, для промышленного редуктора зависит от наработки в часах.
В зависимости от требуемого передаточного числа, количество ступеней увеличивается, элементы, передающие крутящий момент, меняются. Для моста в легковом автомобиле с полным приводом характерно равное передаточное число в переднем и заднем механизме – для синхронности вращения колес.
Крышка необходима для доступа и осмотра строения внутренней конструкции без полного разбора механизма. Детали подлежат периодической ревизии на предмет износа.
Принцип действия
Принцип работы механического редуктора заключается во взаимодействии зубьев деталей, передающих крутящий момент. Силовой агрегат подает крутящий момент на ведущий вал механизма, выходной вал выдает пониженные обороты и повышенный крутящий момент. Если механизм скоростной, то происходит повышение оборотов вала и снижение силового момента. Редуктор как силовое звено работает над передачей момента исполнительному механизму.
Маркировка
Для обозначения моделей редукторов применяются комбинации букв и цифр, характеризующие параметры и тип устройства. На первом месте указывается число ступеней и вид передачи:
- червячный – Ч;
- цилиндрическое – Ц;
- глобоидное – Г;
- коническое – К;
- планетарные – П.
Пример маркировки редуктора
Для комбинированных моделей на первое место ставится буква, означающая первую передачу:
- цилиндрически-червячные – ЦЧ;
- конически-цилиндрические – КЦ;
Количество передач определенного вида обозначается цифрой, проставляемой перед буквой передачи.
1.2.2 Червячный глобоидный редуктор
Винт глобоидного червячного редуктора имеет выпуклую форму (в других червячных передачах он цилиндрический). Эта конструктивная особенность увеличивает передачу крутящего момента и мощность привода.
Глобоидные редукторы предназначены для использования в условиях, предполагающих высокую надежность, отсутствие обратного проскальзывания и динамических толчков на выходном валу. Чаще всего редукторы этого типа применяются в барабанных приводах лифтов: глобоидная пара адаптирована к переменным нагрузкам, возникающим при подъеме и торможении кабины, в состоянии поддерживать нормальную реверсивность при эксплуатации.
Таблица 2. Допустимые нагрузки для червячных глобоидных редукторов типа ЧГ
| Типоразмеры | Номинальное передаточное число | Частота вращения червяка, об/мин | |||||
| 750 | 1000 | 1500 | |||||
| Рвх, кВт | Твых, Н м | Рвх, кВт | Твых,Н·м | Рвх, кВт | Твых, Н·м | ||
| Чг-63 | 10 | 1,2 | 120 | 1,5 | — | 1,9 | 110 |
| 12,5 | 1,1 | 130 | 1,3 | 130 | 1,7 | 110 | |
| 16 | 1,0 | 150 | 1,2 | 150 | 1,5 | 130 | |
| 20 | 0,8 | 150 | 0,9 | 150 | 1,3 | 130 | |
| 25 | 0,5 | 125 | 0,6 | 110 | 0,8 | 110 | |
| 31,5 | 0,4 | 110 | 0,5 | 110 | 0,6 | 90 | |
| 40 | 0,3 | 110 | 0,3 | 100 | 0,5 | 90 | |
| 50 | 0,2 | 100 | 0,3 | 100 | 0,3 | 90 | |
| 63 | 0,1 | 90 | 0,2 | 90 | 0,3 | 80 | |
| Чг-80 | 10 | 2,4 | 250 | 2,8 | 220 | 3,1 | 170 |
| 12,5 | 2,0 | 260 | 2,4 | 240 | 2,6 | 180 | |
| 16 | 1,6 | 260 | 1,9 | 240 | 2,1 | 180 | |
| 20 | 1,5 | 300 | 1,7 | 260 | 1,8 | 200 | |
| 25 | 1,0 | 250 | 1,1 | 220 | 1,5 | 190 | |
| 31,5 | 0,7 | 220 | 0,8 | 200 | 1,1 | 180 | |
| 40 | 0,6 | 220 | 0,7 | 200 | 0,9 | 180 | |
| 50 | 0,5 | 210 | 0,5 | 180 | 0,6 | 160 | |
| 63 | 0,3 | 200 | 0,4 | 170 | 0,5 | 150 | |
| Чг-100 | 10 | 4,3 | 460 | 4,7 | 380 | 6,3 | 350 |
| 12,5 | 3,8 | 500 | 4,0 | 400 | 5,5 | 380 | |
| 16 | 3,0 | 500 | 3,6 | 450 | 4,6 | 400 | |
| 20 | 2,7 | 550 | 3,2 | 500 | 3,9 | 420 | |
| 25 | 2,0 | 500 | 2,3 | 450 | 3,0 | 400 | |
| 31,5 | 1,4 | 420 | 1,6 | 380 | 2,1 | 350 | |
| 40 | 1,2 | 420 | 1,3 | 380 | 1,8 | 350 | |
| 50 | 0,9 | 400 | 1,0 | 350 | 1,3 | 320 | |
| 63 | 0,7 | 380 | 0,8 | 320 | 1,1 | 300 | |
| Чг-125 | 10 | 8,4 | 900 | 10,4 | 850 | 12,3 | 700 |
| 12,5 | 7,1 | 950 | 8,9 | 900 | 10,0 | 700 | |
| 16 | 5,6 | 950 | 7,0 | 900 | 8,5 | 750 | |
| 20 | 5,3 | 1100 | 6,3 | 1000 | 7,8 | 850 | |
| 25 | 4,0 | 1000 | 4,6 | 900 | 5,2 | 700 | |
| 31,5 | 2,9 | 900 | 3,4 | 800 | 3,9 | 650 | |
| 40 | 2,4 | 900 | 2,8 | 800 | 3,2 | 650 | |
| 50 | 1,7 | 800 | 2,1 | 750 | 2,6 | 650 | |
| 63 | 1,4 | 750 | 1,7 | 700 | 2,1 | 600 | |
| Чг-160 | 10 | 16,7 | 1850 | 20,3 | 1700 | 28,3 | 1600 |
| 12,5 | 13,9 | 1900 | 16,3 | 1700 | 22,8 | 1600 | |
| 16 | 11,0 | 1900 | 13,7 | 1800 | 18,6 | 1650 | |
| 20 | 9,7 | 2050 | 11,9 | 1900 | 16,5 | 1800 | |
| 25 | 7,6 | 1950 | 8,6 | 1700 | 11,2 | 1500 | |
| 31,5 | 5,7 | 1800 | 6,4 | 1550 | 8,2 | 1350 | |
| 40 | 4,6 | 1800 | 5,1 | 1550 | 6,6 | 1350 | |
| 50 | 3,6 | 1650 | 4,0 | 1450 | 5,0 | 1250 | |
| 63 | 2,8 | 1550 | 3,4 | 1450 | 4,1 | 1200 | |
Назначение механизма
Основное назначение редуктора – изменение показателей крутящего момента, оборотов, получаемых от двигателя. В производственных процессах редуктор предназначен для реализации привода в:
- мощных обрабатывающих станках;
- системах запирания (открывания) тяжелых конструкций;
- подъемных и удерживающих устройствах.
Если коснуться конструкции транспортных средств, становится понятно зачем нужен редуктор в машине. Для автомобиля данный механизм реализует привод колес. Редукторы могут быть расположены:
- на задней оси автомобиля;
- впереди как отдельный элемент;
- интегрировано в коробку передач.
Совместно с КПП чаще всего исполняются редукторы у автомобилей с передним приводом. Конструкция полноприводных машин предполагает 2 редуктора на передней и задней оси с передачей крутящего момента через карданный вал. Разобравшись, за что в машине отвечает редуктор, необходимо понять его устройство, основные элементы и принципы работы.
1.2.3 Цилиндрические редукторы
В цилиндрических редукторах устанавливаются цилиндрические зубчатые передачи. Комплектация таких приводов может отличаться положением входного/выходного валов и количеством ступеней. Одноступенчатые цилиндрические агрегаты классифицируются только по расположению валов. Передаточные числа варьируются в диапазоне 1,6-6,3.
Схемы исполнения цилиндрических пар:
- развернутая узкая;
- развернутая;
- раздвоенная;
- соосная.
Наиболее распространена развернутая схема. Она позволяет выпускать унифицированные колеса, валы и шестерни, которые подходят для производства редукторов разных типоразмеров. Этот фактор является определяющим для серийного производства, т.к. способствует снижению себестоимости выпускаемой продукции.
