Svarkin-spb.ru

Определение редуктора и его предназначение

Виды редукторов. Применение редукторов

Этот механизм можно назвать ключевым инженерно-техническим устройством. Его можно описать как механизм преобразования поступающего крутящего момента с последующей передачей на другие системы. Указанное определение характеризует общий принцип работы, а в более широком смысле редуктором можно назвать любой преобразователь направления движения, давления или вращающего момента.

Ключевыми характеристиками таких устройств считаются:

  • КПД;
  • количество вращательных валов;
  • передаваемая мощность;
  • назначение.

Существует множество видов редукторов: механические, газовые, редукторы давления воды, турбинные и другие. Они снижают давление жидкой или газообразной среды и способны изменять направление потока. Их работа основывается на схожем принципе, однако внутреннее устройство и сам механизм преобразования отличаются. Корректная классификация редукторов возможна только при комплексном рассмотрении всех ключевых особенностей конкретного типа.

Классификация по основным признакам

Современные инженерно-технические стандарты предусматривают классификацию редукторов по следующим признакам:

  • конструкция используемой передачи;
  • пространственное расположение элементов;
  • конструктивное исполнение.

По пространственному расположению ключевых элементов эти устройства подразделяются на редукторы вертикального исполнения и традиционные горизонтальные. Конструктивное исполнение предусматривает два дополнительных вида: чистый механический редуктор, и редуктор с двигательной установкой (мотор-редуктор). Однако общепринятой классификацией редукторов считается таковая по типу используемого передаточного узла (передачи).

Редукторы с цилиндрической и конической передачей

В качестве передаточного узла используется зубчатая передача цилиндрической или конической формы. Показатель КПД редукторов этого типа чрезвычайно высок: от 80 до 98% в зависимости от количества звеньев. Важной особенностью цилиндрических и конических редукторов считается отсутствие нагревающихся элементов. Из-за простоты своего внутреннего устройства они не нуждаются в дополнительном охлаждении или усилении конструкции, что объясняет их высокую надежность и простоту в эксплуатации.

Планетарные редукторы

Здесь рабочим элементом выступает планетарная передача, которая преобразует поступающий на нее крутящий момент. Планетарные передачи отличаются от стандартных принципом своей работы: в основе преобразования лежит вращательное движение в пределах одной геометрической оси. Особенности строения планетарных узлов позволяют создавать крайне компактные редукторы, которые широко используются в различных отраслях приборостроения и промышленности.

По своим характеристикам планетарные редукторы занимают промежуточное звено между цилиндрическими и червячными. Они имеют меньший КПД, чем у цилиндрических, однако более компактны и значительно долговечнее редукторов червячного типа. Между собой планетарные редукторы отличаются количеством передач, их расположением относительно главной оси, конструктивным исполнением.

Червячные редукторы

В качестве основного конструктивного элемента здесь выступает червячная передача, которая способна преобразовывать не только прямой крутящий момент, но и угловую скорость. Своему названию червячный редуктор обязан несущему винту, который осуществляет преобразование. Он представляет собой массивный спиралевидный винт, внешне похожий на земляного червяка. КПД червяных редукторов значительно ниже, чем у традиционных цилиндрических.

Страдает и надежность: из-за сложной конструкции червячные редукторы требуют тщательного соблюдения технологических стандартов, а при повышенной нагрузке могут выходить из строя. Тем не менее, этот тип редукторов незаменим в тех случаях, когда требуется установить передаточное соединение с перпендикулярно соотносящимися осями.

Волновые редукторы

В конструктивном плане волновой редуктор состоит из неподвижного корпуса с внутренними зубьями и гибкого элемента, который соединяется с ведущим валом. Гибкий элемент имеет овальную форму и вращается внутри корпуса, создавая волнообразные возмущения.

Волновые редукторы обеспечивают очень большое передаточное отношение — гораздо выше, чем таковое у любых других видов редукторов. Кроме того, относительная простота и компактность позволяет использовать их для соединения герметично отделенных отсеков.

Общие особенности и дополнительные характеристики

Как было отмечено ранее, редукторы практически не встречаются в чистом виде. Так, вертикальные цилиндрические редукторы чаще всего имеют несколько конических передач, расположенных горизонтально. В червячных редукторах используются двухступенчатые винты с дополнительным выходным валом. Кроме того, все редукторы могут изготавливаться с двух конструктивных вариантах: чисто механические и мотор-редукторы. Последние получили самое широкое распространение и представляют собой единое устройство, совмещающее в себе электродвигатель, редукторный механизм и различные вспомогательные элементы.

