Где применяются редукторы

Редуктор и все, что нужно о нем знать — описание,виды,фото,видео

Каждый автовладелец знает, для чего нужен такой механизм, как редуктор и насколько он важен для машины. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое редуктор, какие бывают редукторы и для чего они нужны. Также мы расскажем о составляющих редуктора.

История

Процесс промышленной революции был ознаменован переходом деревянных деталей к металлическим. Движители на ветряной и водяной тяге уже создавали такие усилия, которые деревянным деталям было выдержать сложно. Основным фактором промышленной революции явилось создание более совершенных механизмов, поиск новых энергетических ресурсов. Появление паровой машины потребовало наличие очень больших мощностей. Следовательно появилась нужда в конструировании металлических редукторов. К середине девятнадцатого века ручные ткацкие станки уже стали отходить далеко на задний план и заменяться механическими с втрое большей производительностью.

Энергия стала дешеветь, что привело к повышению быстродействия станков и укрепило их экономическое преимущество. Паровой двигатель обладал достаточной мощью, чтобы запускать несколько текстильных станков. Станки размещали вокруг парового двигателя для повышения КПД. Паровой двигатель развязал руки производственным возможностям, что позволило строить предприятия как у воды, так и в тех местах, где были уголь, транспорт, рабочие руки и рынки сбыта. Новое время селекционировало оптимальные конструкции зубчатых передач.

Большую популярность обрели именно те, которые выдавали наиболее высокий экономический эффект. Середина 19 века ознаменовалась появлением первых серийных редукторов. Ну а появление через несколько лет двигателей внутреннего сгорания и электрического привода, ознаменовало создание редукторов с заданными параметрами. Зубчатые механизмы передавали вращательные движения от двигателей с высокими оборотами и преобразовывали их параметры. Даже первейшие образцы электродвигателей и внутреннего сгорания были наделены слишком большой скоростью и моментом, что, априори, не подходило к использованию в промышленности. Сегодня, конечно же сложно найти любое транспортное средство или технологическое оборудование, которое лишено зубчатого механизма. Редукторы применяются практически во всех автомобилях и технологическом оборудовании. Как Вы уже поняли, зубчатые передачи прошли много лет развития.

Устройство редуктора

Механический редуктор представляет собой механизм, который преобразует крутящий момент и передает его с помощью одной или более механической передачи. Редуктор характеризуется коэффициентом полезного действия, передаточным отношением и передаваемой мощностью, а также максимальными углами валов, которые вращаются с заданной скоростью. Редукторы могут состоять из разного количество ведущих и ведомых валов, а также из разных типов передач. Далее мы рассмотрим, какие бывают типы редукторов исходя из типов их передач.

Типы редукторов

В зависимости от того, какой передачей обладает редуктор, он будет принадлежать к тому или иному типу. Различают цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые, комбинированные редукторы. Данная классификация является основной, однако, в механике также принято различать и дополнительную классификацию по корпусу изделия. Кроме того, часто редукторы различают по передаточному числу и распределяемой мощности.

Виды редукторов

По виду передач:

1. цилиндрические (валы параллельные);
2. конические (валы пересекаются);
3. червячные (валы перекрещиваются);
4. комбинированные (коническо-цилиндрические), валы пересекаются и параллельны.

По числу ступеней:

1. одноступенчатые (два вала);
2. двухступенчатые (три вала);
3. 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.

Неисправности редуктора

Чаще всего поломки редуктора, как составного элемента автомобильной трансмиссии зачастую связаны полной выработкой ресурса деталей, которые требуют последующей замены. Основными причинами способствующими последующим неисправностям редуктора заднего моста являются: — изношенные сальники хвостовика; — изношенные подшипники хвостовика и дифференциала; — вышедшие из строя элементы дифференциала; — изношенные или сломанные детали главной пары. Признаки сломанного редуктора заднего моста не заметить попросту невозможно. Это и течь масла из самого редуктора, и характерный завывающий звук, который исходит из этого узла при движении. Всё это сразу же выдаёт причину поломки. И если протечку трансмиссионного масла устранить достаточно просто, поставив новый сальник хвостовика, то шум, который издаёт поломанная трансмиссия, убрать не так то и просто.

В первую очередь следует проверить не исчезает ли шум при движении машины накатом. Если он пропадает, то причина шума, естественно в главной паре редуктора. Если же шум и гул никуда не пропали, тогда, скорее всего, причина это заключается в сломанных подшипниках хвостовика или дифференциала. Почему так просто получается диагностировать такие серьёзные неисправности? Отвечаем. Во время движения автомобиля накатом, элементы главной пары не соприкасаются с усилием, следовательно они не в состоянии каким бы то ни было образом повлиять на появление странного шума в автомобиле.

