Mototehnika21.ru

МотоТехника Онлайн
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Червячные редукторы: описание, преимущества и недостатки

Принцип работы червячного редуктора

Принцип работы червячного редуктора заключается в характерном сцеплении зубьев вала и колеса. Червяком называют винт с нарезанной резьбой, профиль которой близок к трапецеидальной. А червячное колесо имеет косые зубья со специальным профилем. Во время вращения червяка происходит перемещение витков его резьбы вдоль оси, в результате чего зубья червячного колеса продвигаются в этом же направлении.

Ось червячного колеса и ось червяка скрещены под углом 90˚, а расстояние между ними определяет размер редуктора. Маркировка означает одноступенчатый тип редуктора с расстоянием между осями 80 мм.

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.

Особенности

Сфера применения червячного редуктора определяется особенностями каждого отдельного устройства. Среди таких факторов выделяют следующие:

  • Тихоходное и быстроходное исполнение. При большой скорости вращения червяк располагают вверху, при низкой – в нижней части;
  • Необходимость обеспечить подачу масла под давлением, если механизм будет вращаться с высокой скоростью. При низкой скорости достаточно естественной циркуляции смазочного материала.

Разработкой редукторов занимаются высококвалифицированные специалисты, которые обязательно учитывают будущую сферу применения устройства и предполагаемые нагрузки. Использование чугуна для изготовления корпуса гарантирует надежную защиту всех элементов, расположенных внутри, а также максимально продлевает срок службы.

Передаточное отношение должно обязательно учитываться при выборе червячного редуктора. Этот показатель является одним из наиболее важных.

Преимущества

1. Одно из главных преимуществ – это высокий коэффициент полезного действия. Именно благодаря этому данные редукторы являются экономичными в плане энергопотребления. Принято считать, что КПД такого редуктора 98%, если не брать во внимание передаточное отношение.

2. Сравнительно большая нагрузочная способность. Если для конкретно поставленных целей использовать цилиндрические редукторы, обладающие соответствующим и габаритами, то их пропускаемая мощность очень велика.

3. Довольно небольшой люфт выходного вала, обеспечивающий сравнительно высокую кинематическую точность, коей обладает представленный цилиндрический редуктор.

4. Низкая рабочая температура, чему содействует один из самых высоких КПД. Ввиду этого совершенно нет масштабных энергетических потерь. Энергия в большинстве своем полностью передается от источника напрямую получателю.

5. Возможность реверса, несмотря на передаточное число, другими словам – полное отсутствие такого явления, как самоторможение. Выходной вал любого цилиндрического редуктора можно свободно вращать без каких-либо усилий.

6. Стабильное функционирование при частых запусках и остановках агрегата, вместе с этим и при неравномерных нагрузках. Эта положительная черта дает возможность их использования в приводных элементах, в которых используется пульсирующий режим работы.

Преимущества

Привод, основанный на вале червячного редуктора, действительно хорошо проявляет себя в машине. Дело в том, что он может, благодаря такому строению, занимать действительно мало места — несравнимо меньше с цилиндрическим редуктором.

Одна из основных задач, стоящих перед специалистами, развивающими подобного рода механизмы, заключается в снижении частоты вращения, что именно с червячной передачей получается сделать наиболее качественно. Попутно выходит и повышение крутящего момента. При этом специалисты отмечают отсутствие снижения прочности готовой конструкции, что позволяет использовать её в самых сложных механизмах, где перепад нагрузок может быть просто огромным.

Некоторые считают это косметическим бонусом, но предельно низкий уровень шума, который получается при работе данного механизма, является очень важной характеристикой. Есть огромное количество машин, в которых одним из основных требований является бесшумная работа привода. В этой ситуации остается один выход — купить редуктор червячный. При том что сниженный уровень шума это не та характеристика, ради которой пришлось чем-то жертвовать — она вытекает из особенностей строения, потому снижения прочности или повышения массы ждать не стоит.

Читать еще:  Мотоциклы с автоматической коробкой передач список моделей

Специалисты отмечают, что колоссальным преимуществом червячной передачи стала плавность хода, которая в других системах либо не может быть достигнута, либо достигается большими жертвами — сравнивать с цилиндрическими аналогами не приходится.

Одно из ключевых мест в характеристиках червячной передачи занимает такое свойство как «самоторможение». Дело в том, что, с одной стороны, для запуска работы ведущего вала не требуется много энергии, что позволят значительно экономить. С другой стороны, он не является таким уж подвижным. Энергия для вращения вала должна быть подана определённым образом и в обычной ситуации эта система затормаживается, так что провернуть её будет невозможно. Специалист, использующий червячную передачу в какой-то системе, может быть уверен, что ни через день, ни через месяц вал не сместится даже на миллиметр.

Особенности конструкции и эксплуатации червячных редукторов

Под червячным редуктором подразумевается агрегат, для функционирования которого используется червячная передача, благодаря которой крутящий момент двигателя превращается в угловую скорость. С учетом разницы механической передачи для приводных механизмов различного типа, редуктор получил такое название из-за того, что в основе червячной передачи лежит винт, который внешне напоминает червя.

Основные характеристики

В приводном механизме данного типа энергия преобразуется благодаря незначительному крутящему моменту на входном валу и повышенному уровню угловой скорости. Двигатель, на котором установлен такой агрегат, носит название червячного мотор-редуктора.

Самым востребованным среди современных потребителей сегодня считается одноступенчатый червячный редуктор производства группы компаний UnitDrive и ООО ПТЦ Привод, хотя на самом деле потребительские требования простираются гораздо шире, нежели использование исключительно этой модели, и при необходимости получения высоких передаточных отношений гораздо актуальнее было бы использование двухступенчатого или зубчато-червячного варианта.

В редукторе одноступенчатого типа червяк может быть прсоединен вертикально на боковой поверхности колеса, либо горизонтальнонепосредственно над ним или так же сбоку его. В процессе выбора схемы необходимо учесть все те требования, которые предъявляются к компоновке, не забывая при этом о том, что в случае, когда червяк располагается сбоку поверхности колеса, подшипники с большим трудом подвергаются смазке.

Основные преимущества червячных мотор-редукторов

Мотор-редуктор, оснащенный червячной передачей, имеет конструкцию, которая позволяет обеспечить:

  • Высокий уровень функциональности;
  • Бесшумную плавную работу;
  • Компактные размеры;
  • Возможность самоотторжения;

Где применяются червячные редукторы?

Область применения червячных редукторов достаточно широка, в частности, их применяют в случаях, где необходимо использовать недорогое решение, позволяющее уменьшить в несколько раз частоту вращения привода, одновременно увеличив крутящий момент, при условии небольших ударных нагрузок и достаточно редкой периодичности эксплуатации.

А вот в системах позиционирования редукторы подобного типа применять не рекомендуется, так как люфт в процессе передачи может оказать отрицательное воздействие на точность работы данного агрегата.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Достоинства этого типа редукторов

— Максимальное передаточное число червячной пары может быть 1:110. Иногда и больше. Значит, у червячной передачи потенциал снижения частоты вращения и повышения крутящего момента намного больше, чем у других видов передач. Достичь показателей такого уровня, применяя цилиндрические передачи, можно лишь в трехступенчатом либо в планетарном редукторе.

В червячном варианте с этой целью можно применить лишь одну ступень. Этот фактор становится условием определенной простоты и ценовой доступности червячных редукторов относительно цилиндрических.

Читать еще:  Замена масла в АКПП (PowerShift) Форд Мондео

— Низкий уровень шума обеспечивается особенностями зацепления. Это предоставляет возможность использовать червячные редукторы в агрегатах, к которым предъявляются высокие требования к бесшумности привода. При этом отметим, что шумы все-таки производят двигатели и механизмы, которые приводятся в движение.

ВАЖНО! Плавность хода червячной передачи. Специфика работы червячного зацепления такова, что у червячных редукторов плавностью хода по сравнению с цилиндрическими редукторами больше.

Полного самоторможения можно достичь в передаче, если у нее угол подъема винтовой линии червяка равен или меньше 3,5°. Обращаем внимание на то, что те, кто производят редукторы, не всегда считают необходимым предоставлять сведения об этом параметре в своих каталогах. И потому разработчики вынуждены оперировать только передаточными числами.

В зависимости от сферы использования редуктора данное свойство является как достоинством, так и недостатком. Скажем, серьезной ошибкой было бы применять червячный редуктор в приводе закаточного устройства. Все потому, что, когда заправляешь его, то необходимо руками поворачивать бобину, на которой закатываемый листовой материал. И наоборот, если применять червячный редуктор в приводе подъемника, то это в большинстве случаев предоставляет возможность обойтись без установки дополнительного тормозного устройства.

— Есть исполнения червячных редукторов, у которых полый выходной вал. Данные варианты предоставляют возможность производить установку редукторов сразу на валы исполнительных механизмов, не используя соединительные муфты либо дополнительные механические передачи.

ВАЖНО! Подобная установка вместе использованием так называемых «реактивных штанг» делает проще конструкцию и меньше габарит привода. Данное преимуществом есть не только у червячных редукторов. Оно есть также и у других типов редукторов.

Цилиндрические редукторы

Цилиндрические редукторы являются самыми популярными в машиностроении. Они позволяют передавать достаточно большие мощности, при этом КПД достигает 95%. Вращение передается между параллельными или соосными валами. Передаваемая мощность зависит от типоразмера редуктора. В цилиндрических редукторах применяются передачи, состоящие из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колес. Количество цилиндрических передач напрямую влияет на передаточное отношение. Например, одноступенчатый редуктор может иметь передаточное число 1,5 до 10, две ступени — от 10 до 60, а три ступени — от 60 до 400.

Кинематические схемы наиболее распространенных видов цилиндрических редукторов представлены на рисунке ниже:

А) — Простой одноступенчатый цилиндрический редуктор
Б) – Двухступенчатый редуктор цилиндрический с несимметричным расположением зубчатых колес
В) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор, входной вал быстроходной передачи изготовлен с двумя шестернями
Г) – Соосный цилиндрический редуктор
Д) — Соосный цилиндрический редуктор с симметричным расположением опор относительно тихоходной передачи
Е) — Соосный цилиндрический редуктор с шевронной быстроходной передачей
Ж) — Соосный цилиндрический редуктор с раздвоенной передачей
З) — Соосный цилиндрический редуктор с посаженными на быстроходный вал двумя косозубыми шестернями с противоположенным наклоном зубьев
И) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор с раздвоенной быстроходной и тихоходной передачей

Планетарные редукторы.

Планетарными называют зубчатые редукторы, содержащие зубчатые колеса с перемещающимися геометрическими осями. Эти зубчатые колеса, называемые планетарными или сателлитами, движутся подобно планетам Солнечной системы, от чего и получили свое наименование. Зубчатые колеса, с которыми сцепляются сателлиты, называются центральными. Оси сателлитов закрепляются в звене передачи, называемом водилом, которое, так же как и центральное колесо, вращается вокруг центральной, или основной, геометрической оси передачи.
Одно из центральных колес планетарной передачи установлено неподвижно. Ведущим (или ведомым) валом передачи служит вал подвижного центрального колеса, а ведомым (или ведущим) — вал водила.

Читать еще:  Как нужно прогревать вариатор зимой? обзор момента renoshka.ru

Нагрузки со стороны каждого центрального колеса или водила воспринимаются одновременно несколькими (от 3 до 6) сателлитами. Вследствие этого размеры зубчатых колес планетарного редуктора по сравнению с простой передачей значительно меньше.
Следовательно, основные достоинства планетарных редукторов — большие передаточные отношения, компактность и малая масса.

Преимущества планетарных редукторов

Большие передаточные числа;

планетарные передачи, по сравнению с обыкновенными, требуют повышенной точности изготовления и сложнее в сборке.

при высоких передаточных числах работоспособность и коэффициент полезного действия сильно снижаются.

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.

  • Лёгкие и прочные корпусные детали из высококачественного алюминиевого сплава, не подверженного коррозии
  • Повышенные моменты на выходном валу
  • Плавность хода и низкий уровень шума, возможность долговременной работы в тяжёлых условиях
  • Презентабельный внешний вид, долговечность, уменьшенные размеры
  • Возможность установки в любом положении

Материалы

Корпус:

  • габариты 025. 090 — алюминиевый сплав
  • габариты 110. 130 — чугун

Червяк:

  • Сталь 20Х, науглероженная и закаленная до 56. 62 HRCэ, цементированная до толщины слоя цементации 0.3. 0.5 мм, последующая прецизионная шлифовка

Червячное колесо:

  • Износостойкая оловянная бронза

Обработка корпусов и окраска:

  • Корпуса из алюминиевого сплава подвергаются пескоструйной обработке, фосфатированию, окраске. Окраска: синий RAL 5010
  • Корпуса из чугуна обрабатываются антикоррозионной грунтовкой, затем окрашиваются. Окраска: синий RAL 5010

Сервис-фактор

Сервис-фактор (f.s.) зависит от условий эксплуатации червячного редуктора.
Параметры, которые необходимо учитывать для точного расчета сервис-фактора:

  • тип нагрузки рабочего оборудования: A — B — C
  • продолжительность рабочего времени: часов/день (∆)
  • частоту пусков: запусков/час (*)

A — равномерная fa ≤ 0.3
B — средние колебания fa ≤ 3 C — сильные колебания fa ≤ 10

fa = Je/Jm,

где Je (кгм2) момент сниженной инерции внешней нагрузки на ведущем валу
Jm (кгм2) момент инерции двигателя При fa > 10 необходимо обратиться в техническую службу.

A — Шнеки для подачи легких материалов, вентиляторы, сборочные линии, ленточные конвейеры для легких материалов, малые смесители, подъемники, очистители, заполнители, системы управления.
B -Намоточные механизмы, механизмы подачи деревообрабатывающих станков, грузовые лифты, балансиры, резьбонарезные станки, средние смесители, ленточные конвейеры для тяжелых материалов, лебедки, раздвижные дверцы, скребки для удобрений, упаковочные машины, смесители бетона, крановые механизмы, фрезы, гибочные машины, шестеренчатые насосы.
C -Смесители для тяжелых материалов, ножницы, прессы, центрифуги, суппорты, лебедки и подъемники для тяжелых материалов, токарношлифовальные станки, камнедробилки, ковшовые элеваторы, сверлильные станки, молотковые дробилки, кулачковые прессы, гибочные машины, поворотные столы, очистные барабаны, вибраторы, измельчители.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector