Виды редукторов
При выборе механизма и для оценки его рабочих параметров применяют такие технические характеристики редуктора:
- КПД, измеряющийся в процентах;
- тип зацепления и передачи;
- крутящий момент, предающийся входным валом;
- число передач;
- частоты вращения входного/выходного валов.
Существуют редукторы с разным числом ступеней, работающие с одной или несколькими передачами: многоступенчатые, двухступенчатые и одноступенчатые. Различие в конструкции таких редукторов заключается в параллельном размещении осей валов. Ступенью принято считать одну пару зубчатые колес, которые и являются передачей, обеспечивающей преобразование крутящего момента и частоты вращения. Количество ступеней в редукторе приравнивается к количеству валов, уменьшенному на один.
В зависимости от технических характеристик и особенностей конструкции выделяют разные виды редукторов: механические и турбинные.
Механические редукторы предназначены для уменьшения количества оборотов двигателя с одновременным повышением крутящего момента, который обеспечивает привод в промышленном оборудовании. Простейший пример редуктора – пара цилиндрических шестеренок, которые взаимодействуют, цепляясь зубьями. В таком случае ведущим колесом выступает шестеренка меньшего диаметра, а ведомой – большая.
Турбинные редукторы косозубной передачи представляют собой модульную конструкцию в чугунном корпусе. Принцип работы механизма заключается во взаимодействии косозубной шестерни и турбинного колеса. Универсальность конструкции позволяет обеспечить точный показатель крутящего момента и использовать данный тип редуктора на любых промышленных установках. Механизм работает тихо, имеет низкую себестоимость и позволяет максимально снизить затраты на обслуживание.
Мотор-редуктор
Мотор-редуктор совмещает в одном корпусе механический узел и электрический двигатель. Такой тип редуктора отличается небольшими габаритами, занимает минимум пространства, прост в монтаже и обслуживании, а также имеет высокий показатель коэффициента полезного действия. Мотор-редуктор незаменим для работы промышленного оборудования, где нужно обеспечить низкую скорость вращения. К такому оборудованию относится строительная техника, бетономешалки, конвейеры, элеваторы, дозаторы.
В зависимости от способа монтажа в промышленных машинах может быть использован: горизонтальный, вертикальный, наклонный или угловой редуктор.
Горизонтальные применяют в промышленных машинах, они выдерживают высокие рабочие нагрузки, имеют широкий диапазон крутящего момента и передаточного числа, высокий показатель КПД и низкую стоимость. Тип сцепления шестеренок в таком механизме может быть косозубным, прямозубным или шевронным.
Вертикальные используются в подъемных механизмах, устойчивы к нагрузкам переменного типа и вращаются в любом направлении, обеспечивая реверс.
Угловые модели позволяют изменить направление движения вращающегося вала под заданным углом. При этом число оборотов может оставаться неизменным или уменьшаться в несколько раз.
Типы редукторов
Все виды устроены по схожему принципу, разница заключается только в типе зубчатой передачи. Чаще всего встречаются цилиндрические, конические, глобоидные, комбинированные, червячные и планетарные, но последнее время конструкторы прибегают к комбинированным конструкциям, что позволяет совместить преимущества нескольких типов.
Конструкция разных типов позволяют передавать усилие между узлами, которые располагаются в различных площадях, будут они перпендикулярные (конический редуктор), параллельные (цилиндрический) или пересекающиеся валы (червячные).
Диапазон передаточного числа может разнится от в несколько единиц до нескольких тысяч, что зависит от количества ступеней. Сейчас наиболее распространены механизмы, при изготовлении которых используются нескольких ступеней. Это позволяет комбинировать несколько типов передач и добиться максимально эффективной работы. Рассмотрим основные типы.
Цилиндрический редуктор
Довольно популярные при разработке и производстве машин различного назначения. Эффективно выполняют свои функции при работе с мощными установками, при этом показывают высокий КПД, превышающий 90 %. Чаще всего используется при работе параллельных и сносных валов. Может применяться с различным количеством ступеней, от которых зависит передаточное число, оно может колебаться от 1,5 до 400.