Отметим то, что зачастую главная пара подвержена повышенному износу по причине низкого уровня масла. Когда детали редуктора недостаточно смазаны, это естественно подвергает их очень большим фрикционным и тепловым перегрузкам. А уровень масла, в свою очередь, резко снижается из-за неисправностей в сальнике, который становится непригодным для эксплуатации при плохо затянутой гайке хвостовика. Следующей причиной, приводящей к замене редуктора заднего моста, является повышенная нагрузка трансмиссии, которая возникает при длительном использовании машины с сильным перегрузом. Также не исключайте дефект деталей с конвейера, которые установлены на задний редуктор, стоимость которого непомерно завышена.

Регулировка редуктора заднего моста

Производить регулировку заднего моста необходимо лишь в тех случаях, когда он действительно начал Вас беспокоить странным гулом, который уже слышно на скоростях от 30 км/ч. Основной причиной появления характерного шума в редукторе заднего моста является постоянное подвергание автомобиля большим перегрузкам или слишком частая езда с прицепом или простые механические повреждения. Поэтому не медлите с визуальной диагностикой механизма. Сальники и фланцы, подшипники, сателлиты (звездообразный элемент в дифференциале) и их оси – всё это нужно будет снять и осмотреть, а в случае износа – незамедлительно поменять. Как должны выглядеть все эти детали в нормальном рабочем состоянии, Вы узнаете из мануала к Вашему транспортному средству. Замена редуктора в отечественном автомобиле будет не дорогостоящей.

А если же у Вас иномарка, тогда лучше изучите все прейскуранты и наведите справки в магазинах автомобильных запчастей. Теперь, когда все детали исправны (это было выявлено при визуальной диагностике), то можно собирать редуктор. Первым делом идёт ведущая шестерня, далее регулировочная шайба, фланец и распорная втулка с подшипниками. Далее затягиваем гайку с необходимым усилием. Для этого берём специальный ключ с встроенным динамометром, в отсутствие такового придётся постоянно пользоваться мерным рычагом. Каждый миллиметр хода рычага нужно будет сопровождать измерением давления безменом. А это очень хлопотно и долго, причём требует определённой точности и осторожности. Гайка должна затягиваться на 1 Ньютон, в это время фланец не должен двигаться.

Его нужно закрепить специальным ключом с распорками, которые по размеру точно подходят под пазы фланца. Затем монтируем ведомую шестерню на её место в корпус дифференциала и затягиваем болты. Теперь приступаем к непосредственной регулировке люфта. После установки всех деталей на своё место, затягиваем все гайки по минимуму и поворачиваем ведомую шестерню. Далее проверяем её на наличие небольшого люфта, покачивая шестерню из стороны в сторону. Запомните, люфт должен быть, но не значительный! Это, можно сказать, запасное место для нагрева редуктора. Чтобы ничего не лопнуло при движении. На заключительном этапе проверяем расстояние между болтами, удерживающими гайки, которые мы недавно закрутили. Гайки необходимо затянуть на одинаковое расстояние, для этого следует воспользоваться штангенциркулем. После снова проверяем шестерню на наличие люфта. Важно, чтобы он таким и оставался дальше. Всё, регулировка редуктора окончена.

Что делает редуктор

Само по себе слово редуктор в буквальном смысле означает понижение. Соответственно, редакторы были придуманы для того, чтобы понижать частоту вращения. При этом редуктор повышает мощность крутящего момента. Как уже было сказано нами в начале статьи, редукторы используют в автомобилях. Там они нужны для того, чтобы осуществлять понижение передачи и возврат. Этот принцип хорошо можно увидеть на примере работы передач велосипеда, где роль редуктора выполняют так называемые звездочки. Отметим, что сегодня редукторы используются не только в машинах, но и во многих двигателях, а также для снижения и поддержания давления рабочей среды, в том числе газа, пара и жидкости.

Чем отличается редуктор от дифференциала

Этот вопрос часто задают начинающие автомобилисты. Редуктор, как мы сказали выше, это узел, который повышает или понижает крутящий момент, приходящий на него от коленвала двигателя. А дифференциал – узел, который делит приходящий от редуктора крутящий момент между осями (межосевой дифференциал) или полуосями (межколесный дифференциал) в определенной пропорции, а также отвечает за подачу большего или меньшего крутящего момента на внешнее колесо при повороте автомобиля.

Как разобрать редуктор

Корпус редуктора имеет некоторые особенности, в результате чего такое устройство разбирается по определенной схеме. Этот процесс необходим, если по какой-то причине устройство редуктора перестал нормально функционировать. Некоторые поступают неправильно: когда редуктор ломается, его просто выбрасывают. Однако при правильном подходе к этому делу оборудование может быть отремонтировано, после чего техника будет функционировать так же, как и раньше.

Кроме того, как уже указывалось ранее, купить запчасти для автомобиля или мотороллера сложно, поэтому не стоит зря ими разбрасываться.

Область применения редукторов и мотор-редукторов

В настоящее время редукторы применяются во всех областях промышленности. Для строительной и землеройной техники предлагаются стандартные и специальные редукторы. Разработанный модельный ряд отличается тем, что редукторы могут быть установлены непосредственно в обычный колесный или гусеничный привод, обеспечивая, тем самым, больший клиренс для машин, работающих в сложных условиях. В сельском и лесном хозяйстве к приводам подъемников, поворотных механизмов, погрузчиков, шнеков комбайнов, транспортеров предъявляются жесткие требования к надежности, долговечности и эффективности. В горнодобывающей промышленности редукторы доказывают свою исключительную работоспособность и надежность, отлично подходят для приводов лебедок, различных конвейеров, транспортеров или подъемников, особенно в стесненных условиях. Также планетарные редукторы нашли свое применение в приводах мельниц на цементных заводах, где требуется передавать огромные моменты. Высокие требования по надежности и долговечности, предъявляемые на энергетических объектах и в нефтеперерабатывающей промышленности, являются основной причиной, по которой применение редукторов является предпочтительным в системах отопления, приводах высоконагруженных мешалок, генераторных установок, вентиляторов и дымососов, винтовых компрессоров. Большое количество примеров применения редукторов можно встретить и в области пищевой индустрии, где, как правило, требуется реализовать цикл нагружения, характеризующийся низкими оборотами при высоком крутящем моменте: приводы мешалок, мельниц, дробилок, экструдеров и конвейеров различного типа, спиральных морозильных аппаратов.

Редукторы — продукция материально-технического назначения. Эти механизмы служат для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому. По типу передачи они делятся на зубчатые, червячные и гидравлические.

Мотор редуктор — представляет собой электродвигатель и редуктор, соединенные в единый агрегат (в некоторых странах его называют редукторным электродвигателем). Мотор-редуктор более компактен по сравнению с приводом на базе редуктора, его монтаж значительно проще, кроме того, уменьшается материалоемкость фундаментной рамы, а для механизма с насадным исполнением (с полым валом) не требуется никаких рамных конструкций. Большое количество конструкционных решений и типоразмеров дает возможность оснащения предприятий прецизионными редукторами приводов различных назначений, размеров и мощностей. Мотор редуктор, как универсальный элементы электропривода, находят свое применение практически во всех областях промышленности.

Наибольшее распространение в промышленности получили планетарные и цилиндрические мотор-редукторы, выполненные по соосной схеме взаимного расположения электродвигателя и выходного вала. А также червячные мотор-редукторы с расположением электродвигателя под 90град. к выходному валу. К мотор-редукторам общемашиностроительного применения относят: цилиндрические мотор-редукторы, планетарные мотор-редукторы, спироидные мотор-редукторы, червячные и цилиндрическо-червячные мотор-редукторы, волновые мотор-редукторы, мотор-редукторы специального назначения. Область применения: средства автоматизации и системы управления, устройства регулирования, автоматические и автоматизированные системы управления, следящие мини-приводы, средства обработки и представления информации, специальные инструменты, медицинская техника

Наибольшее распространение в промышленности получили планетарные редукторы и цилиндрические редукторы, выполненные по схеме взаимного расположения электродвигателя и выходного вала. Такие механизмы пригодны для использования в умеренных климатических условиях, при установке в помещении или на открытом воздухе под навесом. В стандартном исполнении они грунтуются краской методом окунания, а затем покрываются сине-серой алкидной эмалью воздушной сушки. Имеются также и специальные покрытия. Для экстремальных условий и установки на открытом воздухе имеется окраска для всемирного использования.

Верхняя предельная температура 105 K (при температуре охлаждающей среды +40°C), Максимальная допустимая непрерывная температура 155°C.

Область применения редукторов и мотор-редукторов:

— Оборудование для бетономешалок: ЗМП-40, ЗМП-50
— Оборудование для подъемников: 1Ц2У-125, 1Ц2У-160, 1Ц2У-200, Ч2-125, Ч2-160
— Оборудование для конвейеров: МЧ-63, МЧ-80, МЧ-100, МЧ-125, МЧ-160, МЧ2-80, МЧ2-100, МЧ2-125, МЧ2-160
— Оборудование для конвейерных лент: МЧ-63, МЧ-80, МЧ-100, МЧ-125, МЧ-160, МЧ2-80, МЧ2-100, МЧ2-125, МЧ2-160
— Оборудование для сушки зерна: 1МЦ2С-100Н, 1МЦ2С-125, ЗМП-50
— Оборудование для элеваторов: 1МЦ2С-100Н, 1МЦ2С-125, ЗМП-50
— Оборудование для элеваторов для грузоподъемных механизмов: 1Ц2У-100, 1Ц2У-125, 1Ц2У-160, 1Ц2У-200, 1Ц2У-250, 1Ц2У-315, 1Ц2У-355, 1Ц2У-400К, 1Ц2Н-500, 1Ц3У-160, 1Ц3У-200, ЦТНД-315, ЦТНД-400, Ц2-400, Ц2-400П, МЧ2-80, МЧ2-100, МЧ2-125, МЧ2-160
— Оборудование для изготовления пенобетона: 1Ц2У-125, 1Ц2У-160, 1Ц2У-200
— Оборудование для размешивания растворов (смесей): ЗМП-31,5; 3МП-40, 3МП-50, 3МВ3-160
— Оборудование для дозаторов: ЗМП-31,5; 3МП-40, 3МП-50, 3МВ3-160, 3МВ3-80
— Оборудование для оросительных систем: 3МП-40 – 35,5 – 110; 3МП-50
— Дождевальные установки: 3МП-40, 3МП-50
— Оборудование для котельных: 3МП-50
— Оборудование для насосных станций: 3МП-50
— Оборудование для кормоперерабатывающих заводов: 3МП-31,5, 3МП-40, 3МП-50
— Оборудование для измельчения смесей: 1МЦ2С-63, 1МЦ2С-100Н, 1МЦ2С-125, 3МП-31,5, 3МП-40, 3МП-50
— Оборудование для прессов: 3МП-31,5, 3МП-40, 3МП-50
— Рыболовное оборудование морского исполнения: 3МП-40, 3МП-50
— Шлагбаумы: МВ3П-160
— Приводы открывания ворот: МВ3П-160
— Птицефабрики: 3МП-31,5, 3МП-40, 3МП-50
— Оборудование для открывания и закрывания оконных формуг на птицефабриках: 3МП-31,5, 3МП-40, 3МП-50
— Оборудование – поилки на птицефабриках: 3МП-31,5, 3МП-40, 3МП-50

Виды редукторов

Точное техническое определение редуктора — устройство для преобразования механической энергии в разрезе параметров. Он имеет характеристику входных и выходных показателей. На практике редуктор может не только менять параметры кинетики и уровни передачи энергии, но и изменять направление вращения и следования валов.

Сегодня редуктор рассматривается в разрезе приспособления, которое используется для изменения частоты вращения вала относительно показателей приводного механизма. При этом параллельно может рассматриваться возможность увеличения крутящего момента или же — обеспечения крайне малого числа оборотов при очень серьезных усилиях. По конструкции редукторы делятся на:

; и коническо-цилиндрические; ; ; , в которых применено одновременно несколько схем преобразования.

Чтобы понять, насколько тот или иной тип редуктора подойдет для решения поставленных перед ним задач, стоит подробно остановиться на особенностях их работы и условий использования.

Цилиндрический редуктор: общие сведения

Цилиндрический редуктор относится к самому распространенному типу преобразовательных механизмов. Он обладает главной характеристикой: входной и выходной валы строго параллельны, но не обязательно соосны.

К достоинствам цилиндрического редуктора относятся:

• высокий КПД, потери энергии минимальны;
• не обладает самоторможением, всегда есть возможность прокрутить выходной вал даже при приложении малого усилия;
• может транспортировать высокую мощность;
• обладает кинематической точностью;
• практически не нагреваются, не требуя особых условий охлаждения;
• выпускаются изделия с разным передаточным числом и ступенями преобразования.

Благодаря присутствию на рынке большого ассортимента изделий, нетрудно подобрать цилиндрический редуктор с нужным передаточным числом для применения в том или ином механизме.

Как работает и где применяется цилиндрический редуктор

Основа конструкции цилиндрического редуктора — зубчатые колеса в форме цилиндров. Соосность (Расположение осей деталей машины (узлов, агрегатов и т. п.) на одной линии)входного и выходного валов зависят от числа ступеней передачи. В самом простом варианте внутри корпуса находятся всего два цилиндрических зубчатых колеса. В этом случае смещение выходного вала от оси входного определяется как сумма радиусов колес по внешнему контуру за вычетом глубины зубьев.