С той же целью выбирается левое направление зуба шестерни и правое направление колеса для всех ступеней редуктора. При индивидуальной комплектации единичного редуктора целесообразнее использовать следующую схему: левое направление зуба шестерни на первой ступени, правое – на второй ступени. Такая комплектация снизит осевую нагрузку на опоры.
Форма редукторов, проектируемых по развернутой схеме, удлиненная. Вес такого агрегата будет на 15-20% больше приводов, сконструированных по раздвоенной схеме.
Раздвоенная схема применима для тихоходной и быстроходной ступеней. Во втором варианте она наиболее рациональна, так как промежуточный вал может быть изготовлен по принципу вала-шестерни, а быстроходный вал становится «плавающим».
При соосной схеме оси быстроходного и тихоходного валов совпадают. Вес и габариты редуктора, собранного по соосной схеме, аналогичны моделям с развернутой схемой. Стоимость обоих типов агрегатов практически одинакова.
Одна из основных технических характеристик соосного редуктора – увеличенная мощность быстроходной ступени, что достигается за счет снижения нагрузки на нее. Однако конструктивно такие агрегаты более сложные.
Ресурс цилиндрического редуктора – 25 тысяч часов и более.
Таблица 3. Допустимые нагрузки для цилиндрических редукторов ЦУ (одноступенчатых горизонтальных)
| Типоразмеры | Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм | Номинальная радиальная сила, Н | |
| входной вал | выходной вал | ||
| ЦУ-100 | 250 | 500 | 2000 |
| ЦУ-160 | 1000 | 1000 | 4000 |
| ЦУ-200 | 2000 | 2000 | 5600 |
| ЦУ-250 | 4000 | 3000 | 8000 |
Таблица 4. Технические параметры цилиндрических редукторов Ц2С (двухступенчатых соосных)
| Типоразмеры | Номинальные передаточные отношения | Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм | Номинальная радиальная сила, Н | КПД | |
| входной вал | выходной вал | ||||
| Ц2С-63 | 8; 10; 12,5 | 125 | 500 | 2800 | 0,98 |
Виды передач
Передача вращательного движения возможна при разном расположении валов, что и определяет тип используемой в нем передачи.
- Если элементы расположены параллельно, используется цилиндрический редуктор.
- При перекрестном расположении может применяться один из 3 вариантов:
- зубчато-винтовой цилиндрический механизм;
- червячная передача, которая, в свою очередь, делит червячный редуктор на спироидный, тороидный, с цилиндрическим/глобоидным винтом;
- гипоидные колеса (винтовые конические зубчатые).
- Если рабочие органы между собой пресекаются, используется коническая зубчатая передача (в самостоятельном исполнении встречается редко).
В зависимости от количества подключенных передач цилиндрический или червячный редуктор может быть одно-, двух-, трех- и многоступенчатым. Первый его тип используется нечасто, а вот механизмы с двумя и более ступенями, в свою очередь, тоже делятся на однотипные и комбинированные. В первом случае в корпусе подключаются передачи одного типа, во втором – объединяются системы разных классов (червячно-цилиндрические или коническо-цилиндрические, например).
1.2.5 Коническо-цилиндрические редукторы
Данный тип механизмов представляет собой гибрид цилиндрического одноступенчатого и конического редукторов. Соответственно, этой группе оборудования присущи все достоинства и недостатки агрегатов обоих типов.
Все коническо-цилиндрические редукторы имеют быстроходную коническую ступень. Такая конструктивная особенность объясняется невысокой нагрузочной способностью и, соответственно, большими габаритами агрегата. С целью уменьшения размеров привода и используется быстроходная коническая ступень.
Коническая передача может использоваться в тихоходных и промежуточных ступенях, что оправдано необходимостью снижения ее чувствительности к погрешностям при производстве и установке, минимизацией их влияния на механизм в целом.
Направление зуба в косозубой цилиндрической паре должно быть выбрано с учетом возможности вычитания осевых сил на промежуточных валах.