Червячный редуктор
Имеют довольно простую конструкцию, из-за чего обрели широкую популярность. Одним из плюсов также является низкая стоимость в сравнении с аналогами. Количество ступеней обычно ограничивается одной или двумя. При этом диапазон передаточного числа червячного редуктора может находиться в диапазоне от 5 до 10000, которую можно рассчитать по специальной формуле. Недостатком этого типа является низкий КПД и ограниченные мощности силовых установок, с которыми он работает. Состоит из зубчатого колеса и цилиндрического, реже глобоидного, червяка в виде винта.
Планетарный редуктор
Особый тип, который выгодно отличается от аналогов, имея ряд преимуществ. Благодаря чему получил широкое распространение в тяжелом машиностроении. Конструкция этой модели позволяет добиться высокого передаточного числа при работе с мощнейшими силовыми установками. При этом его размеры могут быть значительно меньшими, чем габариты аналогов. Механизм назван планетарным, из-за специфического расположения конструкционных элементов, к которым относятся: сателлиты, водило, солнечная и кольцевая шестерни.
Передача усилия происходит через вал на солнечную шестерню, которая находится в зацепе со всеми сателлитами. В это время кольцевая шестерня находится в статичном положении. Модель отличается высоким КПД, и работой в диапазоне передаточного числа от 6 до 450.
Выбор типа узла всегда основывается на конструкционных требованиях к механизму, при этом выбором модели должен заниматься квалифицированный конструктор. Первое что нужно определить — какой тип передачи нужен, оптимальный размер механизма, рассчитать осевые нагрузи на валах и температурный режим работы.
От количества ступеней выбранного механизма напрямую зависит передаточное отношение. Одноступенчатые применяются для выполнения простых функций, обычно это червячный тип. Сейчас чаще можно встретить комбинированные типы передач, что позволяет значительно расширить функционал узла.
В качестве входных и выходных валов применяются стандартные прямые валы, изготовлены в форме тел вращения. От их качества напрямую зависит качество работы всего механизма, так как на них действуют множество внешних нагрузок различных типов.
Очень важно своевременно менять сальники и масло. Постоянные профилактические работы обеспечат стабильную работу и обезопасят от внезапных поломок
Для контроля уровня масла имеется специальное смотровое окно, что позволяет вовремя пополнять необходимый объем
Для контроля уровня масла имеется специальное смотровое окно, что позволяет вовремя пополнять необходимый объем.
В целом, самостоятельно рассчитать передаточное число, подобрать подходящую модель и провести замену (ремонт) редуктора не составит труда. Главное соблюдать рекомендации специалистов и технические инструкции, указанные производителем.
Конструкция редуктора на примере механического устройства
Как правило, эти машины состоят из стандартных литых корпусов. В редких случаях, когда требуется, чтобы конструкция механизма стала легче, вместо чугуна используют стальные сплавы. В корпусах находятся все необходимые элементы передачи. К компонентам механических видов редукторов можно отнести зубчатые колеса, подшипники, входной и выходной вал.
Кроме того, конструкция редукторов напрямую зависит от их назначения. Если механизм изготавливается специально для конкретной машины, то он может иметь дополнительные элементы, помимо вышеупомянутых. Нередко в корпуса встраивают специальные смазочные (масляные насосы) или охладительные устройства.
Пропановые редукторы
Пропановый редуктор предназначен для понижения и регулирования давления газа — пропана, поступающего из баллона, рампы или сети, и автоматического поддержания постоянным заданного рабочего давления газа.
