Червячно цилиндрический pедуктор: преимущества

Во всех отраслях промышленности при создании машин, призванных повысить производительность, улучшить условия труда, снизить нагрузку на человека, сделать его жизнь комфортнее используются редукторы. Само название устройства произошло от латинского reductor – отводящий/приводящий назад.

Виды редукторов

Основное назначение редуктора состоит в снижении частоты вращения (уменьшении угловой скорости) тихоходного вала, увеличении момента выходного элемента. Типа механической передачи служит основополагающим принципом для выделения нескольких видов агрегатов:

• цилиндрические;
• червячные;
• конические;
• планетарные;
• глобоидные;
• волновые;
• цилиндро-червячные;
• цилиндро-конические.

При выборе изделия нужно учитывать его технические характеристики (выходную мощность, коэффициент редукции, момент нагрузки), преимущества и недостатки.

Редуктор цилиндрический

Благодаря способности создавать усилие большой мощности, высокому КПД (до 95%), наибольшее распространение получили цилиндрические редукторы. Мощность, передаваемая вращением параллельных или соосных валов, зависит от размера и типа редуктора, вида и количества используемых передач, колес. Они долговечны, просты в изготовлении и обслуживании.

Соосные механизмы отличаются более высоким КПД. Производительность увеличивается благодаря меньшему расстоянию между осями валов, что ведет к естественному увеличению мощности в результате недогруженности быстроходного вала. Кроме того они обладают высокой надежностью. Среди основных недостатков устройств данного вида – сложность конструкции.

Передаточное отношение (коэффициент редукции) напрямую связано с количеством передач и определяется размером последнего колеса. Если для одноступенчатой модели передаточное число равняется 1,5-10, то для трехступенчатых характеристика может иметь величину 60-100. Получение большого передаточного числа в одну ступень ведет к значительному увеличению размеров тихоходного колеса. Это не выгодно экономически, так как существенно повышается металлоемкость и размеры изделия.

В зависимости от типа зубьев вала выделяют два вида цилиндрических редукторов: прямозубые и косозубые. Прямая форма позволяет проводить зацепление всей длиной зуба. Обычно это открытые редукторы высокой мощности. Они подвержены быстрому износу, издают повышенный шум. При непрямой форме зубьев захват осуществляется постепенно, благодаря чему снижается уровень вибрации, шума, для вращения вала требуется меньшее усилие, увеличивается КПД.

Одним из подвидов цилиндрических агрегатов являются редукторы постоянного тока. Они могут иметь параллельные или соосные валы, 2, 3 и более ступеней. Основные их потребительские преимущества – надежность и стабильная работа при перегрузках.

Область использования цилиндрических редукторов очень обширна: машиностроение, автомобилестроение и так далее. Они широко используются при создании приводов с помощью валов:

• измельчители;
• экструдеры;
• мешалки;
• станки по металлу и другие виды машин.

Сферу их применения ограничивает лишь необходимость получить агрегат небольших размеров с большим передаточным числом и плавным ходом.

Червячные редукторы

Основным элементом редукторов червячного типа является винт (червячная передача), по внешнему виду он напоминает червяка, откуда и получил свое название. Оси движущихся деталей скрещиваются, чаще всего под углом 90°. Червяк может располагаться вертикально (сбоку от колеса) или горизонтально (сбоку или над колесом). Передача может быть как одна (механическая планетарная) так и несколько. Двигатель, имеющий встроенный червячный редуктор называют мотор-редуктор.

Основными преимуществами устройств данного вида являются:

• высокое передаточное число на одну степень передачи, у моделей общего назначения – до 80, у специализированных – до нескольких сотен;
• плавность хода;
• бесшумность;
• возможность самоторможения;
• небольшие габариты;
• простота конструкции;
• низкая стоимость.

Но, разумеется, есть у них и недостатки: быстрая изнашиваемость колеса изготавливаемого из бронзы, низкий КПД, ограничение по передаваемой мощности.

Редукторы с червячной передачей применяются в тех случаях, когда отсутствуют значительные ударные нагрузки, невысока периодичность включений/отключений:

• транспортеры;
• подъемники;
• насосы;
• металлообрабатывающие станки;
• приводы;
• мешалки и так далее.

Это низко бюджетное решение для понижения частоты вращения привода, увеличения крутящего момента.

Цилиндро-червячные редукторы

Одной из конструктивных разновидностей цилиндрического редуктора является цилиндро-червячный агрегат. Он относится к типу двухступенчатых:

• первая, быстроходная передача – цилиндрическая;
• вторая, тихоходная передача – червячная.

Соединение выполняется при помощи фланца. Прямой угол, под которым пересекаются оси вала двигателя и выходного вала, способствуют более удобному расположению привода. Вращение редуктору передается от насаженного на вал двигателя ведущего зубчатого колеса.

Цилиндрическое зубчатое колесо изготавливается из высоколегированной стали, зубья проходят несколько этапов закалки. Зубчатый венец червячной передачи выполняется центробежным литьем из высокопрочной бронзы.

Среди преимуществ, которыми обладают редукторы данного вида:

• широкий диапазон передаточных величин, начиная с 50-150 до 400;
• более высокий КПД;
• повышение крутящего момента от 100 до 2800Нм;
• компактность;
• увеличенный эксплуатационный срок;
• способность воспринимать высокие нагрузки, возникающие в момент пуска.

Цилиндро-червячный редуктор предназначен для решения задач, которые сопровождаются высокими аксиальными и радиальными нагрузками, что обеспечивается точной геометрией валов и их зубчатого сцепления.

Выбор редуктора

Выбирая редуктор нужно учитывать его тип, габариты (типоразмер), кинематическую схему, сервис-фактор, передаточное отношение. Неправильно выполненные расчеты приведут к поломке оборудования, непредусмотренным финансовым затратам на ремонт или приобретение нового механизма.

Типоразмер определяется по каталогу, в котором указывается также максимальное значение крутящего момента. Для вычисления выходного момента нагрузки M2, действующей на редуктор, используется специальная формула:

M_2=(9550*P_1*R_d)/n_2 ,где n_2=n_1/i,а i=n_1/n_2 .

n1 и n2 – частоты, с которыми вращаются быстроходный и тихоходный вал, соответственно (об/мин);
P1 – подводимая мощность быстроходного вала (кВт);
Rd – динамический КПД (%);
i – передаточное число.

Еще одной важной характеристикой редуктора является сервис-фактор, вычисляемый как отношение максимально допустимого для данного редуктора момента к номинальному, определяемому параметрами двигателя:

S_f=M_2max/M_2 .

Значение сервис-фактора определяет возможность использования редуктора для решения стоящих перед потребителем задач. Для нормальной нагрузки (до 60 стартов в час) достаточно, чтобы Sf=1. При повышении количества пусков до 150, эта величина должна равняться 1,5. Ударная нагрузка, которая может вызвать заклинивание вала, требует, чтобы сервис-фактор равнялся 2 или был выше.

Эксплуатация и техобслуживание редуктора

Для того чтобы редуктор долго и исправно служил, за ним нужно ухаживать, проводить ежесменное эксплуатационное обслуживание, проверку технического состояния, ежегодное освидетельствования. Если механизм отработал определяемый эксплуатационной документацией срок использования, то к освидетельствованию должны привлекаться специалисты экспертных организаций. Периодически (после наработки 8000 часов) нужно заменять масло.

Перечень основных мероприятий, включаемых в обслуживание редуктора достаточно невелик:

• протереть салфеткой (ветошью) или обдуть сжатым воздухом, освобождая поверхности от пыли, грязи;
• измерить уровень масла;
• убедиться в надежном креплении механизма к основанию;
• проверить надежность соединения деталей, элементов;
• проконтролировать техническое состояние защитных элементов;
• устранить выявленные недостатки.

Регулярное техническое обслуживание необходимо для безопасной, продолжительной эксплуатации агрегата.

Редукторы STM-GSM

Качество, достойное профессионалов – вот главный принцип, которому следуют сотрудники итальянского концерна STM team. Концерн объединяет две компании – STM S.p.A. и GSM S.p.A., изготавливающие все виды редукторов общепромышленного назначения с диапазоном крутящих моментов 8-850 кНм, подразделяемые на несколько категорий:

• HIGH TECH – агрегаты со средним и большим крутящим моментом;
• STANDARD – механизмы с малым и средним крутящим моментом;
• ELECTRONIC – электродвигатели;
• SPECIAL – редукторы специального назначения.

По своим техническим и эксплуатационным характеристикам, надежности, долговечности они значительно превышают параметры агрегатов, производимых другими ведущими мировыми компаниями: Bonfiglioli, Bauer, Danfoss, Motovario и другими.

Редукторы STM и GSM – это оптимальное решение для стандартных и нестандартных задач, стоящих перед потребителями в различных областях промышленности, сельского хозяйства. Основное их отличие от аналогов:

• прочный, надежный корпус из высококачественной стали, чугуна;
• специальные ребра для бесшумной работы;
• стойкость к предельным нагрузкам;
• системы принудительного охлаждения, для предупреждения перегрева, и смазывания;
• высокий вращающий момент (до 1200 кНм).

Самостоятельно или с помощью наших специалистов подберите в каталоге мотор-редуктор, который будет оптимально отвечать требованиям вашего производства. Грамотный выбор поможет вам сэкономить на обслуживании, ремонте, сведет к минимуму простой техники в результате непредвиденной поломки оборудования.