У какого редуктора самый высокий кпд

В данной статье содержится подробная информация о выборе и расчете мотор-редуктора. Надеемся, предлагаемые сведения будут вам полезны.

При выборе конкретной модели мотор-редуктора учитываются следующие технические характеристики:

• тип редуктора;
• мощность;
• обороты на выходе;
• передаточное число редуктора;
• конструкция входного и выходного валов;
• тип монтажа;
• дополнительные функции.

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

Тип редуктора

Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:

• Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).
• Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.
• Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.
• Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.
• В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.

Важно! Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений.

• Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
• Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.

Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи

Видео:Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать

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.

Читайте также: Болты рулевого редуктора классика

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.

Читайте также: Форд скорпио редуктор задний мост

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.

Видео:Видео-обзор "Как выбрать мотор редуктор"Скачать

Выбор редуктора: червячный или цилиндрический

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.

Читайте также: Ремонт редукторов bmw x5 e70

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.

• 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

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/u-kakogo-reduktora-samyy-vysokiy-kpd

  🎦 Видео

  Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать

  

  Червячные редукторы NMRW – идеальное соотношение цены и качестваСкачать

  

  Самый большой редуктор! Принцип редуктора гугол.Скачать

  

  ПЛОСКОЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕДУКТОРЫ ESQ FA: высокая надежность и широкий спектр примененияСкачать

  

  Детали машин. КПД редуктора. lcontent.ruСкачать

  

  Преимущества мембранного редуктора давления по сравнению с поршневымСкачать

  

  🌀КАК ВЫБРАТЬ РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ для системы водоснабжения?Скачать

  

  Прецессирующий редуктор - пространственный план скоростей, КПД (прецессионный редуктор)Скачать

  

  Определение КПД цилиндрического редуктораСкачать

  

  Угловые конические редукторы КОНИЧЕСКИЙ Т-ОБРАЗНЫЙ РЕДУКТОР 1:1 - 5:1 передаточные отношенияСкачать

  

  Цилиндрический редуктор 57GB5KСкачать

  

  Новый редуктор Shark Adapt 250л.с.Скачать

  

  Meyertec RV - обзор аксессуаров червячного редуктораСкачать

  

  Цилиндрические редукторыСкачать

  

  видео подбор мотор- редуктораСкачать

  

  Мотоблок с валом отбора мощности (ВОМ) или с ремнем? Какой выбрать? Все плюсы и минусы!Скачать

  

  Мотор-редуктор МПО1М-10Скачать