Быстрая навигация по разделам статьи
Классификация редукторов
Количество ступеней и расположение валов
Классификация редукторов по расположению осей валов
Типы используемых передач
Червячный глобоидный редуктор
Цилиндрические редукторы
Допустимые нагрузки для цилиндрических редукторов 1ЦУ (одноступенчатых горизонтальных)
Конические редукторы
Коническо-цилиндрические редукторы
Насадные редукторы
Планетарные редукторы
Технические параметры планетарных редукторов Пз (зубчатые одноступенчатые)
Способы крепления редукторов
Классификация редукторов по способу крепления
Смазка редукторов
Зацепления
Корпуса редукторов
Редуктор – это механическое устройство, которое используется для снижения скорости вращения и увеличения крутящего момента. Он состоит из нескольких основных элементов, таких как корпус, валы, шестерни и подшипники.
1. Классификация редукторов
Редукторы общемашиностроительного назначения играют ключевую роль в процессе трансмиссии в различных областях промышленности. Их применение охватывает широкий спектр задач — от передачи вращения до изменения крутящего момента. Этот тип редукторов широко применяется в различных областях промышленности.
Специальные редукторы — это специализированные устройства, используемые для снижения скорости вращения и увеличения крутящего момента в различных промышленных и технических системах. Они разрабатываются и производятся для конкретных задач и условий эксплуатации, таких как особые нагрузки, агрессивные среды, повышенная влажность или высокие температуры.
Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:
- Тип передачи: зубчатые, цилиндрические, конические, винтовые и т. д.
- Назначение: промышленные, автомобильные, мобильные и другие.
- Передаточное число: низкое, среднее, высокое.
- Мощность и крутящий момент.
- Способ крепления и монтажа.
- Производитель и модель.
1.1 Количество ступеней и расположение валов
Количество ступеней редуктора важно для определения его производительности. Чем больше ступеней, тем сильнее происходит снижение скорости вращения и повышение крутящего момента. Это позволяет эффективнее использовать мощность двигателя и улучшает общую эффективность работы механизма. При выборе редуктора необходимо учитывать не только количество ступеней, но и перечень других технических характеристик, чтобы обеспечить оптимальную работу оборудования.
Расположение валов редуктора может быть разнообразным и зависит от конструкции и функционального назначения редуктора. Основные типы расположений валов включают горизонтальное, вертикальное и угловое. Горизонтальное расположение валов редуктора наиболее распространено и обычно используется в случаях, когда мощность передается от горизонтально расположенного двигателя. Вертикальное расположение валов редуктора применяется, например, в ветряных турбинах или вертикальных насосах. Угловое расположение валов позволяет передавать крутящий момент между двумя валами, находящимися под углом друг к другу. Каждое из этих расположений имеет свои преимущества и особенности применения в различных областях промышленности и машиностроения.
Таблица 1. Классификация редукторов по расположению осей валов
| Редуктор | Расположение осей входного и выходного валов в пространстве |
| 1. С параллельными осями входного и выходного валов | 1. Горизонтальное: оси расположены в горизонтальной плоскости; оси расположены в вертикальной плоскости (с входным валом над или под выходным валом); оси расположены в наклонной плоскости 2. Вертикальное |
| 2. С совпадающими осями входного и выходного валов (соосный) | 1. Горизонтальное 2. Вертикальное |
| 3. С пересекающимися осями входного и выходного валов | 1. Горизонтальное 2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала 3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала |
| 4. Со скрещивающимися осями входного и выходного валов | 1. Горизонтальное (с входным валом над или под выходным валом) 2. Горизонтальная ось входного вала и вертикальная ось выходного вала 3. Вертикальная ось входного вала и горизонтальная ось выходного вала |
1.2 Типы используемых передач
1.2.1 Червячные редукторы
Червячные редукторы представляют собой механизмы, которые выполняют несколько важных функций в различных областях применения. Они отличаются особым принципом работы, благодаря которому обеспечивают надежную передачу вращательного движения и обладают высокой эффективностью. Основные функции червячных редукторов включают в себя:
- Передача вращения: Червячные редукторы эффективно передают вращательное движение от одного вала к другому под углом 90 градусов. Это делает их идеальным выбором для приложений, где необходимо изменить направление вращения.