Пропановые редукторы, применяемые при газовой сварке и резке металлов, окрашивают в красный цвет. Присоединение к баллону накидной гайкой с резьбой СП21,8LH 14 ниток на 1 дюйм (S27 W21,8LH) с внешним шестигранником под ключ 27. На изображении представлен баллонный пропановый одноступенчатый редуктор KRASS БПО 5 3. Редуктор выпускается согласно ГОСТ 13861-89. Наибольшее допустимое давление газа на входе в редуктор — 25 кгс/см², наибольшее рабочее давление (давление газа на выходе) 4 кгс/см². При наибольшем рабочем давлении расход газа составляет 5 м³/ч. Масса редуктора не более 0,67 кг.
Пропановый редуктор присоединяется к баллону накидной гайкой. Газ, пройдя входной фильтр, попадает в камеру высокого давления. При вращении регулировочного винта по часовой стрелке усилие нажимной пружины передаётся через нажимной диск, мембрану и толкатель на редуцирующий клапан, который, перемещаясь, открывает проход газу через образовавшийся зазор между клапаном и седлом в рабочую камеру.
Баллонные пропановые редукторы (в зависимости от модели) имеют показывающие приборы для определения давления газа, выходящего из редуктора (манометры низкого (выходного) давления), для определения давления газа, входящего в редуктор (манометр высокого (входного) давления) или не имеют их вообще. Отбор газа осуществляется через ниппель, который присоединяется к редуктору гайкой с резьбой М16×1,5LH. К ниппелю присоединяется рукав диаметром 9 или 6 мм, идущий к горелке или резаку.
Технические характеристики некоторых пропановых редукторов.
| Параметры | БПО 5 3 | БПО 5 3 mini | СПО — 6 | РПО — 25 | РПД — 25 |
| Наибольшая пропускная способность V, м3/ч | 5 | 5 | 6 | 25 | 25 |
| Наибольшее давление газа на входе, P1, MPa ( кгс/см²) | 2,5 (25) | 2,5 (25) | 0,3 (3) | ||
| Наибольшее рабочее давление, P2, MPa ( кгс/см²) | 0,4 (4) | 0,4 (4) | 0,15 (1,5) | 0,3 (3) | 0,3 (3) |
| Масса, кг, не более | 0,67 | 0,45 | 1,8 | 8 | 10 |
На редуктор наносится следующая маркировка:
- Товарный знак предприятия изготовителя.
- Марка редуктора.
- Год и месяц выпуска.
Требования к материалам пропанового редуктора
Неметаллические материалы (например используемые в качестве уплотнителей и смазок), контактирующие с пропаном, бутаном и метилацетиленпропадиеновыми смесям, должны быть стойкими к n-пентану. Испытания проводят по ГОСТ 9.030.
Устройство редуктора
Виды редукторов
Назначение редуктора это передача крутящего момента от привода к исполнительному механизму и изменение крутящего момента и угловой скорости, в том числе и направление вращения вала. В машиностроении применяются червячные, цилиндрические, конические, планетарные, волновые и другие виды редукторов. Они применяются для привода барабанов лебедок грузовых и пассажирских лифтов или конвейерных лент, в червячных и шестеренных талях, для вращения валков прокатных станов и т.д. Основной рабочий орган редуктора это зубчатое колесо, которое входит в зацепление с сопряженным колесом, обеспечивая передачу крутящего момента. В цилиндрическом редукторе, применяемом для передачи крутящего момента между параллельными валами, применяется цилиндрическое зубчатое колесо, зацепление в котором может быть прямозубым, косозубым или шевронным. Для передачи вращения между перпендикулярно расположенными валами применяются червячный или конический редуктор. В червячном редукторе применяется т.н. червячная передача, состоящая из червяка и червячного колеса. Червяк может быть цилиндрическим или глобоидным. В коническом редукторе применяются конические колеса с прямозубым или косозубым зацеплением, оси вращения которых расположены под 90° друг к другу. Наиболее сложным, производительным и дорогим является планетарный редуктор, который применятся для передачи вращения между соосными валами, где требуется обеспечение больших передаточных чисел, высокой производительности и компактности.