Читать еще:  Особенности правильного выбора АКБ

Использование редукторов различных типов

Редукторы выступают в качестве основного элемента большинства сложных устройств и агрегатов. Они нашли применение практически во всех областях промышленности. В тяжелой промышленности наибольшее распространение получили цилиндрические и червячные редукторы, которые используются для передачи крутящего момента на рабочий инструмент.

В автомобилях редуктор — самый распространенный элемент. Коробка передач, карданный вал, тормозные системы, бензиновые насосы и регуляторы — во всех этих узлах используются редукторы различного типа.

Газовые редукторы и редукторы давления воды используются как в газодобывающей и перерабатывающей промышленности, так и на бытовом уровне (см. Добыча природного газа: особенности и подводные камни). Они позволяют контролировать давление жидкости или газа, изменять его направление.

Мотор-редукторы являются ключевыми элементами бытовой техники: миксеры, комбайны, стиральные машины и дрели используют планетарные или волновые мотор-редукторы для создания оптимальных режимов работы.

Детали машин

Редукторы

Редуктором называют механизм, выполненный в виде самостоятельного агрегата с целью понижения частоты вращения ведущего вала и увеличения крутящего момента на ведомом валу. Отдельной категорией редукторов, которые предназначены для увеличения частоты вращения ведущего вала и, соответственно, уменьшения крутящего момента на ведомом валу, являются мультипликаторы. «Настоящие» редукторы иногда называют демультипликаторами. У мультипликаторов передаточное число меньше единицы, у демультипликаторов – больше единицы.

Как правило, редукторы состоят из зубчатых или червячных передач, установленных в герметичном корпусе, что принципиально отличает его от зубчатых или червячных передач, встроенных в исполнительный механизм, привод или машину.
Редукторы широко применяют в приводах различных рабочих органов машин в различных отраслях машиностроения, поэтому их конструктивные особенности и компоновочные схемы очень разнообразны (рис. 1).

Соединение редуктора с двигателем и рабочей машиной осуществляют с помощью муфт или ременных и цепных передач. Во многих машинах и механизмах широко применяют мотор-редукторы, представляющие собой объединенные в одно целое фланцевый электродвигатель и редуктор (рис. 2), служащий для повышения вращающего момента, развиваемого электродвигателем.

Классификация редукторов

Редукторы классифицируются по типам, типоразмерам и исполнениям.
Тип редуктора определяют по виду применяемых зубчатых передач и порядку их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному, по числу ступеней и по расположению геометрической оси тихоходного вала в пространстве.

По числу ступеней различают редукторы одноступенчатые, двухступенчатые и трехступенчатые.

По расположению геометрической оси тихоходного вала в пространстве различают редукторы горизонтальные, вертикальные и универсальные. Наиболее распространены редукторы с валами, расположенными в горизонтальной плоскости (у червячных редукторов валы скрещиваются, оставаясь горизонтальными).

Типоразмер редуктора определяется типом и главным размером (параметром) тихоходной ступени. Для цилиндрической, червячной и глобоидной передач главным параметром является межосевое расстояние аw , для конической – внешний делительный диаметр колеса de2 , для планетарной – радиус водила Rw , для волновой – внутренний диаметр гибкого колеса в недеформированном состоянии. Все приведенные параметры измеряются в миллиметрах.
Другими параметрами зубчатых редукторов являются коэффициент ширины зубчатых колес, модули (торцовые или нормальные) зубчатых колес, углы наклона зубьев, а для червячных редукторов дополнительно – коэффициент диаметра червяка.

Исполнение редуктора определяют передаточное число, вариант сборки и форма концевых участков валов (цилиндрическая или коническая).

Основная энергетическая характеристика редуктор а – номинальный вращающий момент Т2 на тихоходном валу.

Удельная масса редуктора

Еще одной важной характеристикой редуктора является показатель технического уровня.

Показателем технического уровня редуктора является удельная масса γ – отношение массы (кг) редуктора к номинальному вращающему моменту Т2 (Нм) на выходном валу. Чем меньше удельная масса γ , тем выше технический уровень редуктора.
Значения удельной массы в кг/Нм для одноступенчатых редукторов при Т2 = 315 Нм:
червячного – 0,14, конического – 0,12; цилиндрического – 0,095, планетарного – 0,085, волнового – 0,063.
Значения удельной массы в кг/Нм для двухступенчатых редукторов при Т2 = 1000 Нм:
коническо-цилиндрического – 0,1, цилиндрического по развернутой схеме – 0,085, соосного – 0,070.
В конструкциях с цементированными и закаленными зубьями колес можно получить удельную массу редуктора γ = 0,03…0,05 кг/Нм.