Таблица 5. Коэффициент режима эксплуатации коническо-цилиндрических редукторов (двухступенчатых и трехступенчатых)
| Характер режима нагрузки | Суточная продолжительность эксплуатации | ||
| 3 часа | 8 часов | 24 часа | |
| Спокойный | 1,25 | 1,0 | 0,8 |
| Умеренные толчки | 1,0 | 0,8 | 0,65 |
| Сильные толчки | 0,55 | 0,65 | 0,5 |
Виды редукторов
Редуктор, это механизм, передающий крутящий момент. Простейшими механическими узлами, передающими крутящий момент, считаются ременная и цепная передачи. Они передают вращение с одного детали на другую и при этом изменяют угловую скорость.
Наибольшая группа редукторов, которые широко используются во всех механизмах, от кофемолки до доменных печей, механические зубчатые редукторы. Они разделяются на группы по нескольким параметрам:
- типу зубчатого зацепления;
- количеству передач;
- способу монтажа;
- пространственное положение осей и зубчатых соединений.
Обычно ведущий вал редуктора быстроходный. Он жестко соединен с двигателем и вращается с такой же скоростью, до 1500 об/мин. При обратном отношении, когда ведущим является колесо и скорость вращения на выходе возрастает, а крутящий момент падает, узел называют понижающим.
По типу зубчатого зацепления и форме шестерни, они делятся:
- цилиндрические;
- конические;
- червячные;
- планетарные;
- комбинированные;
- волновые.
Комбинированные модели могут иметь различные типу зубчатых зацеплений.
Цилиндрические
Наибольшее количество выпускается цилиндрических редукторов. Рабочая поверхность колеса и шестерни имеет форму цилиндра. Модели отличаются высоким КПД, простотой исполнения и большим разнообразием деталей. Одноступенчатые узлы получили название передаточного редуктора. Он компактный, понижает скорость вращения и одновременно передает крутящий момент.
По форме зуба цилиндрические модели делятся:
- прямозубые;
- косозубые;
- шевронные.
По кинематической схеме они бывают прямолинейные и разветвленные.
Прямой зуб имеет закругленную поверхность, способствующую максимально возможной площади контакта. При зацеплении зубья контактируют по всей длине. Трение сводится к минимуму. КПД прямозубого зацепления наиболее высокое, 99%.
К достоинствам прямозубых передач относятся минимальная нагрузка на подшипники, малое трение, механизм не греется.
Недостаток в сильном шуме во время работы и малой мощности. Чтобы предать большое усилие, колеса надо делать широкими, крупногабаритными.
Косой зуб расположен под углом. Площадь контакта у него больше при одинаковой ширине обода колеса. Зубья заходят в зацепление постепенно. Работает косозубая пара тихо, плавно и способна выдержать большие нагрузки.
Площадь трения по эвольвенте больше, детали греются. КПД косозубого зацепления 98% и ниже. Изготовление деталей с косым зубом сложнее, особенно фрезеровка зубьев. Требуется большая точность при настройке режущего инструмента. Наклонное положение зуба создает дополнительные осевые нагрузки на подшипники и сокращает срок их работы.
Для компенсации отрицательных осевых усилий косозубых передач, созданы шевронные. Они представляют два колеса на одном валу с наклоном зубьев в противоположную сторону. Таким образом еще больше увеличивается мощность.
Работают шевронные зацепления тихо. Недостаток в сложной и длительной технологии нарезания зубьев.
Количество передач может быть любое. Расположение валов параллельное, горизонтальное и вертикальное в одной плоскости. При большом числе зубчатых зацеплений в одном корпусе, возможно двурядное расположение валов.
Цилиндрические модели широко применяются во всех областях. От бытовой техники, кофемолок, дрелей, до металлургической и горнорудной промышленности. На каждом станке стоит один или несколько редукторов. В особо тяжелых условиях используют шевронные передачи.
Конические
Шестерня и колесо имеют коническую поверхность. Валы расположены под углом. Зуб на шестерне прямой и радиальный. Часто конические передачи используются в комбинированных или понижающих узлах. Направление вращения возможно в любую сторону. В качестве ведущего может выступать колесо.
Сколько передач в коническом передаточном механизме, зависит от его назначения. Обычно одна. Наиболее известный пример косозубого зацепления – дифференциал заднего моста, понижающий крутящий момент узел. От одного колеса вращается синхронно в одном направлении 2 шестерни.
Червячный
Вместо ведущей шестерни в зубчатом зацеплении стоит червяк с нарезанной резьбой. Нитей бывает 1, 2, 4. Другого количества заходов не делают. Оси валов расположены перпендикулярно в разных плоскостях.
Червяк при вращении взаимодействует с несколькими зубьями колеса. От сильного трения под углом, возникает тормозящий момент. Он не позволяет колесу провернуться и сдвинуть червяк. Самоторможении используют в грузоподъемных механизмах. Подвешенный груз не сможет пойти вниз. Червячная передача может перемещать колесо и связанный с ним механизм с большой точностью. Это используют в приборах и станках для точной настройки положения инструмента.
Червячные редукторы создают с одной и двумя передачами. Часто делают комбинированные с коническими зацеплениями.
У червячного редуктора тихий и плавный ход, самое большое передаточное число одной пары до 80 единиц.
Недостаток в низком КПД и сильном нагреве во время работы. необходимо делать систему охлаждения.
Планетарный
Планетарные модели конструктивно отличаются от всех других. У них колесо неподвижно зафиксировано в корпусе. В зацеплении с ним 4 сателлита – зубчатые колеса, которые синхронно вращаются от центральной шестерни.
Водило, соединенное с выходным валом, вращается вокруг солнечной шестерни. Валы сателлитов закреплены в нем через подшипники.
Сложное исполнение планетарного редуктора компенсируется его высокой мощностью, компактными размерами и тихим ходом. Планетарные модели используются для работы в шахтах, металлургии, горнорудной промышленности.
Комбинированные
Редукторы, в которых установлены передачи разного типа, называются комбинированными. Наиболее часто соединяют в одном корпусе цилиндрические пары с червячными или коническими.
Мотор-редуктор – собранные в одном корпусе двигатель и передаточный узел. Привод обычно изготавливается с коническими или червячными парами. Количество передач одна и две.
В волновых моделях для вращения применяют колебания расположенной внутри колеса шестерни. Широкого распространения модель пока не получила.
1.2.6 Насадные редукторы
Насадными редукторами называются агрегаты с полым выходным валом. Они монтируются непосредственно на вал – без дополнительных соединений и передач. Преимущество насадных редукторов заключается в более компактных габаритах и сравнительно невысоком весе.
Насадный способ монтажа, как правило, применим к червячным и некоторым другим типам редукторов. Исключение составляет цилиндрическая соосная группа оборудования, конструктивные особенности которой затрудняют такую установку.
При резкой динамике нагрузки на выходной вал (чаще всего при нештатных ситуациях) отсутствие соединительной муфты может стать причиной преждевременного выхода из строя приводного оборудования. Поэтому эксплуатация редуктора требует создания условий эксплуатации при равномерной нагрузке. Как вариант – дополнительная защита привода.
Этапы проведения работ по созданию этого устройства
- Монтаж ведущих звездочек на первичном валу. При этом установка может производиться точечной сваркой, фланцевым или шпоночным соединением;
- Сборка полуосей ведомого вала;
- Монтаж ведомой звездочки;
- Корпус можно подобрать с разборки и подогнать или сделать своими руками. При этом в нем необходимо проделать технологические отверстия под сальники и подшипниковые соединения;
- Установка шарикоподшипников закрытого типа. Отличным вариантом будут цилиндрические. Их монтаж производится внатяг;
- Ведущий вал устанавливается на подшипниковых опорах эксцентрикового типа с возможностью регулировки натяжения цепи минимум на 15 градусов;
- На завершающем этапе устанавливается крышка с герметизирующей прокладкой.
Задумав это сделать, лучше предварительно оценить свои силы, знания и навыки обращения с инструментом, чтобы не попасть впросак, потратив приличную сумму денег, немало времени и сил, и при этом, не создав необходимое устройство, но если вы действующий или механик в прошлом, можете смело браться за дело.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
1.2.7 Планетарные редукторы
Планетарные (дифференциальные) редукторы состоят из центральной шестерни (солнечной), расположенной в центре редуктора, вспомогательных шестерней одинакового размера (сателлитов), установленных вокруг центральной шестерни, и фиксатора (водила), обеспечивающего их надежное крепление. Конструкцией планетарного редуктора также предусмотрена кольцевая шестерня, внешне напоминающая зубчатое колесо. Ее предназначение – обеспечение сцепления с сателлитами. Центральная шестерня является ведущим элементов, сателлиты – ведомыми. Кольцевая шестерня всегда неподвижна.
Конструктивно исполнения планетарных редукторов могут отличаться. Модели классифицируются по количеству ступеней (одно-, двух- и трехступенчатые), кинематической схеме планетарной передачи. Тип подшипников также отличается. Подшипники качения предназначены для режимов эксплуатации на низкой скорости. В свою очередь, подшипники скольжения рассчитаны на режим высоких скоростей. Основная сфера использования планетарных редукторов – машиностроение.
Планетарные агрегаты МПО классифицируются как универсальное приводное оборудование. Они широко используются в приводах перемешивающих механизмов медицинской, химической, микробиологической промышленностях, а также в приводах общепромышленного назначения. Редукторы серии МПО могут эксплуатироваться в режиме 24 часа в сутки при постоянной и переменной нагрузках.
К планетарным редукторам предъявляются жесткие требования. Производство такого оборудования требует высокой точности, чтобы зубцы плотно соприкасались между собой, но при этом легко приводились в движение.
Таблица 6. Технические параметры планетарных редукторов Пз (зубчатые одноступенчатые)
| Типоразмер | Радиус водила, мм | Передаточные числа | Вращающий момент на выходном валу, Н·м | Консольная сила, Н | КПД | Частота вращения входного вала | ||
| входной вал | выходной вал | максимум | минимум | |||||
| Пз-31,5 | 32,35 | 8, 10 | 125 | 80 | 140 | 0,96 | 3000 | 500 |
| Пз-40 | 40 | 6,3 | 250 | 120 | 200 | 0,98 | 3000 | 500 |
| 8, 10, 12,5 | 0,97 | |||||||
| Пз-50 | 50 | 6,3 | 500 | 170 | 280 | 0,98 | 3000 | 500 |
| 8, 10, 12,5 | 0,97 | |||||||
| Пз-63 | 63 | 6,3 | 1000 | 240 | 400 | 0,98 | 3000 | 500 |
| 8, 10, 12,5 | 0,97 | |||||||
| Пз-80 | 80 | 6,3, 8, 10, 12,5 | 2000 | 340 | 560 | 0,97 | 1500 | 500 |
| Пз-100 | 100 | 6,3, 8, 10, 12,5 | 4000 | 480 | 800 | 0,97 | 1500 | 500 |
| Пз-125 | 125 | 6,3, 8, 10, 12,5 | 8000 | 680 | 1130 | 0,97 | 1500 | 500 |
| Пз-160 | 160 | 6,3 | 16000 | 960 | 1600 | 0,97 | 1000 | 500 |
| 8, 10, 12,5 | 1500 | |||||||
| Пз-200 | 200 | 6,3, 8, 10, 12,5 | 31500 | 1340 | 2240 | 0,97 | 1000 | 500 |
Конструкции зубчатых редукторов
Подавляющее большинство цилиндрических, конических, коническо-цилиндрических устройств работают на эвольвентном зацеплении. Особенность данного механизма – использование колес с зубчатым профилем. К его плюсам относят простоту конструкции (изготовление шестерни и колес занимает минимум времени и требует простого инструмента независимо от зубчатого профиля) и высокую надежность. Сами профили зацепления бывают:
- прямозубыми;
- шевронными;
- косозубыми.
В нашем каталоге представлены также конструкции зубчатых редукторов с комбинированными прямо- и косозубыми передачами. В частности конические и коническо-цилиндрические устройства работают на зубчатых гипоидных передачах и профилях с прямыми, косыми, криволинейными зубьями.
Принцип работы эльвовентного зацепления:
- Сопряженные колеса плавно скользят друг по другу повсеместно, кроме пятна контакта, с небольшой скоростью.
- На участке зубчатой сцепки происходит качение с большим радиусом.
- За счет малой скорости проскальзывания профилей и больших радиусов раскачивания в точке зацепления достигаются высокие показатели КПД. При этом износ элементов сцепки существенно снижен, что определяет долговечность их службы.
