Червячный редуктор механизма поворота

Механизм поворота крана предназначен для вращения поворотной части крана относительно оси поворота. Механизмы поворота кранов различаются между собой параметрами, конструктивным исполнением отдельных участков кинематической цепи и т. д., что определяется назначением и конструкцией крана, условиями эксплуатации, нагрузками и другими особенностями поворотных кранов.

В поворотных кранах широкое применение находят две схемы расположения механизмов поворота. Наиболее часто механизмы поворота расположены на поворотной части крана (рис. 10.1). Этот механизм имеет двигатель 3, соединенный муфтой 2 с червячным редуктором 1, имеющим горизонтальный червяк и вертикальный выходной вал. На конце выходного вала консольно закреплена шестерня 5, которая входит в зацепление с зубчатым колесом 4, закрепленным на неповоротной части крана. При работе механизма шестерня 5 взаимодействует с зубчатым венцом 4, в результате чего поворотная часть крана приводится во вращение.

На другой схеме расположения механизма поворота основная часть элементов кинематической цепи расположена на неповоротной части крана, а на поворотной части жестко закреплен зубчатый или цевочный венец, с которым находится в зацеплении приводная шестерня или звездочка выходного вала редуктора.

При работе механизма поворота вместе с зубчатым или цевочным венцами поворачивается и поворотная часть крана.

Для сокращения электрических и других цепей управления между поворотной и неповоротной частями крана механизм поворота размещают в основном на той части крана на которой расположен пульт управления.

Частоту вращения крана выбирают в соответствии с его производительностью, однако чрезмерное увеличение частоты вращения приводит к раскачиванию груза, подвешенного на гибкой подвеске, что в свою очередь влечет за собой снижение производительности крана. Поэтому частота вращения крана обычно принимается в пределах 0,75—3,5 об/мин.

При частоте вращения ротора электродвигателя 760—1000 об/мин необходимо обеспечить передаточное отношение от 200 до 1000. Механизмы поворота обычно имеют редуктор с передаточным числом

30—40 и открытую зубчатую (иногда цевочную) пару с передаточным отношением 10—25. Редукторы механизмов поворота выполнены с различными кинематическими схемами. Однако наиболее часто используют схемы с червячным редуктором при горизонтальном расположении вала электродвигателя и вертикальным выходном вале редуктора или с цилиндрическим зубчатым редуктором при вертикальном расположении валов редуктора и фланцевого электродвигателя.

Некоторые механизмы поворота крана выполнены с предохранительными устройствами, ограничивающими наибольший момент, передаваемый механизмом. Наиболее часто в качестве предохранительного устройства применяют фрикционные муфты, но иногда используют другие устройства в виде срезных штифтов и т. п.

Рис. 10.1. Механизм поворота с червячным редуктором

Предохранительные устройства предусматривают в тех механизмах, которые по конструктивному исполнению или при неблагоприятных условиях (плохое смазывание, загрязнение и т. п.) могут оказаться самотормозящими. Так как во вращательном движении крана принимают участие большие массы, то при отключении двигателя и при наличии самотормозящейся системы могут возникнуть чрезмерно большие нагрузки, направленные со стороны вращающихся масс к двигателю, приводящие элементы механизма к повреждению.

Предохранительные устройства предельного момента срабатывают тогда, когда момент, создаваемый двигателем, превысит номинальный на 15—20 %.

Червячный редуктор механизма поворота имеет корпус 9, в котором расположены червячная пара и фрикционная, составляющая муфту предельного момента.

От двигателя крутящий момент передается на червяк 7, который находится в зацеплении с аенцом 6, неподвижно закрепленным на колесе 5. Обод колеса 5 с внутренней стороны имеет коническую по-верхность, на которую опирается другое коническое колесо 4 фрикционной пары. Крутящий момент от колеса 5 передается на колесо 4 благодаря силам трения между коническими поверхностями: при этом передаваемый крутящий момент зависит от давления между этими поверхностями, создаваемого усилием пружины 3, расположенной между ступицей колеса 4 и гайкой 1 с шайбой 2. Изменяя положение гайки /, на вертикальном валу 8, можно регулировать максимальный момент, передаваемый фрикционной парой.