Маркировка и обозначение редукторов

Для обозначения применяемых в редукторах зубчатых передач в нашей стране используют прописные буквы кириллицы при этом первая буква обозначает передачу, расположенную от быстроходного вала: «Ц» – цилиндрические, «К» – конические, «КЦ» – коническо-цилиндрические, «Ч» – червячные, «ЧЦ» – червячно-цилиндрические, «ЦЧ» – цилиндрическо-червячыне, «Г» – глобоидные, «П» – планетарные, «В» – волновые и т. п.
Если редуктор включает две или более одинаковых передач, то их количество указывается цифрой после соответствующей буквенной маркировки – К2 – двойной конический редуктор.

Читать еще:  Транспортный налог и разбитые дороги

Широкие редукторы обозначают буквой «Ш», узкие – «У», соосные – буквой «С». В мотор-редукторах к обозначению спереди добавляют букву «М» (например – МП – мотор-редуктор с планетарной зубчатой передачей).

Горизонтальные редукторы не имеют специального обозначения в маркировке.
Если все валы редуктора расположены в вертикальной плоскости, то к обозначению добавляется индекс «В». Если ось тихоходного ала вертикальна, то добавляют индекс «Т», если ось быстроходного вала вертикальная – индекс «Б». Например, маркировка редуктора Ц2В означает – цилиндрический двухступенчатый редуктор, все валы которого расположены в вертикальной плоскости, а маркировка ЧТ – червячный одноступенчатый редуктор с вертикальной осью тихоходного колеса.

Типоразмер – межосевое расстояние и передаточное отношение редуктора указываются в маркировке цифрами через дефис: КЦ2-180-56 означает, что редуктор имеет коническую и две цилиндрические передачи, при этом межосевое расстояние тихоходной цилиндрической передачи равно 180 мм, а передаточное число редуктора равно 56 (т. е. он в 56 раз уменьшает частоту вращения входного быстроходного вала, увеличивая на эту же величину крутящий момент на выходе).

В полном обозначении редукторов дополнительно указывается климатическое исполнение, форма концов валов (цилиндрические или конусные) и некоторые другие параметры (рис. 3).

Назначение и виды редукторов

Редуктор представляет собой сложный механизм. Он состоит из червячных или зубчатых передач благодаря которым происходит вращение вала рабочего механизма.

Конструктивно он состоит из корпуса, в котором размещены элементы, передающие движение. Это зубчатые колеса, валы и другие. Иногда в корпусе могут находиться дополнительные устройства, обеспечивающие смазку цепей или охлаждение нужных деталей и узлов.

Производители выпускают большое количество агрегатов, отличающихся конструкцией и формой.

  • цилиндрический одноступенчатый. В нем оси ведомого и ведущего вала находятся параллельно;
  • конический, в котором происходит пересечение осей валов;
  • червячный. В них оси в пространстве перекрещиваются;
  • комбинированные механизмы, сочетающие в себе зубчатые и червячные передачи.

В зависимости от числа передач редуктор может быть одноступенчатый или многоступенчатый. Это устройство широко используется человеком во всех сферах его деятельности.

Он включен в состав привода различных механизмов. С его помощью снижается угловая скорость выходного вала. В некоторых случаях угловая скорость должна быть разной.

Для того чтобы это произошло, в корпусе размещают специальный механизм переключения и несколько пар зубчатых колец, обладающих различными передаточными числами. такой механизм известен всем под названием – коробка передач.

Червячные редукторы, достоинства и назначение

К отдельным механизмам, в которых передача вращения осуществляется особым способом, относятся изделия червячного типа.

Они передают крутящий момент, используя червячную передачу. Можно также услышать название зубчато-винтовая передача.

Это объясняется тем, что основными элементами являются червячное зубчатое колесо и специальный винт, который называют червяком.

Этот винт действительно особый, так как профиль резьбы имеет трапецеидальную форму. Для его изготовления применяются материалы, обладающие высокой прочностью.

Существует много разновидностей этого винта, но наиболее востребованными являются одно-, двух-, и четырехзаходные изделия. Заходность зависит от того, сколько имеется каналов резьбы на изделии.

Читать еще:  В Тольятти строят завод для новой Chevrolet Niva

Червячное колесо по внешнему виду напоминает обычное изделие. Но в нем подогнана резьба под форму винта-червяка.

Для мощных червячных редукторов колесо чаще всего изготавливают из различных материалов. Зубья чаще всего выполняют из антифрикционного металла, а для изготовления сердечника используют чугун или недорогую сталь.

Данные агрегаты отличаются высокой эффективностью и используются в тех устройствах, где нужно достигнуть высокого крутящего момента и низкой угловой скорости.

Достигается это за счет конструкции устройства. Ведущим звеном в механизме является червяк. А это значит, что на винт крутящий момент передается от двигателя, после чего происходит вращение выходного вала.

Достоинства агрегатов червячного типа

Прежде чем червячный редуктор купить, необходимо знать какими достоинствами он обладает. К его основным преимуществам можно отнести:

  • плавность хода;
  • уровень шума достаточно низкий;
  • обладает эффектом самоторможения;
  • использование всего двух элементов дает большое передаточное отношение.

К его недостаткам относится низкий коэффициент полезного действия, повышенный износ и из-за сил трения происходит большое выделение тепла. Поэтому чаще всего использовать такие агрегаты предпочтительно в тех случаях, когда необходима передача небольших мощностей.

Чтобы предотвратить быстрый износ устройства, следует соблюдать высокую точность при сборке и регулировке механизма. А для отвода лишнего тепла потребуется установить специальные приспособления.

Типы

Существуют различные типы червячных редукторов, которые отличаются по определенным критериям. Они подразделяются в зависимости:

  • от количества заходов резьбы;
  • от того, как нарезана резьба. Она может быть лево- и правосторонней;
  • от формы винта. Она бывает глобоидной и цилиндрической;
  • от формы профиля резьбы. Он может быть конволютным, архимедовым и эвольвентным;

Зубчатые колеса бывают различных типов. Профиль их зубьев может иметь изогнутую, прямую и роликовую форму. В последнем вместо зубьев применяется вращающийся ролик.

Использование цилиндрических редукторов

Данные изделия представляют собой большую группу механизмов. Их отличительной особенностью является то, что зацепление осуществляется с помощью цилиндрической зубчатой передачи.

В зависимости от расстояния между осями выходного и входного валом могут быть соосными и обладающие параллельными валами.

В свою очередь соосный механизм может быть представлен как цилиндрический одноступенчатый редуктор, или же он может иметь от двух и выше ступеней.

Изделия также отличаются по способу установки. С этой целью используются специальные лапы, фланцы и насадки.

Достоинства цилиндрических моделей

Преимущества цилиндрического редуктора неоспоримы.

  1. Они отличается высоким коэффициентом полезного действия;
  2. Обладают повышенной нагрузочной способностью. Они в состоянии, практически без потерь, передавать большие мощности;
  3. Они отличаются высокой кинематической точностью;
  4. Хорошо работают как при неравномерных нагрузках, так и при любых количествах запусков и остановок;
  5. В этих изделиях отсутствует самоторможение, поэтому у любого из них имеется возможность провернуть выходной вал;
  6. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия, очень мало нагреваются, в результате почти вся энергия передается потребителю;
  7. Обладает хорошей надежностью;
  8. Большое количество вариантов зубчатых передач позволяет подобрать самый подходящий редуктор для требуемого передаточного движения.

Есть у них и недостатки. Это повышенный уровень шума и обладают низким передаточным числом. К недостаткам можно отнести и отсутствие обратимости, но это только в том случае, когда нужно чтобы выходной вал внешней нагрузки не имел возможности поворота.

Использование цилиндрических редукторов

Обладая хорошими преимуществами, цилиндрический одноступенчатый редуктор, а также двух- и трехступенчатые механизмы считается лидером среди подобных устройств.

Изделия нашли свое применение в металлорежущих станках, их устанавливают в мешалках, измельчителях, в валковом и другом оборудовании.

Практически ограничений для их использования нет, за исключением тех случаев, когда целесообразнее будет использовать другие типы агрегатов.

Например, если возникла необходимость, чтобы механизм имел плавный ход или же нужна в приводе угловая компоновка. Цилиндрические редукторы могут располагаться горизонтально и вертикально.

Наиболее востребована горизонтальная установка цилиндров. А в целом выбор зависит от того, насколько удобна компоновка привода.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector