На одну и ту же единицу промышленного оборудования можно поставить редукторы различных типов. Из всех разновидностей зубчатых передач широкого применения (волновая, коническая, цилиндрическая, планетарная), на практике чаще всего стоит выбор между червячной и цилиндрической. Эти редукторы доступные и выпускаются миллионными сериями, так как необходимы почти во всем промышленном оборудовании.
При ремонте, модернизации, или сборке новой технологической линии на предприятии на оборудование наиболее часто устанавливают червячные редукторы. Это происходит по экономическим соображениям, так как именно у червячных редукторов самая низкая стоимость в соотношении к передаточному числу и крутящему моменту. Например, для передаточного числа 50 в червячной передаче будет всего две подвижные детали. Для получения такого же значения в цилиндрическом редукторе уже надо будет использовать 4-6 деталей, что приводит к кратному повышению стоимости.
За низкую стоимость червячного редуктора надо платить низким КПД и меньшим сроком службы в сравнении с классической цилиндрической передачей. Перед покупкой следует провести простой расчет, чтобы определить: действительно ли червячный редуктор выгоден? Для расчета берут следующие значения.
- Мощность электрического привода к редуктору.
- Количество часов работы за смену (для циклических механизмов подсчитывается суммарное время включения).
- Стоимость электрической энергии по тарифам, используемым на предприятии.
- Стоимость самого редуктора и срок службы.
По этим показателям рассчитывается выгода приобретения. Накоплен значительный опыт использования различных типов редукторов в промышленности. Червячные редукторы выгодны во многих случаях.
- Малая и средняя мощность привода.
- Редко используемое оборудование.
- Циклически-работающие устройства.
- Грузоподъемные механизмы, используемые всего несколько раз за смену.
- Очень медленная скорость вращения (когда требуется замедление свыше 200 раз, замены червячному двухступенчатому редуктору нет).
- Механизмы, где критично самоторможение (например, пассажирские лифты).
Еще одним преимуществом червячного редуктора будет низкий уровень шума. Для станков, которые обслуживаются персоналом, а не автоматическими системами, это очень важно. Ради низкого уровня шума часто жертвуют другими параметрами. Сфер применения червячного редуктора достаточно много в любой отрасли промышленности. Мировая промышленность активно используют червячные редукторы различных марок. Высокие показатели качества и оптимальные характеристики сделали эти привода самыми популярными среди других типов. К отечественным редукторам можно отнести следующие модели: 2Ч-40 , 2Ч-63 , 2Ч-80 . Рассмотрим теперь доводы в пользу цилиндрической схемы.
Выбор цилиндрического редуктора
Цилиндрический редуктор имеет самый высокий КПД и срок службы из всех конструкционных схем шестеренчатых передач. На практике высокий КПД означает низкую степень износа, долгий срок эксплуатации, небольшой нагрев и более редкую замену масла. Новое приводное оборудование устанавливается и налаживается один раз, после чего требует лишь периодического осмотра, а обслуживание проводится через тысячи часов.
Поскольку цилиндрический редуктор дороже червячного его оправданно применять только там, где он сможет окупиться за счет продолжительной работы, экономии энергии и собственного технического ресурса. С увеличением мощности привода значение КПД становится критичным, так как электроэнергия сейчас дорогая, даже при получении по специальным тарифам для предприятий.
В плане экономии энергии выгодно применение цилиндрического редуктора вместе с частотным преобразователем. У цилиндрической передачи нет самоторможения, ее КПД одинаков при вращении в любую сторону (не для всех моделей). Благодаря этим качествам КПД от питания через частотный преобразователь будет намного больше, чем если передача червячная с самоторможением. Проще говоря, на червячную пару не поставишь обгонную муфту. Она всегда жестко связывает механизм со скоростью вращения червяка от двигателя.
Цилиндрический редуктор требуется обслуживать намного реже, чем червячный. Масло в них заливается обычное минеральное с низкой себестоимостью. Червячные модели из-за склонности к перегреву требуют заправки специальными, более дорогими сортами масла. Это еще одни плюс эксплуатации цилиндрической схемы.
Огромная популярность в Российской промышленности получили цилиндрические редукторы серии ЦУ и Ц2У. В грузоподъемных установках часто можно встретить редукторы марок 1Ц2У-200 и 1Ц2У-250 работающие совместно с электродвигателем и барабаном с тросом. В строительной отрасли на смесителях и бетономешалках применяются малогабаритные приводы 1Ц2У-125 и 1Ц2У-160 задача которых снижение частоты вращения и увеличении крутящего момента.
Видео:Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать
Справочная информация по выбору редуктора
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.
Читайте также: Настройка редуктора давления резака
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.
Видео:Устройство планетарного редуктора. Принцип работы и конструкция редуктора.Скачать
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.
Видео:Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать
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
Видео:7 недостатков планетарной передачиСкачать
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.
Видео:Червячные редукторы. Применения червячных редукторов и как правильно их подобратьСкачать
Как выбрать тип редуктора?
от других производителей, а также предоставляет Вам дополнительную возможность выбора между поставщиками, контроля цен и т.п.
Зачастую сталкиваешься со случаями, когда приходится возвращаться к проектам, где был задействован тот или иной редуктор, а он уже не производится или эксклюзивно продается дилером только в Варшаве. Все же на этом этапе стоит задумываться над жизнестойкостью Ваших проектов, дальнейшего удобства эксплуатации и последующей доступности комплектующих как для Вас самих, так и Ваших клиентов. При выборе типа редукторной установки Вы определяете для себя компактность, габаритные размеры, практическое расположение и использование, присоединение привода, при передаче необходимых усилий, смотрите приведенную ниже информацию:
· Дешевизна и простота производства;
· Мягкий ход, бесшумная работа;
· Компактность, наличие самоторможения (при i > 35)
· Низкий КПД редуктора, при i > 50 – начинается повышенное снижение КПД; и как следствие, увеличивается износ, возникает нагрев редуктора, увеличивается энергопотребление;
· Невысокий передаваемый крутящий момент;
· Пониженный ресурс эксплуатации, в сравнении с цилиндрическими передачами
· Исключена работа при прерывистых и кратковременных режимах.
· Огромное распространение и применение
· Уверенная работа при неравномерных и прерывистых нагрузках;
· Большая нагрузочная способность
· Небольшое передаточное число в пределах одной ступени пределы (1,0 75кВт) рекомендуется устанавливать устройство плавного пуска на включение электропривода).
· Более компактная форма вместе с цилиндрической передачей;
· Высокая эксплуатационная надежность;
· Устойчивость к бо`льшим радиальным нагрузкам;
Видео:Что такое планетарный редуктор?Скачать
Кто в масле катается
Обзор основных классов механических редукторов
Иллюстрация: Яковлев Артем / edu.ascon.ru
Недавно европеец Оскар Ван Девентер напечатал на 3D-принтере редуктор с экстремально высоким передаточным числом — 11373076. В этом механизме изобретатель соединил два планетарных редуктора. При увеличении количества зубцов шестеренок, использованных в механизме, передаточное число можно увеличить и до 1141624705. Чем такой редуктор может быть полезен, Ван Девентер не объяснил, рассказав только, что при его помощи обычной стоматологической бормашиной можно сдвинуть локомотив. Правда, с очень небольшой скоростью. Вдохновившись разработкой европейца мы решили разобраться в основных типах механических редукторов.
Редуктор представляет собой механизм, позволяющий передавать и преобразовывать крутящий момент с одного вала на другой. Если такой механизм преобразует высокую угловую скорость ведущего вала в более низкую ведомого, его называют демультипликатором, а если наоборот — мультипликатором. Впрочем, так сложилось, что термин демультипликатор используется крайне редко, а устройство, понижающее угловую скорость, называют просто редуктором. В зависимости от типа такой механизм может состоять из нескольких типов шестерен, червяков и валов.
Основными характеристиками редукторов являются передаваемая мощность, угловые скорости и количество валов, а также передаточное число. Любые редукторы уменьшают передаваемую мощность за счет потерь на механическую передачу крутящего момента — из-за трения, массивности конструкции, нагрузок на валах. Угловые скорости на ведущем валу и ведомом могут различаться в десятки, сотни и тысяч раз благодаря передаточному числу редуктора.
Передаточным числом называется соотношение количества зубьев шестеренки на ведущем валу к их числу у шестеренки на ведомом. Оно записывается целым или дробным числом и фактически обозначает, сколько именно раз должен провернуться ведущий вал, чтобы ведомый совершил один полный оборот. В случае с редуктором Ван Девентера, ведущий вал необходимо повернуть 11 миллионов 373 тысячи 76 раз. Только тогда ведомый вал совершит один полный оборот.
В целом редукторы позволяют увеличить усилие на ведомом валу, при этом потратив часть мощности на ведущем и уменьшив скорость вращения. Эту особенность используют тогда, когда необходимо работать с большими нагрузками, например, при помощи относительно маломощного мотора приводить в движение большой по массе транспорт. Например, двигатель седельного тягача КамАЗ-65225 мощностью 400 лошадиных сил может через коробку передач (многоступенчатая разновидность редуктора) сдвигать автопоезд полной массой до 75 тонн.
Сегодня редукторы используются во многих отраслях: на автомобилях, в самолетах и вертолетах, в поездах, станках, велосипедах, то есть везде, где нужно передавать вращательный момент с одного агрегата на другой. Механизмы, позволяющие передавать крутящий момент с одного вала на другой, принято делить на пять наиболее распространенных основных классов: цилиндрические, конические, червячные, планетарные и комбинированные. В последних могут сочетаться несколько типов редукторов.
Иллюстрация: Чабанный Александр / edu.ascon.ru
Цилиндрический редуктор представляет собой механизм, в котором ведущий вал и ведомый находятся в параллельных плоскостях. Передача в них осуществляется с большей шестеренки с прямыми или косыми зубцами на меньшую, по своей форме напоминающую цилиндр. Такие редукторы делятся на несколько подтипов: вертикальные (валы находятся друг над другом) и горизонтальные. Цилиндрические редукторы бывают одно-, двух-, трех- и четырехступенчатыми в зависимости от количества шестерен, установленных между ведущим и ведомым валами.
Цилиндрические редукторы имеют очень высокий коэффициент полезного действия, который может достигать 98 процентов, то есть потеря мощности при передаче вращательного момента с одного вала на другой будет относительно небольшой. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия в цилиндрических редукторах практически отсутствует эффект рассеивания передаваемой энергии, а значит рабочие элементы редуктора практически не нагреваются.
Такие механизмы используются преимущественно в различных металлорежущих станках, станках для обработки древесины, измельчителях и бетономешалках, на мельницах. Цилиндрические редукторы малочувствительны к рывковым нагрузкам, выдерживают большое количество пусков и остановок. При этом они лишены самоторможения, то есть, приложив определенное усилие на ведомый вал, можно провернуть ведущий. При этом конструкция таких редукторов достаточно шумная, а сами они обладают низким передаточным числом.
Иллюстрация: Manuel Neuer / grabcad.com
Конический редуктор используется для передачи вращательного момента с ведущего вала на ведомый в случае, если плоскости их осей пересекаются. В них используются конические шестеренки. Такие механизмы имеют меньшую надежность по сравнению с цилиндрическими, но обладают довольно высоким коэффициентом полезного действия, который может достигать 95 процентов. Благодаря конической конструкции шестерен таких редукторов, они могут иметь несколько выходных валов, оси вращения которых, например, можно расположить в виде креста.
В современных конических редукторах как правило используется колесное соединение — внутри них на концах валов установлены конические шестеренки, которые своими конусами опираются на другую шестеренку. Плоскость последней находится в одной плоскости с плоскостями осей валов. В этом случае, если колесное соединение одно, ведомый и ведущий валы будут вращаться в одном направлении. Конические редукторы нередко используются для изменения направления передачи.
Как правило диапазон передаточных чисел в конических редукторах составляет от одного до пяти, но углы наклона оси ведомого вала к ведущему могут быть самыми разнообразными. Такие механизмы, как и цилиндрические, чаще всего используются в различных станках, например, сверлильных. Как и цилиндрические, конические редукторы обратимы, то есть вращая их ведомый вал, можно провернуть ведущий. Однако, из-за особенностей своей конструкции, конические редукторы могут иногда заедать.
Иллюстрация: Исаков Сергей / edu.ascon.ru
Червячные редукторы получили название от типа используемой в них передачи. В самом простом исполнении эти механизмы состоят из червячного колеса (шестеренки с косыми зубцами) и самого червяка. Последний представляет собой цилиндр с нанесенной на него резбой, которая при вращении напоминает червяка. В таком редукторе ведущий вал приводит в движение червяка, резьба которого сдвигает косые зубья червячного колеса, заставляя его вращаться.
Редукторы с червячной передачей придумали как альтернативу механизмам с обыкновенной зубчатой передачей, например, цилиндрическим. Они обладают гораздо меньшими размерами, но имеют большее передаточное число. Например, при двухзаходном червяке (имеет две параллельных резьбы) и червячном колесе с сотней зубьев передаточное число составит 50. Это означает, что ведущий вал должен будет совершить 50 полных оборотов, чтобы ведомый вал повернулся один раз.
Червячные редукторы имеют очень высокий коэффициент самоторможения. Это означает, что приложив усилие к ведомому валу провернуть ведущий скорее всего не удастся. Кроме того, червячные редукторы имеют относительно невысокий коэффициент полезного действия (от 70 до 92 процентов) и крайне чувствительны к смазке. Их используют для передачи малой мощности в условиях, когда нет достаточного места для размещения цилиндрического или конического редукторов. Чаще всего червячные редукторы используют для привода конвейеров или ворот.
Иллюстрация: Филимонов Илья / edu.ascon.ru
Планетарный редуктор — это уже более сложное механическое устройство, получившее свое название из-за способа размещения ведущей, передаточных и ведомой шестерен. Механизм состоит из солнечной шестерни, расположенной в центре конструкции, сателлитов (меньших шестеренок) и эпицикла (коронной шестерни), расположенной на периферии. Вращение коронной шестерни осуществляется солнечной через сателлиты. Последние механически соединяются водилом, кольцом со штырями, на которые и крепятся сателлиты.
Особенностью планетарного редуктора является то, что вращение можно подводить к любому из его элементов и снимать с любого другого. При этом третий элемент необходимо остановить. Например, вращение можно подвести к одному из сателлитов, а снимать его с коронной шестерни. В этом случае солнечная шестерня должна быть неподвижной. При подведении вращения к солнечной шестерне и снятия его с коронной в редукторе неподвижным остается водило. В некоторых редукторах водила нет.
Благодаря изменению схемы подвода и снятия вращения можно не меняя сам редуктор изменять его передаточные числа в очень широком диапазоне. Именно по этой причине, планетарные редукторы, пожалуй, могут иметь наибольшие передаточные числа среди таких механизмов других классов. Коэффициент самоторможения у планетарных редукторов зависит от их передаточного числа, но при вращении ведомого вала все же можно добиться и вращения ведущего.
Планетарные редукторы коробки переключения передач во втулке заднего колеса велосипеда.
- 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
📺 Видео
Дифференциал заднего моста .Скачать
Как работает планетарный редуктор? Принцип работы планетарного редуктораСкачать
Планетарный редуктор устройствоСкачать
редуктор цилиндрический ц2уСкачать
Что такое планетарный редуктор Школьные вопросы #shortsСкачать
Испытания нового планетарного редуктораСкачать
Бортовой редуктор моста. Как устроен и как работает колесный планетарный редукторСкачать
Загадочная планетарная передача [Ликбез для всех]Скачать
🌑 Прецессионный редуктор Невероятная механика на 3D принтере #3dprinting #Shorts Игорь БелецкийСкачать
планетарный редуктор в работе.Скачать
Обзор червячного редуктора NMRV063 с алиэкспресс 100:1Скачать
Видео-обзор "Как выбрать мотор редуктор"Скачать
Мотор-редуктор планетарный 3МП в разборе. Короткий обзорСкачать
Испытания планетарного редуктораСкачать
![Загадочная планетарная передача [Ликбез для всех]](https://i.ytimg.com/vi/nNd1Hgi6rZs/0.jpg)