- Повышение крутящего момента: Благодаря принципу работы червячных редукторов, они способны значительно увеличить крутящий момент, что делает их ценным решением для применений, где требуется мощное вращающее усилие.
- Снижение скорости вращения: Одной из основных функций червячных редукторов является снижение скорости вращения, что позволяет им применяться в различных механизмах, где необходимо согласование скорости работы различных частей системы.
- Повышение эффективности: Червячные редукторы обладают высокой эффективностью передачи движения и минимальными потерями мощности, что делает их незаменимыми в различных отраслях промышленности и производства.
Функция самоторможения червячного редуктора представляет собой способность редуктора останавливать движение нагрузки без использования дополнительных тормозных устройств. Это достигается за счёт особенностей конструкции и работы червячного механизма. Функция самоторможения позволяет обеспечивать плавное и контролируемое замедление или полную остановку нагрузки.
Продолжительность работы червячных редукторов зависит от нескольких факторов, таких как качество изготовления, условия эксплуатации, нагрузка и обслуживание. В хороших условиях и при правильном обслуживании червячные редукторы могут работать в среднем, 10 тысяч часов без замены.
1.2.2 Червячный глобоидный редуктор
Червячный глобоидный редуктор состоит из двух основных элементов: червячного винта и глобоидной передачи. Червячный винт представляет собой винтовой элемент, который вращается в контакте с глобоидной передачей. Глобоидная передача, в свою очередь, имеет форму шаровидной поверхности и обеспечивает передачу вращения от червячного винта к выходному валу.
В процессе работы червячный винт вращается, передавая вращение на глобоидную передачу. Глобоидная передача в свою очередь преобразует вращение в усилие и передает его на выходной вал редуктора. Благодаря такой конструкции червячный глобоидный редуктор обеспечивает высокий крутящий момент и плавную передачу вращения.
Таблица 2. Допустимые нагрузки для червячных глобоидных редукторов
| Влияние первичного двигателя | Ожидаемое время работы | Коэффициент времени KH | ||
| Воздействие нагрузки | ||||
| Равномерная нагрузка | Среднее воздействие | Сильное воздействие | ||
| Двигатель с равномерной нагрузкой турбина, гидравлический двигатель | 1500 | 0,8 | 0,9 | 1 |
| 5000 | 0,9 | 1 | 1,25 | |
| 27000 | 1 | 1,25 | 1,5 | |
| 60000 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | |
| Шаговый двигатель с легкой ударной нагрузкой | 1500 | 0,9 | 1 | 1,25 |
| 5000 | 1 | 1,25 | 1,5 | |
| 27000 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | |
| 60000 | 1,5 | 1,75 | 2 | |
| Асинхронный электродвигатель | 1500 | 1 | 1,25 | 1,5 |
| 5000 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | |
| 27000 | 1,5 | 1,75 | 2 | |
| 60000 | 1,75 | 2 | 2,25 | |
1.2.3 Цилиндрические редукторы
Цилиндрические редукторы обычно состоят из корпуса, в котором размещены зубчатые колеса и подшипники. Они могут быть различных конструкций, включая цилиндрические зубчатые, конические, винтовые и другие типы. В зависимости от конструкции и материалов, использованных в производстве, цилиндрические редукторы могут обеспечивать высокую эффективность, надежность и длительный срок службы.
Цилиндрические редукторы могут иметь различное количество ступеней, включая одно-, двух-, трех- и более ступенчатые варианты. Количество ступеней определяется требуемым передаточным числом и характеристиками конкретной техники, на которую редуктор будет установлен. Обычно более высокие передаточные отношения требуют большего количества ступеней. Одноступенчатые цилиндрические редукторы имеют передаточные числа в диапазоне 1,6-6,3.
Схемы исполнения цилиндрических пар:
Схемы исполнения цилиндрических пар у редуктора представляют собой способы конструктивного оформления и расположения зубчатых колес и валов внутри редуктора. Они определяют взаимодействие деталей и передачу момента с одного вала на другой.
- соосная
- развернутая
- раздвоенная
- развернутая узкая
Развернутая узкая схема исполнения цилиндрических пар у редуктора обычно означает, что цилиндрические пары (зубчатые колеса) редуктора расположены в узком пространстве и могут быть организованы вдоль оси редуктора более плотно, что позволяет уменьшить габариты и улучшить компактность конструкции. Это может быть особенно важно при проектировании механизмов или машин с ограниченным пространством.
Соосная схема исполнения цилиндрических пар у редуктора представляет собой конструкцию, при которой оси валов параллельны друг другу. В такой конфигурации цилиндрические зубчатые колеса редуктора располагаются таким образом, что их оси находятся на одной линии, что позволяет им вращаться вокруг параллельных осей. Эта конструкция обеспечивает эффективное и плавное передачу вращения и момента силы между валами редуктора.
Развернутая схема исполнения цилиндрических пар у редуктора представляет собой конфигурацию, в которой цилиндрические зубья размещены таким образом, чтобы обеспечить оптимальную передачу вращающего момента между валами. Эта схема исполнения обычно применяется для передач с низкой или средней передаточной числом, где требуется плавное и равномерное передача мощности.
Раздвоенная схема исполнения цилиндрических пар у редуктора представляет собой конструкцию, в которой пара цилиндрических зубчатых колес разделена на две части, что позволяет располагать их на разных валах или даже в разных узлах машины. Это позволяет уменьшить момент сопротивления, обеспечить лучшую структурную жёсткость и уменьшить динамические нагрузки на редуктор. Эта конструкция часто используется в технике с высокими требованиями к надёжности и эффективности передачи мощности.
Обычно производители редукторов предоставляют информацию о среднем ресурсе работы и рекомендациях по обслуживанию в технической документации к продукту. При соблюдении всех условий рабочий ресурс достигает 25 тысяч часов и более.
Допустимые нагрузки для цилиндрических редукторов 1ЦУ (одноступенчатых горизонтальных)
Модель редуктора | Номинальный крутящий момент на выходном валу Твых, Нм | Радиальная нагрузка на валы, Н | |
на входном валу Fвх | на выходном валу Fвых | ||
1ЦУ-100 | 250 | 500 | 2000 |
1ЦУ-160 | 1000 | 1000 | 4000 |
1ЦУ-200 | 2000 | 2000 | 5600 |
1ЦУ-250 | 4000 | 3000 | 8000 |
Таблица 4. Технические параметры цилиндрических редукторов Ц2С (двухступенчатых соосных)
Типоразмер редуктора | Номинальные передаточные числа | Крутящий момент на выходном валу, Нм | Максимальная радиальная нагрузка на валах, Н | КПД | |
входном | выходном | ||||
Ц2С-63 | 8; 10; 12,5 | 125 | 500 | 2800 | 0,98 |
Ц2С-80 | 16; 20; 25 | 250 | 800 | 4000 | |
Ц2С-100 | 31,5; 40 | 500 | 1000 | 5600 | |
Ц2С-125 | 50 | 1000 | 1000 | 8000 | |
1.2.4 Конические редукторы
Конические редукторы — это вид механических устройств, используемых для уменьшения скорости вращения и увеличения крутящего момента двигателя. Они состоят из конических шестерен, расположенных под углом друг к другу. Конические редукторы имеют такие основные элементы, как корпус, конические шестерни, подшипники, уплотнения и смазочные системы. Передаточное отношение конического редуктора варьируется в пределах 1-5.
1.2.5 Коническо-цилиндрические редукторы
Коническо-цилиндрические редукторы – это вид механизмов, применяемых для передачи механической энергии от одного узла машины к другому. Эти редукторы имеют особую конструкцию, объединяющую в себе преимущества как конических, так и цилиндрических зубчатых передач. Коническая передача обеспечивает эффективную передачу момента при высоких нагрузках, а цилиндрическая форма зубьев снижает уровень шума и обеспечивает более плавное функционирование.
Таблица 5. Коэффициент режима эксплуатации коническо-цилиндрических редукторов (двухступенчатых и трехступенчатых)
| Способ охлаждения | Температура окружающей среды, гр | Продолжительность включения, ПВ %. | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 80 | 60 | 40 | 25 | ||
| Без постороннего охлаждения | 10 | 1,12 | 1,34 | 1,57 | 1,79 | 2,05 |
| 20 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | |
| 30 | 0,88 | 1,06 | 1,23 | 1,41 | 1,58 | |
| 40 | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,21 | 1,35 | |
| 50 | 0,63 | 0,76 | 0,88 | 1,01 | 1,13 | |
| Спираль водяного охлаждения | 10 | 1,1 | 1,32 | 1,54 | 1,76 | 1,98 |
| 20 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | |
| 30 | 0,9 | 1,08 | 1,26 | 1,44 | 1,62 | |
| 40 | 0,85 | 1,02 | 1,19 | 1,36 | 1,53 | |
| 50 | 0,8 | 0,96 | 1,12 | 1,29 | 1,44 | |
| Охлаждение обдувом | 10 | 1,15 | 1,38 | 1,61 | 1,84 | 2,07 |
| 20 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | |
| 30 | 0,9 | 1,08 | 1,26 | 1,44 | 1,82 | |
| 40 | 0,8 | 0,96 | 1,12 | 1,29 | 1,44 | |
| 50 | 0,7 | 0,84 | 0,98 | 1,12 | 1,26 | |
| Водяное охлаждение и обдув | 10 | 1,12 | 1,34 | 1,57 | 1,79 | 2,05 |
| 20 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | |
| 30 | 0,92 | 1,1 | 1,29 | 1,47 | 1,66 | |
| 40 | 0,83 | 1,0 | 1,16 | 1,33 | 1,5 | |
| 50 | 0,78 | 0,94 | 1,09 | 1,25 | 1,4 | |
1.2.6 Насадные редукторы
Насадные редукторы могут быть различных типов в зависимости от сочетания различных параметров. Некоторые из типов включают в себя цилиндрические зубчатые, цилиндрические и конические насадные редукторы. Каждый из них имеет свои особенности и применение в зависимости от требований конкретного применения.
1.2.7 Планетарные редукторы
Планетарные редукторы – это механические устройства, применяемые для передачи и изменения крутящего момента в различных машинах и механизмах. Они состоят из нескольких зубчатых колес, которые вращаются вокруг общего центра, что позволяет им снижать скорость вращения и увеличивать крутящий момент.
Планетарные редукторы состоят из нескольких основных компонентов:
- Солнечная шестерня: это центральная зубчатая передача, которая соединена с входным валом и вращается вокруг собственной оси.
- Планетарные шестерни: это шестерни, которые вращаются вокруг солнечной шестерни. Они соединены с неподвижным каркасом и взаимодействуют с солнечной шестерней.
- Кольцевая шестерня: это внешний кольцевой элемент, внутренняя поверхность которого содержит зубчатую часть. Планетарные шестерни также взаимодействуют с кольцевой шестерней.
- Водило планетарного редуктора представляет собой центральную шестерню, которая соединяется с ведущим валом и передает вращающееся движение на планетарные шестерни.
- Сателлиты планетарного редуктора — это маленькие шестерни, которые вращаются вокруг водила. Они соединены с водилом через планетарные шестерни и могут быть жестко связаны с корпусом редуктора или вращаться вокруг своей оси. В зависимости от конструкции, сателлиты могут выполнять различные функции, такие как изменение вращения и передача крутящего момента от водила к выходному валу планетарного редуктора.
Изменение сочетания входного вала, солнечной шестерни, планетарных шестерен и кольцевой шестерни позволяет создавать различные передаточные отношения, что делает планетарные редукторы универсальным и эффективным решением для передачи крутящего момента в различных механизмах.
Таблица 6. Технические параметры планетарных редукторов Пз (зубчатые одноступенчатые)
Коэффициент эксплуатации | ||||||
Тип нагрузки | Количество пусков в час | Количество пусков/час | ||||
≤ 5000 | 10000 | 15000 | 20000 | 50000 | ||
Время работы в сутки | ||||||
h < 4 | 4 < h < 8 | 8 < h < 12 | 12 < h < 16 | 16 < h < 24 | ||
Равномерная нагрузка | Z < 10 | 0.9 | 1.0 | 1.15 | 1.3 | 1.6 |
10 < Z < 30 | 0.95 | 1.15 | 1.30 | 1.5 | 1.8 | |
30 < Z < 100 | 1.0 | 1.25 | 1.45 | 1.6 | 2.0 | |
Умеренная ударная нагрузка | Z < 10 | 1.0 | 1.25 | 1.45 | 1.6 | 2.0 |
10 < Z < 30 | 1.1 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.2 | |
30 < Z < 100 | 1.2 | 1.5 | 1.7 | 2.0 | 2.4 | |
Тяжелая ударная нагрузка | Z < 10 | 1.2 | 1.5 | 1.7 | 2.0 | 2.4 |
10 < Z < 30 | 1.3 | 1.6 | 1.8 | 2.1 | 2.6 | |
30 < Z < 100 | 1.4 | 1.75 | 2.0 | 2.3 | 2.8 | |
1.3 Способы крепления редукторов
Крепление редукторов может происходить различными способами, в зависимости от их конструкции и назначения. Некоторые из основных способов крепления редукторов включают в себя:
- Фланцевое крепление: Редуктор может иметь специальные фланцы, позволяющие его жестко закреплять на другом оборудовании, таком как двигатель или механизм.
- Болтовое крепление: Редуктор может быть установлен с помощью болтов и специальных крепежных элементов, обеспечивающих надежное соединение с основным оборудованием.
- Крепление с использованием подшипников: В некоторых конструкциях редукторов применяются специальные подшипники, обеспечивающие удобное крепление и позволяющие редуктору вращаться вокруг своей оси.
- Монтаж на специальной основе: Для некоторых приложений редукторы могут быть установлены на специальных основаниях или кронштейнах, обеспечивающих необходимую жесткость и надежность крепления.
Таблица 7. Классификация редукторов по способу крепления
| Тип крепления | Как изображается на схемах? |
| Фланцевое соединение со стороны входного вала |  |
| Крепление на уровне плоскости у основания |  |
| Над основанием |  |
| Фланцевое соединение со стороны выходного вала |  |
| Фланцевое соединение с двух сторон: с входного и выходного валов |  |
| Насадной тип крепления |  |
2. Смазка редукторов
Каждый редуктор нуждается в надежной смазке для эффективной работы. Специальная смазка для редукторов обеспечивает надежную защиту от износа и увеличивает срок службы оборудования. Основной метод смазки редукторов включает в себя нанесение смазочного материала на зубчатые колеса, подшипники, уплотнения и другие движущиеся детали. Это может осуществляться с помощью специальных смазочных насосов или смазочных систем.
3. Зацепления
Зацепления редукторов – один из ключевых моментов в механической передаче. Этот процесс позволяет эффективно передавать механическую энергию от одного вала к другому, обеспечивая плавное и надежное функционирование оборудования. Зацепления редукторов, выполненные с высокой точностью и соблюдением всех технических требований, способствуют снижению износа деталей и продлевают срок службы механизмов.
Зацепления редукторов бывают различных типов в зависимости от конструкции и назначения. Некоторые из наиболее распространенных типов зацеплений включают в себя:
- Шестерни и зубчатые колеса: Это классический способ зацепления редукторов, где передача энергии осуществляется через зубчатые профили на поверхностях шестерен и зубчатых колес.
- Шкивы и ремни: В некоторых случаях редукторы могут быть связаны через шкивы и ремни, где механическая энергия передается посредством растянутого ремня между шкивами.
- Гибкие муфты: Этот тип зацеплений используется для компенсации небольших отклонений и вибраций между валами редукторов.
- Ременные передачи: Установленные параллельно, они могут передавать механическую энергию с одного вала на другой с помощью ремней.
Корпуса редукторов
Корпуса редукторов играют важную роль в работе различных промышленных механизмов. Изготовленные из прочных и долговечных материалов, они обеспечивают защиту внутренних компонентов и обеспечивают эффективную передачу крутящего момента.
Разъемные корпуса редукторов — это особого рода конструкции корпусов, используемые для обеспечения удобства доступа к внутренним компонентам редукторов. Они позволяют быстро разбирать и собирать редукторы для обслуживания, замены деталей или проведения технических работ. Такие корпуса обычно оснащены специальными замками или фиксаторами, обеспечивающими надежное соединение после сборки.
Неразъемные корпуса редукторов – это компоненты, используемые для защиты и обеспечения надежной работы червячных редукторов.
Для производства корпусов редукторов часто применяются различные материалы, в зависимости от конкретных требований к прочности, износостойкости и другим характеристикам. Наиболее распространенными материалами для корпусов редукторов являются чугун, сталь и алюминий.
Чугунные корпуса СЧ 10-15 обладают высокой прочностью и устойчивостью к износу, что делает их подходящими для тяжелых промышленных условий. Стальные корпуса также обеспечивают высокую прочность и износостойкость, при этом они могут быть более легкими и компактными. Алюминиевые корпуса обычно имеют небольшой вес и хорошую теплопроводность, что делает их подходящими для приложений, где важна низкая масса и отвод тепла.