Читайте также: Замена сайлентблоков редуктора audi q7

Колесо 4 посредством шлицевого соединения передает крутящий момент на вертикальный вал 8, который далее передает его на приводную шестерню 10, входящую в зацепление с зубчатым венцом, осуществляя поворот поворотной части крана.

Если при повороте крана происходит внезапное стопорение поворотной части, то колесо 4 повернется относительно колеса 5 и моменты, действующие в механизме, не превысят максимальный момент, на который отрегулирована муфта предельного момента. При моменте, превышающем расчетный момент, поверхности конусов начнут скользить относительно друг друга и передаваемый момент будет ограничен.

Рис. 10.2. Червячный редуктор механизма поворота

Видео:Червячные редукторы. Применения червячных редукторов и как правильно их подобратьСкачать

Червячный редуктор

Передача вращения и усилия зачастую проводится при помощи специальных механизмов, которые стали называть редуктором. Подобное изделие представлено сочетанием нескольких элементов, которые при взаимодействии проводят повышение или понижение передаточного числа, изменение скорости вращения и перенаправления усилия. Довольно большое распространение получил червячный редуктор. Он характеризуется определенными характеристиками, которые должны учитываться. Рассмотрим особенности подобного механизма подробнее.

Видео:ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА ➤ Классификация ➤ Достоинства и недостаткиСкачать

Устройство и принцип работы

Классический редуктор представлен сочетанием различных элементов, которые при взаимодействии обеспечивают передачу усилия. Принцип работы червячного редуктора связан с особенностями основного элемента, в качестве которого выступает червеобразный ведущий винт. Именно он определяет название устройства. Кроме этого, классический вариант исполнения представлен сочетанием следующих элементов:

1. Шестерня имеет цилиндрическую форму, на поверхности которой есть зубья. Она получила весьма широкое распространение, находится в непосредственном соединении с червяком.
2. Для крепления шестерни применяется вал. Он расположен под прямым углом относительно червяка.
3. Все элементы расположены в корпусе, который часто изготавливается из чугуна. Для того чтобы можно было провести обслуживание корпус делается составным, нижняя часть выступает в качестве фиксирующего элемента.
4. Соединение двух элементов корпуса и фиксация других деталей проводится при применении различных уплотнительных элементов. Их применение можно связать с тем, что в корпусе находится масло, которое разбрасывается на момент работы для обеспечения требуемого охлаждения и снижения степени износа.
5. Вращение вала обеспечивается за счет установки подшипников самых различных типов. Этой детали уделяется довольно много внимания, так как на момент службы устройства именно они часто выходят из строя.

Кинематическая схема определяет возможность передач низкого крутящего момента с высокой скоростью вращения входного вала.

При этом на выходе происходит понижение количества оборотов и повышение усилия. Кроме этого, редуктора червячные технические характеристики могут иметь следующие:

1. Выделяют тихоходные и быстроходные варианты исполнения. При этом в случае небольшой скорости вращения червяк устанавливается снизу, при большой – сверху. Тихоходный вал должен смазываться соответствующим образом, так как в противном случае он не прослужит долго.
2. Если вращение основных деталей происходит при большой скорости, то масло должно подаваться под большим давлением. Низководная червячная пара может смазываться без давления при естественной циркуляции масла.

Сегодня корпус редуктора в большинстве случаев изготавливается при применении чугуна, так как этот материал выдерживает существенное воздействие окружающей среды. Передаточное число червячного редуктора зависит от размеров механизма. Чертеж устройства можно встретить в интернете, кроме этого его созданием занимается инженер с соответствующей подготовкой.

Читайте также: Редуктор привода жатки кпс 5г

При выборе рассматриваемого механизма учитываются самые различные параметры, но передаточное отношение червячного редуктора можно считать наиболее важным параметром.