Смазка редукторов
С целью профилактики преждевременного износа комплектующих редуктора и сокращения потерь мощности в результате трения используется смазка подшипников и зацеплений.
В редукторах небольшой мощности и невысокой скорости зацепления смазка производится методом разбрызгивания либо с использованием масляной ванны. В то же масло, которое заливается в корпус, частично погружаются червяк, колесо (зубчатое или червячное) и разбрызгивающее кольцо.
Для смазки быстроходного оборудования высокой мощности масло в зону зацепления подается насосом из масляной ванны. Для подшипников используется смазка жидкой или густой консистенции.
Неисправности редуктора
К неисправностям редукторов относятся:
- износ зубьев в передаче;
- износ подшипников;
- разгерметизация сальниковых уплотнений;
- перегрев из-за недостаточного уровня смазки.
Редуктор в автомобиле страдает чаще всего от несвоевременной замены технологической жидкости, эксплуатации в тяжелых условиях. В том числе, вредна эксплуатация в зимних условиях с маслом не соответствующей вязкости. Все это ведет к скорейшему износу передачи главной пары, появлению люфтов и разбиванию подшипников в корпусе.
Корпуса редукторов
Главные требования к корпусу редуктора – жесткость и прочность, исключающие вероятность перекоса валов. В современном производстве редукторов выпускаются два типа корпусов – разъемные и неразъемные.
Конструкция разъемного корпуса включает в себя основание и съемную крышку. Отдельные модели вертикальных цилиндрических редукторов имеют разъемы по 2-3 плоскостям. Чтобы предотвратить протекание масла, разъемы корпуса редуктора обрабатывают герметиком. Устанавливать прокладки между крышкой и основанием не рекомендуется, так как при фиксации крепежных болтов они деформируются. Как следствие, посадка подшипников может быть нарушена.
Неразъемный корпус чаще используется для червячных редукторов и других типов оборудования, имеющих легкий вес. В такой конструкции предусмотрена съемная крышка.
Для производства корпусов редукторов используется, главным образом, чугун марок СЧ 10-15. Листовая сталь применяется реже, как правило, при комплектации габаритного приводного оборудования по индивидуальному заказу. У стального сварного корпуса толщина стенок примерно на треть меньше, чем у чугунных редукторов. В последнее время для производства корпусов все чаще используются алюминиевые сплавы.
Червячный тип редукторов
К этой категории относятся червячные, червячно-цилиндрические механизмы. Главный тип передачи в устройствах – червячный, который раннее называли зубчато-винтовым. Момент силы передается при зацеплении зубчатого колеса и трапецеидального винта (червяка). Производят изделия из устойчивых к износу материалов. В промышленности часто используют 3 вида червячных редукторов:
- однозаходные;
- двухзаходные;
- четырехзаходные.
Количество каналов резьбы на механизме определяет число заходов. В устройствах червячного типа винт зацепляется с одноименным колесом, которое по форме напоминает зубчатое. Зубья на нем заменены на резьбу, которая по форме подходит к трапецеидальному винту. В червячных устройствах, предназначенных для передачи большого крутящегося момента, колеса установлены из разных материалов. Для колесных ступиц используют чугун или из недорогой марки стали, а зубья изготавливают из антифрикционных материалов.
Самый значительный плюс применения редукторов червячного вида – высокая эффективность. Их устанавливают в оборудование, в котором большой момент силы, а угловая скорость маленькая. Основным движущим элементом механизма является трапецеидальный винт. Он начинает двигаться при вращении выходного вала.
Цилиндрический тип редукторов
Назначение и конструкция редуктора всегда плотно взаимосвязаны. Цилиндрические изделия применяют чаще других в промышленности. Их устанавливают в грузоподъемные механизмы, металлорежущие станки и другом высокопроизводительном оборудовании. Цилиндрические устройства можно установить вертикально или горизонтально. К плюсам можно отнести большой диапазон мощностей и передаточных отношений, что делает эти изделия универсальными. Классифицируют их по:
- дистанции между входным и выходным валом – параллельные, соосные;
- количеству ступеней – одна, две, многоступенчатые;
- способу монтажа – горизонтальный, вертикальный.
При производстве по индивидуальному закажу механизм могут оснастить дополнительными фланцами, лапками и другими элементами.
