Гидромаш

Телефон в Екатеринбурге
(многоканальный)

+7 (343) 379-08-45

Редукторы

РедукторыВ работе любой машины особое место занимает схема привода. От ее рационального выбора зависят скорость, производительность, КПД и другие параметры механизма. На протяжении многих веков и в настоящее время наиболее распространенными являются механические приводы, а из них редукторный привод можно назвать в числе наиболее распространенных систем, применяемых в машинах и механизмах общепромышленного назначения.

Механизм, состоящий из нескольких зубчатых передач, заключенных в единый корпус, называется редуктором. С помощью такого механизма осуществляется передача вращательного движения от двигателя к рабочей машине. Редуктор обеспечивает снижение частоты вращения и увеличение вращающего момента. Кроме редуктора в состав кинематической схемы привода могут входить открытые зубчатые, цепные или ременные передачи.

В том случае, когда необходимо повысить угловую скорость механизма, используются мультипликаторы, также конструктивно законченные агрегаты.

Принцип действия редуктора

Элементарный редуктор представляет собой два расположенных параллельно колеса, соприкасающиеся своими ободьями. При вращении одного из них (ведущего) под действием сил трения второе (ведомое) также начинает вращаться, причем точки на ободьях обоих колес проходят равные расстояния.

Если колеса имеют разный радиус, то большее колесо сделает во столько раз меньше оборотов, во столько раз его радиус больше. При большем ведомом колесе его угловая скорость уменьшится, а крутящий момент увеличится. Для обеспечения надежного сцепления между колесами их делают зубчатыми. Меньшее колесо не должно иметь меньше шести зубьев, отсюда его название — шестерня.

Немного об истории редуктора

Уже несколько тысяч лет тому назад древними египтянами применялись зубчатые передачи в сооружениях, предназначенных для орошения полей. Было это за много лет до рождения Архимеда, которому ошибочно впоследствии стали приписывать это изобретение. Роль двигателя исполняли быки, приводившие в движение деревянную конструкцию, состоящую из зубчатой передачи и колеса с ковшами для подъема воды.

В Средние века продолжается применение и усовершенствование зубчатой передачи. Знаменитому ученому эпохи Возрождения Леонардо да Винчи люди обязаны большим количеством изобретений различных механизмов с применением колесной передачи. Великий Леонардо создал чертежи цепочной передачи, червячной глобоидной передачи с вогнутой рабочей поверхностью ведущего элемента. Ему принадлежит приоритет в изобретении приспособлений, позволяющих преобразовать поступательное движение во вращательно и обратно. Он же спроектировал множество механизмов на основе конической, цепной роликовой передачи и множество других устройств, большинство из которых не были реализованы при его жизни. Именно его постулаты легли в основу классической инженерной механики, которая обрела математическую базу лишь значительно позднее.

С увеличением требований к силовым установкам, с развитием металлургии и появлением различных обрабатывающих станков, подъемных механизмов, вентиляторов и насосов потребовалось совершенствование устройств для передачи движения. С изобретением кривошипов и кулачковых механизмов появилась возможность преобразовывать вращательное движение не только в поступательное, но и в возвратно-поступательное, и тем самым механизировать работу ударных устройств.

Появление паровой машины стимулировало дальнейшую эволюцию передаточных устройств. Около середины 19-го века стали серийно производить редукторы. С началом же промышленного применения электричества и ДВС инженеры стали проектировать редукторы с определенными конкретной задачей параметрами.

Зубчатые колеса осуществляют передачу вращения от силовых агрегатов к рабочим машинам с одновременным преобразованием величин основных параметров этого движения в необходимые для конкретных технологических процессов значения.

Редукторы сегодня — области применения и основные параметры

В настоящее время области применения редукторов чрезвычайно широки и разнообразны. Сегодня практически не найти машины, в которой не использовалась бы зубчатый редуктор. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей устройства подразделяют на общепромышленные, газовые, тяговые, крановые и другие виды редукторов. Важнейшей составляющей практически любого производственного и ремонтного оборудования является промышленный редуктор.

К основным параметрам редукторов относятся:

  • КПД устройства — отношение энергии передаваемой на выходной вал к поступающей на входной, выраженное в процентах;
  • передаточное отношение, равное отношению угловых скоростей ведущего и ведомого колес;
  • общее число всех валов устройства.

Соединение редукционной передачи с силовым агрегатом и машиной осуществляется посредством муфт или открытых механических передач. Передающие элементы, находящиеся в корпусе устройства, жестко зафиксированы на валах.

Как классифицируют редукторы

В основу классификации этих устройств положены несколько их признаков и характеристик.

  • По форме передающего элемента — цилиндрические, конические, планетарные, червячные, цилиндрическо-червячные редукторы и другие.
  • По числу ступеней — одноступенчатый; двухступенчатый; трехступенчатый редуктор и другие.
  • По форме зубьев колес — прямозубые, косозубые, шевронные и др.
  • По расположению агрегата в пространстве — горизонтальный или вертикальный.
  • В зависимости от направления осей валов относительно друг друга — с осями параллельными, пересекающимися, скрещивающимися и др.
  • В зависимости от выбранной кинематической схемы.