Видео:Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать

Классификация червячных редукторов

Могут устанавливаться самые различные типы червячных редукторов, все зависит от области применения механизма. Основная классификация выглядит следующим образом:

1. Материал деталей может быть самым различным, в большинстве случаев внутренние детали изготавливаются из углеродистой стали. Корпус часто представлен чугунной емкостью со специальными выемками для фиксации подшипников, вала и других элементов.
2. Разное число заходов также можно назвать основным критерием классификации.
3. Направление резьбы червячного вала также является одним из признаков, по которым проводят классификацию.
4. Профиль резьбы.
5. Тип применяемого винта.

Редуктор червячный одноступенчатый получил весьма широкое распространение на сегодняшний день. Это связано с тем, что он маленький и может применяться для передачи большого усилия. При необходимости можно установить редуктор червячный двухступенчатый, который может не только изменять параметры передаваемого усилия, но и регулировать их в небольшом диапазоне.

Видео:Самодельный червячный редуктор для солнечного трекера (концентратора)Скачать

Достоинства и недостатки

У рассматриваемого механизма есть довольно большое количество преимуществ и недостатков, которые должны учитываться. Проводимые тесты позволяют определить мощность. К плюсам отнесем следующее:

1. Высокое передаточное число. Сегодня червячный редуктор может передавать крутящий момент в соотношении до 1000/1. Другие технические решения не позволяют реализовать подобные эксплуатационные характеристики. Не многие устройства могут передавать вращение с подобным передаточным числом.
2. Компактность. Как ранее было отмечено, одноступенчатый вариант исполнения имеет небольшие размеры. Именно поэтому механизм соединяется с другими в одну конструкцию. В большинстве случаев проводится установка червячной конструкции в случае, когда в приоритете именно компактность.
3. Бесшумность. При работе редукторов есть вероятность возникновения сильного шума, который создает трудности. Рассматриваемый вариант исполнения лишен подобного недостатка.
4. Плавность хода. В некоторых случаях при передаче вращения нужно обеспечить высокую плавность хода. При этом некоторые конструкции могут проводить самоторможение при необходимости.
5. Отсутствие обратного хода можно назвать еще одним важным преимуществом конструкции. При передаточном показателе 35/1 отсутствует эффект обратного хода, так как ведомое колесо нельзя провернуть.
6. Ремонтопригодность. Сегодня можно найти специальный комплект для восстановления редуктора. Ремонтопригодность позволяет на месте провести требуемую работу.

Однако, есть и несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Примером назовем следующее:

1. Низкий КПД. КПД червячного редуктора намного меньше в сравнении с другими конструкциями. Именно поэтому в случае, когда не нужно обеспечивать плавность хода и бесшумность червячный редуктор не устанавливается по причине экономических соображений. Снижение показателя КПД прежде всего можно связать с тем, что червяк перенаправляет усилие. Потери могут составлять около 30% и более процентов.
2. Нагрев также можно назвать существенным недостатком. Устройство должно находится постоянно в смазанном состоянии, так как происходит существенный нагрев при трении подвижных элементов. Слишком высокая температура становится причиной, по которой металл теряет свои основные характеристики Примером можно назвать твердость и износостойкость поверхности.
3. Нет возможности применять для передачи большого усилия. Как показывает практика, червячный редуктор устанавливается только в случае необходимости передачи крутящего момента на более 15 кВт.
4. Между валами наблюдается люфт. Даже вначале эксплуатации есть небольшой люфт, который со временем существенно увеличивается. Именно поэтому устройство не может прослужить в течение длительного периода.
5. Наблюдается сильный износ зубьев. При этом восстановить детали не получается, проводится их полная замена, за счет чего повышаются расходы.

Читайте также: Расчет момента инерции редуктора

Выбор наиболее подходящего редуктора проводится с учетом достоинств и недостатков рассматриваемого механизма.

Профессионалы не рекомендуют проводить установку червячного редуктора в случае, когда нужно передавать усилие более 200 кВт.

При показателе от 60 до 200 кВт конструкция должна обеспечивать принудительную подачу масла, которое требуется для охлаждения и смазывания.

Видео:Принцип планетарного поворота Американского трактора Челенджер 865Скачать

Применение устройства

Червячный редуктор малогабаритный встречается в самых различных сферах. Примером можно назвать подъемники, конвейеры, насосы, мешалки, приводы ворот и многое другое. Кроме этого, установка механизма проводится в том случае, когда требуется механизм с невысокой стоимостью. Среди особенностей выбора отметим следующее:

1. Если передаточное число должно быть больше 25, а также не требуется свойство самоторможения, то рекомендуется отдавать предпочтение цилиндро-червяные механизмы. Это связано с более высоким показателем КПД в сравнении с другим вариантами исполнения, за счет чего увеличивается ресурс работы и снижаются затраты на электроэнергию.
2. Запрещается проводить установку устройства в случае возникновения на момент эксплуатации ударной нагрузки. Это связано с тем, что длительная эксплуатация при ударных нагрузках может привести к сильному нагреву устройства и это существенно снизит рабочий ресурс. Известны случаи, когда при передаче усилия 4 кВт масло в корпусе практически закипало.
3. Устройство должно устанавливаться исключительно в горизонтальном положении. В противном случае есть вероятность того, что на момент эксплуатации масло будет вытекать через отверстия. Есть варианты исполнения, которые предназначены для вертикальной установки, все зависит от определенных условий эксплуатации.
4. Запрещается применять устройство при создании системы позиционирования. Как ранее было отмечено, устройство имеет люфт, который негативно отражается на точности.
5. При установке механизма уделяется внимание тому, что оно обладает свойством самоторможения. Именно поэтому редуктор не устанавливается в случае, если приходится управлять устройство вручную при определенных условиях эксплуатации.

Специалисты рекомендуют перед тем как запустить новое устройство провести его обкатку в холодном режиме. При этом нужно добавить должное количество масла, после чего устройство работает в течение 15-20 часов.

Изготовить рассматриваемое изделие своим руками практически невозможно.

Это можно связать со следующими моментами:

1. Расчет должен проводить исключительно профессиональный инженер, обладающий соответствующим опытом.
2. После создания проекта, что предусматривает выполнение определенных расчетов и отображение чертежа, проводится непосредственное производство основных элементов. Все применяемые материалы должны быть надлежащего качества, так как в противном случае конструкция не сможет прослужить в течение длительного периода.
3. Получив все необходимое проводится непосредственная сборка. Подобная работа также должна выполняться специалистом, так как все элементы должны идеально подходить друг к другу.

В целом, можно сказать, что сегодня устанавливаются исключительно покупные варианты исполнения, так как самодельные не могут прослужить в течение длительного периода и не обладают требуемыми эксплуатационными свойствами.

В заключение отметим, что червячный редуктор может быть отремонтирован своими руками, для работы не нужно обладать особыми навыками. Часть общего картера, в котором находятся основные элементы, зачастую можно снять. Перед непосредственным ремонтом проводится выливание масла в специальную емкость, после чего оно заменяется. Рабочая пара всегда подвергается полной замене, так как износ одного становится причиной повышенного износа другого. При незначительном зазоре проводится использование специальных вкладышей, за счет которых проводится смещение цилиндрического колеса и червяка.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chervyachnyy-reduktor-mehanizma-povorota

  📹 Видео

  Червячный редуктор - Анимация сборки и работыСкачать

  

  НАГЛЯДНО. Как работает червячный механизм рулевого управления.Скачать

  

  Редуктора Муравья и привода на шасси ОтМорозкаСкачать

  

  Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать

  

  Как устроены рулевое управление и усилитель руля?Скачать

  

  Bentley Ultratank. Супернавороченный механизм поворота.Скачать

  

  Фрикционный механизм поворота для гусеничного вездехода. Готовый механизм. // Вездеход ТРАВНИКСкачать

  

  Червячные редукторы 2Ч 63, 40, 80, 100, 160Скачать

  

  ✅Умные 👌узлы для самоделок .mechanical componentsСкачать

  

  Ременная передача. Урок №3Скачать

  

  Шестерня червячная (венец бронзовый) редукторов поворота платформы автовышек АГП, ВС | Кран-МастерСкачать

  

  планетарный механизм поворота в работе.Скачать

  

  Понижающий редуктор 20 об/мин без токарки.Скачать

  

  Фрикционный механизм поворота. Применение: гусеничный вездеход.Скачать