Соосность входного и выходного валов достигается применением нескольких ступеней преобразования. В этом случае внутри корпуса расположено нечетное количество цилиндрических зубчатых колес, некоторые из которых являются вспомогательными. Они могут выполнять роль как простого передаточного механизма без преобразования, так и иметь передаточный коэффициент для снижения нагрузки на зубья и повышения срока службы механизма.

Цилиндрические редукторы выпускаются в закрытых корпусах, большинство из них не требует специального обслуживания. Область применения этих устройств чрезвычайно широка. Они гарантируют плавную передачу хода, но не позволяют изменить направление вала.

Цилиндрические редукторы могут располагаться вертикально или горизонтально, расчет нагрузки и оборотов прост: высокий КПД позволяет применять указанное производителем передаточное число в арифметических операциях. Главное достоинство редуктора — преобразование энергии привода практически без искажений и потерь.

Особенности конических и коническо-цилиндрических редукторов

Работа конических и коническо-цилиндрических редукторов имеет те же особенности и основные характеристики, что и у цилиндрических устройств. Главное отличие — в форме зубчатых колес внутри корпуса.

Как следует из названия, у конического редуктора все шестерни конической формы, у коническо-цилиндрического в конструкции присутствуют элементы обоих типов.

Редукторы этих классов имеют свои особенности:

• способны изменять направление валов, конический редуктор с одной ступенью преобразования обеспечивает поворот на 90 градусов;
• усилие при работе шестерней направлено под углом к оси вала. Поэтому редукторы конического и коническо-цилиндрического класса должны отдельно закрепляться для избежания бокового давления на ось привода. Это может несколько осложнить конструирование механизмов с их участием.

Рассматриваемые типы редукторов применяются только в случаях, когда без изменения направления вала нельзя обойтись. Данные устройства дороги, что легко объясняется повышенной сложностью изготовления зубчатых колес и необходимостью гарантировать точность сборки редуктора в целом.

Но в остальном — устройства работают практически бесшумно, предлагаются продукты с разным передаточным числом, им не требуется специального обслуживания, а срок эксплуатации очень велик. Правила расчета выходной частоты вращения вала и крутящего момента — такие же, как для цилиндрических редукторов.

Червячные редукторы: общие сведения

В основе механики работы червячного редуктора лежит идея передачи крутящего момента с винта особой резьбы на зубчатое колесо.

При этом в ходе работы механизма образуются значительные показатели силы трения между поверхностями червяка и зуба приводного механизма вала.

В результате устройство выделяет большое количества тепла, требует особых условий охлаждения, имеет низкую наработку на отказ.

С течением времени из-за разрушения элементов привода возможно возникновения люфтов и увеличение выделения тепла.

К достоинствам червячного редуктора относятся:

• плавность хода выходного вала;
• большие передаточные коэффициенты;
• для выполнения поставленных перед некоторыми механизмами задач полезно свойство самоторможения редуктора: вал невозможно прокрутить при отключенном приводе.

Есть у червячного редуктора весомый список недостатков. Кроме уже упомянутых (значительное выделение тепла, низкий срок службы), к ним относятся:

• сниженный коэффициент полезного действия, который падает в ходе эксплуатации из-за износа механики;
• необходима точная регулировка и настройка.

Червячный редуктор требует отдельного крепления при установке для гарантии отсутствия паразитных разнонаправленных сил, действующих на выходной и входной валы. Если это условие не соблюдено — срок службы устройства может быть снижен по сравнению с задекларированным производителем.

Где применяют червячные редукторы

Червячные редукторы чаще всего используются в механизмах, где требуется передача незначительной мощности при большом коэффициенте преобразования. Например, устройства со слабыми высокооборотистыми двигателями, обеспечивающие малое количество ходов или оборотов исполнительного органа.

Множество механизмов могут требовать низкой угловой скорости поворота выходного вала. В этом случае червячный редуктор будет идеален. Он гарантирует значительный крутящий момент на выходе, а благодаря огромному передаточному числу — количество оборотов на выходе весьма мало. Это могут быть приводы ворот, различные подъемники рычажной конструкции.

Для решения некоторых задач может быть полезным особенность червячных редукторов, которая состоит в изменении направления выходного вала относительно входного на 90 градусов. Этот показатель никогда не изменяется.

Отдельно стоит отметить комбинированные зубчатые редукторы. В них осуществляется двойное преобразование: предварительное с помощью цилиндрической схемы и окончательное — червячной передачей. Этим достигается еще больший коэффициент преобразования для самых низких показателей угловой скорости выходного вала.

Планетарный редуктор: общие сведения

Конструкция планетарного редуктора позволяет ему работать в двух режимах: в роли жесткого преобразователя механической энергии и в модели суммирующего механизма, который отбирает крутящий момент от двух приводов. К достоинствам планетарного редуктора относятся:

• компактность;
• универсальность применения выходного крутящего момента, как для привода валов, так и для передачи вращения шестерням;
• малый вес;
• высокий коэффициент полезного действия.

К недостатку планетарного редуктора относится его высокая стоимость. Это обусловлено как большим количеством деталей в составе механизма преобразования, так и требованиями высокой точности их изготовления.

Как работает планетарный редуктор

Передача вращения в планетарном редукторе производится от центральной «солнечной» шестерни, которую вращает привод, к внешнему круговому элементу — эпициклу. Коэффициент преобразования зависит от соотношения числа зубьев на солнечной шестерне и планетарных зубчатых колесах.

Схема редуктора представлена на рисунке:

Когда водило, обозначенное зеленым, жестко зафиксировано — планетарный редуктор работает как простой преобразователь механической энергии одного привода. Второй вариант использования заключается во вращении солнечной шестерни и водила от разных источников. При этом энергия суммируется, а расчет итоговой мощности на эпицикле достаточно сложен.

Где применяется планетарный редуктор

Благодаря малым размерам и плавности хода, планетарный редуктор рекомендован для точных механизмов. На массовом рынке предлагается широкий спектр изделий. Доступны редукторы с разным коэффициентом преобразования, которые могут передавать большую мощность, снижая угловую скорость выходного устройства. Это может быть крайне полезным в металлообрабатывающих станках.

Хорошие результаты показывают планетарные редукторы в различных подъемниках и транспортерах. Они способны обеспечить плавное изменение мощности при незначительных бросках нагрузки на приводе. Для обеспечения высокой мощности транспортеров можно применять дополнительные приводы с планетарными редукторами в режиме суммирования, которые смогут обеспечить создание длинных высоконагруженных транспортеров или подъемников.

Заключение

Полезность того или иного редуктора для создания конкретного устройства всегда оценивается индивидуально. Цилиндрические — способны удовлетворить большинство потребностей. Однако отраслей, где крайне полезными будут червячные или планетарные редукторы — также достаточно много.

Справочная информация. Что такое редукторы и где они применяются

Независимо от типа редукторов, каждое изделие имеет корпус, в который помещены элементы, передающие вращающий момент: валы, шестерни, зубчатые колеса, цилиндры и т.д. В устройство могут быть помещены дополнительные элементы для охлаждения или смазки конструкции. Механизмы используют в приводах оборудования, где требуется передача и значительное усиление момента силы. Они позволяют увеличить передаваемое усилие и уменьшить угловую скорость.

Один из плюсов применения редукторов – изменение скорости вращения и величины момента силы выходного вала путем переключения передачи. Чтобы это стало возможным, в корпус изделия помещают систему переключения ступеней и определенное количество передач с разными передаточными числами. Такой подход уменьшает износ оборудования.

В изделия устанавливают часто прямые валы, повторяющие форму тел вращения. На них влияют внешние и консольные нагрузки, усилия от преодоления зацепления. Валовый крутящийся момент определяется редукторным крутящимся моментом или моментом силы привода. Консольная нагрузка зависит от способа соединения редукторного устройства с двигателем, типа усилия на вал.

Где применяются редукторы

Редукторы применяются в автомобилестроении, станкостроении, кухонной и бытовой электротехнике, бензоинструментах. Учитывая тот факт, что каждый вид передачи крутящего момента, имеет свои положительные характеристики и недостатки, которые определяют возможность использовать тот или иной вид редуктора в определённых технических условиях.

Червячные редукторы, не способны трансформировать крутящий момент слишком большой мощности, поэтому основная сфера применения таких устройств — это электрические мотор-редукторы. Например, такой механизм успешно реализован в приводе стеклоочистителей автомобиля.

В мостовой передаче автомобилей, как правило, используется зубчатая передача, которая позволяет не только изменить направление крутящего момента, но и изменить силу и распределить усилие равномерно между осями привода колёс. Зубья позволяют передавать мощность с минимальными потерями, поэтому если для функционирования механизма не требуется повышенной плавности хода, а мощность редуктора требуется достаточно большая, то применяются зубчатые механизмы для передачи крутящего момента.

Если в механизме необходимо исключить вероятность обратной передачи крутящего момента к двигателю устройства, то применяются червячные редукторы, которые полностью лишены такого недостатка.

Червячный механизм, позволяет передавать вращение с соотношением более 100 к 1, но низкий КПД таких устройств, не позволяет их применять в мощных агрегатах.

Различные типы редукторов, которые будут использованы в тех или иных механизмах должны быть подобраны только профессиональными инженерами. Расчёт редуктора должен осуществляться в КБ, которое имеет специалистов высокого уровня. Чертёж редуктора должен быть выполнен до мельчайших подробностей и гаек, которые могут быть использованы в данном механизме.

Даже если известны характеристики редукторов, которые необходимо применить в передаточном механизме, не следует доверять работу по проектированию таких сложных механизмов случайным людям. Если требуется новая крышка редуктора, или гайка редуктора, то лучше заказать оригинальную деталь на предприятии, где был произведён механизм.

Виды редукторов

При классификации устройств учитывают их технические характеристики и конструкцию. К основным типам редукторов относят:

• Одноступенчатые и многоступенчатые цилиндрические модели. Отличаются они параллельным размещением осей входного и выходного валов.
• Конические, коническо-цилиндрические модели. Оси валов у таких механизмов пересеченные.
• Червячные. Оси валов перекрещены в пространстве.
• Комбинированные модели. Они сочетают особенности перечисленных типов.

В зависимости от количества передач практически все редукторы разделяют на одноступенчатые и многоступенчатые.

Рекомендации по выбору

Как выбирать редуктор вместо сломавшегося, на имеющуюся технику и при создании механизмов самостоятельно. Основным является мощность на выходном валу. Она рассчитывается на основании оборотов двигателя по передаточному числу.

Следует обратить на расположение валов, оно в цилиндрических моделях может быть в одну сторону.

Крепление осуществляется с помощью фланца непосредственно к валу двигателя и с помощью отверстий в подошве устанавливается на платформу.

В маркировке указано межцентровое расстояние между валами. Этот размер имеет конструктивное значение при установке узла и соединения его с двигателем и валом рабочего механизма.

Следует посмотреть, какая пара в редукторе первая, ее передаточное число, зацепление. Выбор редуктора включает в себя и расположение валов в пространстве. Они могут располагаться под прямым углом и быть в разных плоскостях. Тип подшипников указывается в технической документации. Там же таблица сроков эксплуатации разных узлов.

При проектировании машины, подбор червячного редуктора выполняется по мощности и расположении зацепления. При нижнем зацеплении пара хорошо смазывается, не требует дополнительного охлаждения и способна работать длительно время. Следует обратить внимание на рабочий режим. Узел не всегда способен работать по несколько часов непрерывно. Червячное соединение быстро перегревается.

Червячный тип редукторов

К этой категории относятся червячные, червячно-цилиндрические механизмы. Главный тип передачи в устройствах – червячный, который раннее называли зубчато-винтовым. Момент силы передается при зацеплении зубчатого колеса и трапецеидального винта (червяка). Производят изделия из устойчивых к износу материалов. В промышленности часто используют 3 вида червячных редукторов:

• однозаходные;
• двухзаходные;
• четырехзаходные.

Количество каналов резьбы на механизме определяет число заходов. В устройствах червячного типа винт зацепляется с одноименным колесом, которое по форме напоминает зубчатое. Зубья на нем заменены на резьбу, которая по форме подходит к трапецеидальному винту. В червячных устройствах, предназначенных для передачи большого крутящегося момента, колеса установлены из разных материалов. Для колесных ступиц используют чугун или из недорогой марки стали, а зубья изготавливают из антифрикционных материалов.

Самый значительный плюс применения редукторов червячного вида – высокая эффективность. Их устанавливают в оборудование, в котором большой момент силы, а угловая скорость маленькая. Основным движущим элементом механизма является трапецеидальный винт. Он начинает двигаться при вращении выходного вала.

Классификация редуктора, использование редуктора, выбор редуктора

В современных системах и механизмах общепромышленного назначения один из самых распространенных типов привода это редукторный привод. Сам редуктор используется для понижения угловой скорости вращения при увеличении момента вращения, и используются в машиностроении для изготовления оборудования фактически всех видов производств. От ресурса работы редуктора или мотор-редуктора и их работоспособности во многом будет зависеть функциональность машин, на которых установлено данное оборудование, а так же надежность при ее непосредственном использовании. Ошибки в выборе редуктора могут привести к простоям производства и увеличениям ремонтных затрат и, как следствие, экономическим потерям.

Предпосылки к изобретению редуктора заложили еще во времена Архимеда и Эвклида. В наше время редуктор это механизм, соединенный с электродвигателем и оборудованием муфтами либо механическими передачами. Входные или выходные валы проходят через гнезда корпуса и опираются на подшипники, на валах неподвижно закрепляются зубчатые или червячные передачи.

В настоящее время редукторы классифицируют по следующим признакам: тип передачи, число ступеней, тип зубчатых колес, расположение и исполнение валов редуктора.

1. К типам передачи относят: червячные, зубчатые, зубчато-червячные передачи.
2. По числу ступеней на: одноступенчатые, двухступенчатые и трехступенчатые.
3. По типу зубчатых колес: конические, цилиндрические, коническо-цилиндрические. По расположению валов: горизонтальное либо вертикальное.

Зачастую редуктор и двигатель объединяют вместе в один блок, который называют мотор-редуктором. Использование в оборудовании мотор-редуктора позволяет значительно удешевить и упростить конструкции, а так же позволит снизить расходы на обслуживание.

Выбор редуктора представляет для потребителя ответственную и сложную задачу. В данный момент на рынке преобладают типовые редукторы, которые уже устанавливались на действующее оборудование, это обусловлено тем, что данные редукторы уже были установлены на оборудовании. Желание минимизировать затраты на оборудование и купить дешевый редуктор также является одним из факторов выбора продукции. При примерно идентичных ценах на редукторы и мотор-редукторы, производители могут изготавливать идентичную по внешнему виду продукцию, но из-за недостаточного качества металла используемого при изготовлении либо неправильно выполненных зубьев эксплуатационные свойства редукторов могут отличаться. В момент пуска в эксплуатацию данные различия будут незаметны, но со временем могут возникнуть проблемы во время эксплуатации, такие как перегрев редуктора, повышение шума издаваемого оборудованием, быстрота износа и поломка зубьев передачи.

При расчетах редуктора стоит учесть то, что он рассчитан на долговременную непрерывную эксплуатацию. Срок службы современных редукторов составляет 5-6 лет, поэтому нужно внимательно относиться к выбору данной продукции и при сомнениях в выборе стоит обратиться за консультацией к квалифицированному специалисту.

Преимущества и недостатки червячных редукторов

К плюсам устройств относят:

• плавность хода;
• малый уровень шума при работе;
• эффект самоторможения (присутствует только у одноступенчатых моделей);
• большое передаточное отношение при использовании одной передачи.

Минусов у механизма 3: сильное выделение тепла, повышенный износ, малый коэффициент полезного действия (КПД). Из-за указанных особенностей эти виды редукторов применяют для передачи малых и средних мощностей. К высокопроизводительной работе адаптированы червячно-цилиндрические механизмы, в которых ступень зацепления превышает допустимую мощность.

Предотвратить чрезмерно быстро изнашивание изделия можно точным монтажом и настройкой. На корпусе должны присутствовать ребра или другие элементы, отводящие тепло.

Планетарный редуктор: общие сведения

Конструкция планетарного редуктора позволяет ему работать в двух режимах: в роли жесткого преобразователя механической энергии и в модели суммирующего механизма, который отбирает крутящий момент от двух приводов. К достоинствам планетарного редуктора относятся:

• компактность;
• универсальность применения выходного крутящего момента, как для привода валов, так и для передачи вращения шестерням;
• малый вес;
• высокий коэффициент полезного действия.

К недостатку планетарного редуктора относится его высокая стоимость. Это обусловлено как большим количеством деталей в составе механизма преобразования, так и требованиями высокой точности их изготовления.

Цилиндрический тип редукторов

Назначение и конструкция редуктора всегда плотно взаимосвязаны. Цилиндрические изделия применяют чаще других в промышленности. Их устанавливают в грузоподъемные механизмы, металлорежущие станки и другом высокопроизводительном оборудовании. Цилиндрические устройства можно установить вертикально или горизонтально. К плюсам можно отнести большой диапазон мощностей и передаточных отношений, что делает эти изделия универсальными. Классифицируют их по:

• дистанции между входным и выходным валом – параллельные, соосные;
• количеству ступеней – одна, две, многоступенчатые;
• способу монтажа – горизонтальный, вертикальный.

При производстве по индивидуальному закажу механизм могут оснастить дополнительными фланцами, лапками и другими элементами.

Преимущества и недостатки

Главным плюсом цилиндрических механизмов инженеры считают высокий КПД. Благодаря этой особенности они потребляют мало энергии. Если не учитывать передаточное число, то минимальный уровень КПД у цилиндрических устройств – 98%. К их плюсам относят:

• большую нагрузочную способность;
• высокую кинематическую точность за счет малого люфта вала;
• небольшая рабочая температура при высоком КПД;
• отсутствие эффекта самоторможения;
• стабильная работа при частых запусках и остановках оборудования.

Один из главных минусов цилиндрических изделий – шум, издаваемый во время работы. Если использовать модель с одной ступенью, передаточное отношение будет низким. В некоторых случаях отсутствие самоторможения может сильно навредить.