Принцип маркировки редукторов

Наименование конкретной модели устройства состоит из ряда символов, каждый из которых условно обозначает все его основные характеристики от типоразмера до климатического исполнения и категории размещения.

1) Тип передачи обозначается буквой русского алфавита, с которой начинается наименование ее вида: цилиндрическая — Ц, червячная — Ч и пр. Число ступеней обозначается соответствующей цифрой — 1; 2 и далее (иногда вместо цифр используются первые буквы названия цифры — О; Д и пр.).

Буквенные обозначения других параметров:

  • нормальное для устройства направление размещения в пространстве — горизонтальное (Д) или вертикальное (В);
  • соосный — С;
  • узкий — У;
  • также буквой У может быть обозначен усиленный редуктор или универсальный;
  • модернизированную модель обозначают буквой М;
  • буква К служит также, чтобы обозначить специальное назначения устройства (например, ВК может означать — редуктор вертикальный крановый);
  • использование в устройстве зубчатого зацепления Новикова обозначается буквой Н.

Для наиболее распространенного эвольвентного зацепления не предусмотрено специального обозначения.

2) Такие весьма существенные технические характеристики агрегата как его нагрузочная способность, габариты и масса определяются наиболее важным для каждого вида размером, выраженным в миллиметрах, — главным параметром и. Для каждого вида редукторов этот параметр установлен соответствующим ГОСТом и ТУ. Например, для цилиндрического, червячного и глобоидного редукторов — это расстояние между осями тихоходной ступени; для конического редуктора — значение номинального внешнего делительного диаметра; для волнового за главный параметр принимают величину внутреннего диаметра его гибкого колеса и т. д.

3) Передаточное число характеризует соотношение крутящих моментов входного и выходного валов, равное отношению их угловых скоростей.

4) Под конструктивным исполнением общепромышленного редуктора понимается вид и размещение в пространстве его корпуса, взаимное расположение осей валов и поверхностей крепления и способ монтажа Условные обозначения для различных видов редукторов устанавливаются соответствующими ГОСТами.

5) Входящий в условное обозначение механизма код, соответствующий схеме его сборки, служит для характеристики количества и расположения выходных концов валов агрегата. Каждой форме вала соответствует своя буква.

6) Буквенное или цифровое обозначение климатического исполнения устройства осуществляется согласно ГОСТ 15150-69.

Таким образом, устройство, обозначаемое рядом символов КЦ2-400-65-41Ц-У3 — это коническо-цилиндрический редуктор, у которого межосное расстояние, равно 400 мм, число передач составляет 65, вариант сборки — 41, цилиндрический конец вала. Агрегат предназначен для использования в умеренном климате с 3-ей категорией размещения.

Когда при выпуске редуктор проектируется под конкретные цели, это может отражаться в его условном обозначении, например, маркировка КР, используется для устройств, применяемых в грузоподъемном оборудовании.

Особенности мотор-редукторов

Агрегаты, в которых в едином корпусе находится редуктор и электрический двигатель составляют отдельную группу и называются мотор-редукторами. Часто такое устройство удобнее применять, благодаря его компактности простоте монтажа и эксплуатации. Выпускаются эти агрегаты также в различных вариантах исполнений, типов, с разными параметрами, для разнообразных по мощности и назначению технических механизмов. Классификация их осуществляется согласно тем же принципам, что и для редукторов. В их маркировке присутствует буква М.

Что следует учесть при выборе редуктора?

Работоспособность и обеспечение необходимых эксплуатационных характеристик машины или механизма, для которых приобретается редуктор, зависит от ресурса и надежности последнего. Ошибка при его выборе может привести к увеличению дополнительных затрат на ремонт оборудования, его неоправданными простоями, уменьшению межремонтного интервала и, как результат, к заметным экономическим потерям и снижению рентабельности производства. Так что, приобретая редуктор для лебедки или для любого другого механизма или машины, следует учесть такие факторы, как условия, в которых его предполагается использовать, а также планируемую нагрузку на агрегат. Выбирая редуктор, необходимо располагать такими данными:

  • Требуемая разновидность механизма;
  • Номинальная мощность устройства;
  • Необходимое количество передач.
  • Наибольшая допустимая скорость вращения мотора.
  • Пространственное положение распределительного механизма.
  • Частота вращения на выходе устройства.
  • Данные о способе монтажа и др.

Рекомендуется расчет и определение необходимой модели редуктора доверить профессионалам, которые смогут учесть все необходимые факторы от его рабочего положения и условий эксплуатации до температуры нагрева устройства во время работы. Произведя требуемые расчеты, опытный специалист подберет оптимальный вариант устройства под конкретные условия.