Как устроен редуктор
Рассмотрим назначение и устройство редуктора, принцип работы на примере двухступенчатого цилиндрического редуктора.
Основные элементы редуктора это корпус, в котором смонтированы детали редуктора, тихоходный вал, обозначен буквой Т и быстроходный вал (Б), промежуточный вал и зубчатые колеса. Так как основное назначение редуктора это повышение крутящего момента за счет редуцирования, т.е. уменьшения угловой скорости вращения выходного вала, то тихоходный вал соединен с исполнительным механизмом, а быстроходный вал соединен с приводом (электродвигатель, гидромотор или ДВС). На быстроходном валу смонтировано зубчатое колесо, которое вращается с теми же параметрами, что и быстроходный вал. Это зубчатое колесо входит в зацепление с колесом большего диаметра, расположенным на одном конце промежуточного вала. За счет разницы в диаметрах промежуточное колесо вращается медленнее, но с большим крутящим моментом. На второй конец промежуточного вала смонтировано зубчатое колесо меньшего диаметра, но вращающееся с той же скоростью и моментом.
Малое колесо промежуточного вала передает вращение на зубчатое колесо тихоходного вала, имеющее больший диаметр, поэтому снижение скорости вращение и прирост момента повторяются. Таким образом, в таком редукторе выполнены два зацепления, производящие уменьшение скорости вращения и увеличение крутящего момента. Каждое зацепление имеет свое передаточное отношение равное отношению угловых скоростей или диаметров колес. Передаточное отношение редуктора это произведение передаточных отношений отдельных пар колес. Таким образом, получаем двухступенчатый редуктор, состоящий из двух пар зубчатых колес, передающих крутящий момент. На данном примере мы узнали, как устроен редуктор.
Устройство и работа планетарного редуктора
Червячный, цилиндрический и конические редуктора имеют, в общем, схожую конструкцию – зубчатые колеса соединены последовательно и в зацепление всегда находятся два колеса, причем каждый вал приводится в движение своим колесом. Это обеспечивает простоту конструкции, надежность, однако приводит к увеличению габаритов и массы.
В планетарном редукторе применен иной принцип устройства и работы. Простая планетарная передача состоит из шестерен-сателлитов 2, закрепленных на водиле 4, вращающихся вокруг центральной, солнечной шестерни 1, при этом опорой для шестерен-сателлитов служит неподвижная коронная шестерня 3. Вращение передается несколькими сателлитами, которые вращаются вокруг солнечной шестерни. Вследствие этого уменьшается нагрузка на центральное колесо. Передаточное отношение определяется отношением угловой скорости солнечной шестерни к угловой скорости водила. Планетарные передачи так же могут быть многоступенчатыми, где применяется несколько рядов сателлитов и солнечных шестерен, что увеличивает передаточное число до 1000 и более. Планетарные редуктора применяются в приводах требующих высоких оборотов, например приводы транспортных машин, коробках передач, сервоприводах и т.д.
Общая классификация редукторов
Ознакомившись с информацией, которую содержит классификация редукторов, можно гораздо оперативнее сделать выбор в пользу того или иного агрегата; при возникновении вопросов обращайтесь в наш консультационный центр. Редукторы, относящиеся к классу общепромышленного оборудования, соответствуют перечню технических требований, характерных для подавляющего большинства аспектов их использования.
Фактор универсальности позволяет использовать редукторы в сфере подъемно-транспортного оборудования, агрегатах металлургического и добывающего назначения, нефтяной области, сельскохозяйственном секторе и т.д.
Согласно нормам ГОСТ 16162-78 в данную группу устройств причисляют:
- цилиндрические 1-, 2- и 3-хступенчатые механизмы;
- цилиндрические планетарные 1- и 2-хступенчатые;
- конические редукторы одноступенчатые;
- коническо-цилиндрические 2- и 3х-ступенчатые устройства;
- червячные и глобоидные 1- и 2-хступенчатые;
- червячно-цилиндрические 2-хступенчатые.
Одним из наиболее популярных видов редукторов выступают цилиндрические. Как и представители других классов, эти приборы используются для безопасного изменения скорости вращения, образующейся при факте передачи вращательного движения от вала к валу. Сегодня выпуск качественных и износостойких механизмов обусловлен наличием мощной производственной базы, которая позволяет собирать одно-, двух- и трехступенчатые редукторы.
Следует отметить, что аспекты надежности функционирования составляющих приводного механизма зависят от правильности выбора конкретного типа редукторов. При несоблюдении критериев выбора и соответствия, основной ущерб причиняется производителю, а также потребителю, который вынужден претерпевать такие явления, как простой оборудования, увеличение удельного веса затрат, приходящихся на ремонт и обслуживание, и т.д.
К обособленной группе механизмов относятся червячные редукторы. Как правило, они используются при передаче импульса движения между скрещивающимися осями. К достоинствам «червяков» относится их возможность получить большое передаточное число в условиях одной ступени. Также к плюсам относится плавность хода, относительно высокая бесшумность работы, а также опция самоторможения, активирующаяся при определенных значениях передаточных чисел. Последний момент позволяет исключать из общей цепочки приводов тормозные механизмы.
Типы редукторов с червячной передачей:
- одноступенчатые редукторы универсальные;
- 2-х, 3-хступенчатые;
- 1-ступенчатые (червяк над колесом);
- глобоидные и механизмы, различающиеся спектром параметров: Ч-100, 2Ч-40, РЧУ-125 и т.д.
Классификация распространяется на способ крепления редукторов, тип передач, количество ступеней, особенности расположения осей относительно друг друга.
Что касается планетарных редукторов, то в данную группу относятся механизмы, оснащенные зубчатыми колесами и перемещающимися осями геометрического вида. Интересно знать, что зубчатые колеса вращаются по аналогичному принципу, что и планеты Солнечной системы. Отсюда и название редукторов – планетарные. Зубчатые колеса также называются сателлитами. Те колеса, которые соединяются непосредственно к сателлитам, причисляются к группе центральных. В передаточном звене фиксируются оси сателлитов, это звено также имеет название водило, оно, аналогично центральному колесу, перемещается по траектории основной оси передачи.
В общей сложности редукторы, относящиеся к классу планетарных, характеризуются куда большим перечнем практических преимуществ, по сравнению с цилиндрическими устройствами.
В эту группу качеств относятся:
- малые показатели материалоемкости;
- высокая нагрузочная способность;
- опция многопарного зацепления;
- компактность, малый вес;
- возможность получения высоких значений передаточных чисел.
Все вышеприведенные аспекты могут быть достигнуты только в том случае, если соблюдается высокое качество и точность сборки.
Завершают общую классификацию редукторов комбинированные механизмы. То есть редукторы, имеющие различные комбинации и типы передач. Так, коническо-цилиндрическое оборудование характеризуется высокими показателями КПД, износостойкостью, долгим сроком службы и простотой ввода в эксплуатацию. Используется такое оборудование в аспекте приводов конвейерных линий, а также для привода специализированного тягового шахтного электровоза. Аспекты выбора редукторов должна базироваться на таких факторах, как показатели усилия, массы, времени работы, периодичности включений в час, момента инерции.
Назначение и конструкция редуктора
Зубчатый редуктор – это механизм, состоящий из одной или нескольких зубчатых передач, смонтированных в едином жестком закрытом герметично корпусе, и предназначенный для понижения угловых скоростей и увеличения вращающих моментов в направлении потока мощностей.
На рис. 1 в качестве примера приведена конструкция одноступенчатого редуктора. Внутри корпуса 1 и крышки редуктора 2, имеющих горизонтальную плоскость разъема, размещена цилиндрическая косозубая зубчатая передача. Корпус и крышка редуктора воспринимают усилия, возникающие при работе зубчатой
Рис. 1.
Общий вид редуктора
передачи, поэтому их конструкция должна быть достаточно прочной и жесткой. Взаимное положение корпуса и крышки фиксируется штифтами 3. Для восприятия нагрузок и предотвращения раскрытия стыка (фланцевого соединения) корпуса и крышки редуктора они соединяются винтами 4. Наиболее ответственными являются винты, расположенные около расточек под подшипники. Для повышения жесткости корпус редуктора выполняют с ребрами жесткости, расположение которых согласовывается с направлением усилий, деформирующих корпус. Ребра увеличивают также поверхность охлаждения редуктора. Конфигурация редуктора должна удовлетворять требованиям простоты геометрических форм и технологичности .
Во время работы редуктора масло внутри корпуса нагревается, что может привести к повышению давления и утечке его через разъем корпуса редуктора и уплотнения валов 5, 6. Для предотвращения этого можно применить оддушину с фильтром 7, объединенных с крышкой 8 смотрового отверстия.Слив масла из корпуса редуктора производится через сливное отверстие, закрытое стандартной пробкой 9. Под пробку с цилиндрической резьбой устанавливается уплотняющая прокладка 10.
В корпусе редуктора установлен жезловой маслоуказатель 11, позволяющий контролировать уровень заливки масла.
Назначение смазки узлов редуктора состоит в снижении потерь на трение, уменьшении износа контактирующих поверхностей, удаление продуктов износа из зоны контакта, охлаждении деталей и предохранении их от коррозии. Кроме того, слой смазки между поверхностями контакта зубьев уменьшает динамические нагрузки, что способствует снижению уровня шума и вибрации.
Система смазки зубчатой передачи и подшипников в редукторе общего назначения может быть общей или раздельной.
Раздельная смазка применяется при окружных скоростях зубчатых колес передачи меньше 1 м/с. В этом случае подшипники 12, 13 смазываются консистентной смазкой, а зубчатые колеса – окунанием в масло. Полость подшипников должна быть отделена от внутренней части редуктора защитной мазеудерживающей шайбой. Смазка закладывается в подшипниковый узел при сборке так, чтобы она заполнила не более 2/3 свободного объема подшипникового узла.
Общая система смазки применяется при окружных скоростях зубчатых колес от 1 до 12 м/с. В этом случае зубчатые колеса смазываются также окунанием (картерная смазка). Смазка подшипников качения осуществляется разбрызгиванием масла зубчатыми колесами. В некоторых случаях подшипники качения приходится защищать от избытка масла и продуктов износа, вытесняемых из зоны зацепления передачи. Для этого на валу перед подшипником у зоны зацепления устанавливают маслоотражательное кольцо 14. Зазор между кольцом и расточкой в корпусе должен быть достаточным для доступа брызг масла и масляного тумана к подшипнику.
Уплотнения 5 и 6 входного и выходного валов редуктора предназначены для предотвращения вытекания масла из корпуса, а также для защиты от попадания грязи внутрь корпуса. Выбор типа уплотнения определяется в основном видом смазки и окружной скоростью вала.
Входной вал редуктора 15 по конструктивным соображениям выполнен как одно целое с шестерней (вал – шестерня), зубчатое колесо 16 на выходном валу 17 устанавливают с применением призматической шпонки 18. Опорами валов служат радиальные шарикоподшипники 12, 13. Так как расстояние между опорами невелико, в редукторе применена установка подшипников «враспор». Снаружи подшипники закрыты крышками 19, 20, 21, 22 которые фиксируют осевое положение вала относительно корпуса.
Подъем и транспортировка редуктора, а также крышки 2 и корпуса 1 осуществляется с помощью проушин.
Обслуживание колесного редуктора
Для повышения надёжности агрегата и продления срока его безопасного функционирования, необходимо с определённой периодичностью проводить его техосмотр и соответствующее обслуживание, используя для этого специальную контролирующую и измерительную аппаратуру. Перед началом ремонтных работ следует предварительно отсоединить коробку передач от корпуса сцепления, под который, впрочем, как и под передний мост, устанавливают подвижные подставки. Под коробку передач ставится подставка неподвижного типа. Далее следует отключить гидросистему и разъединить тракторный остов, раскатать его и отсоединить от корпуса сцепления полураму
После того как разборка завершена, можно переходить к диагностике агрегата, в первую очередь обратив внимание на следующие моменты:
- Показатели уровня масла в гидравлическом баке;
- Функционирует ли двигатель на полной мощности;
- В каком состоянии находится ходовая;
- Имеет ли место утечка масла;
- Есть ли давление в сливной линии гидромотора и на входе в него;
- В каком состоянии находятся крепёжные соединения;
- Исправны ли подшипники роликового типа;
- Не нуждается ли в замене система зубчатого сцепления на верхних и нижних конических парах.
Если в процессе осмотра колёсного редуктора будет обнаружено существенное уменьшение уровня масла в верхней конической паре, значит это верный признак того, что в системе имеется утечка. Нужно обязательно выявить причины её возникновения и максимально оперативно устранить неисправность. Вполне возможно, что для этого может потребоваться даже частичная разборка этого узла, хотя, по сути, это единственный способ устранения проблемы.
Червячный редуктор
Достаточно простой и поэтому распространенный механизм, принцип действия которого предусматривает использование передачи с червячной резьбой в профиле. С точки зрения эксплуатации, это оптимальное решение для передачи оборотов между двумя осями, расположенными перпендикулярно. В частности, редукторы этого типа применяются в рулевом управлении легкового транспорта. К преимуществам червячных систем относят возможность выработки в одной ступени высокого передаточного числа (до нескольких сотен). Кроме того, червячный редуктор бесшумен, отличается плавным ходом и не требует применения тормозных устройств, поскольку предусматривает активацию собственного механизма торможения при достижении определенного уровня передаточного числа.
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
Виды редукторов
По виду передач:
- цилиндрические (валы параллельные);
- конические (валы пересекаются);
- червячные (валы перекрещиваются);
- комбинированные (коническо-цилиндрические), валы пересекаются и параллельны.
По числу ступеней:
- одноступенчатые (два вала);
- двухступенчатые (три вала);
- трехступенчатые.
Ступень
— одна пара зубчатых колес (передач), обеспечивающих преобразование частоты вращения и крутящего момента.
Число ступеней равно числу валов минус один!
Рассмотрим основные разновидности редукторов:
Цилиндрический редуктор
Цилиндрический редуктор служит для одновременного уменьшения частоты вращения и
увеличения крутящего момента.Цилиндрические редукторы делят на горизонтальные одноступенчатые, и на горизонтальные двухступенчатые. Цилиндрические редукторы применяются при переменной, постоянной, одного направления и реверсивной нагрузке, как при непрерывной работе, так и при работе с периодическими остановками. У цилиндрического редуктора реализовано разностороннее вращение валов. Редукторы этого типа обладают высокой степенью надежности и КПД, но производят высокий уровень шума.
Червячный редуктор
Червячные редукторы, наверное, самый часто используемый тип данных механизмов. Он представляет собой винт с резьбой (червяк), зацепленный с зубчатым колесом со специальным профилем зубьев (червячное колесо). При вращении винта (червяка) его витки при перемещении толкают в том же направлении зубья червячного колеса. Таким образом габариты червячного редуктора ограничены размерами червяка и червячного колеса. Так же данные редукторы отличаются сниженной шумностью и отличной плавностью хода.
Но ему так же присущи и недостатки: нагрев, люфт, пониженный КПД, «самоторможение».
Применение их весьма широко – транспортеры, конвейерные ленты, бетономешалки, насосы. Редукторы используются в автомобилестроении, станкостроении, даже при производстве климатотехники и систем вентиляции применяются различные виды редукторов.
Мотор-редуктор это симбиоз самого редуктора и электродвигателя (иногда также его называют редукторным электродвигателем).
Различают следующие мотор-редукторы предназначенные для использования в промышленности :спироидные, цилиндрические, червячные, цилиндрически-червячные, планетарные, волновые и специального исполнения. Чаще всего в промышленности встречаются следующие мотор-редукторы с соосной схемой расположения редуктора и двигателя – планетарные и цилиндрические. В червячных мотор-редукторах электродвигатель часто расположен под углом 90 градусов к выходному валу.
Выходной вал мотор-редуктора может быть исполнен в различный вариациях: полый с шлицевым отверстием, односторонний или двухсторонний, конический, цилиндрический или муфтовый.
На выбор мотор-редуктора должны, в первую очередь, влиять следующие факторы: как часто будет проводится пуск мотор-редуктора; длительность суточной работы; внешняя нагрузка и частота вращения валов.
Классификация редукторов
На сегодняшний день типы редукторов классифицируются на основе:
- типа механической передачи;
- расположения элементов в пространстве;
- конструктивных особенностей.
В зависимости от расположения элементов они бывают вертикального и горизонтального исполнения. Среди различных типов можно выделить традиционные механические и мотор-редукторы (с дополнительно установленной двигательной установкой).
Читать также: Как варить алюминий обычной сваркой
Основная, общепринятая классификация редукторов разработана в зависимости от типа передачи и по форме шестерен:
Цилиндрический и конический редуктор
В основе таких моделей используются конические и цилиндрические передачи. Данный тип прямого редуктора характеризируется высоким уровнем КПД (более 80%, в зависимости от количества зубьев). Еще одним преимуществом является практически полное отсутствие нагрева из-за отсутствия нагревающихся элементов. Это позволяет добиться простоты механизма, отсутствия необходимости в дополнительных мерах охлаждения. Данный тип получил высокую популярность благодаря надежности и долговечности.
Планетарный
Отличается от большинства других видов схемой расположения элементов. В его основе лежит планетарная передача. Основной ее функцией можно назвать преобразование поступающего момента. Подобные модели отличаются компактностью благодаря тому, что рабочие элементы находятся в одной геометрической оси, чего нельзя встретить в стандартных механизмах. Широко распространены в сфере приборостроения и машиностроения. Они позволяют комбинировать преимущества цилиндрических и червячных.
Позволяют также добиться оптимального соотношения производительности, компактности, надежности и долговечности.
Червячный
В основе этого вида лежит червячная передача, которая позволяет использовать его для различных целей. Использование этой модели помогает преобразовывать как прямой, так и угловой крутящий момент. В основе конструкции лежит спиралевидный винт, который формой напоминает червяка, из-за чего он получил свое название. Используется довольно редко, так как не отличается надежностью и высокой производительностью. В некоторых случаях при повышении нагрузки может выйти из строя. Несмотря на свои недостатки, он прочно занял свое место в машиностроении, так как является незаменимым при передаче усилия между перпендикулярно расположенными валами.
Волновой
Имеет особенный характеристический размер и тип конструкции, в основе которой лежит неподвижный корпус с нарезанными зубьями. Внутри корпуса расположен гибкий элемент, усилие на которые передается ведущим валом, соединенным с ним. Гибкий элемент изготовлен в виде овала, благодаря чему при движении внутри корпуса создает волнообразные движения.
Данный тип отличается высокой производительностью, имея высокое передаточное отношение, достичь которое невозможно с помощью других моделей
Отличается компактными размерами, что особо важно для использования в точном машиностроении
Следует отметить, что современные тенденции машиностроения требуют особых характеристик от редукторов. Из-за этого все большего распространения получают комбинированные модели. Цилиндрические модели дополняют коническими горизонтальными передачами. Червячные дополняются дополнительными валами, а также некоторые модели оснащаются дополнительными моторами.
Различные виды мотор-редукторов получили широкое распространение благодаря тому, что в одном механизме объединяют еще и электродвигатель и все необходимые дополнительные элементы.
