Какие преимущества имеют редукторы с червячной передачей?
Современные червячные редукторы, в том числе и модели типа Ч, характеризуются рядом достоинств. Хотя и недостатков эти преобразователи тоже не лишены. Но обо всем по порядку.
Среди преимуществ червячных редукторов Ч стоит выделить:
- компактные габариты – упрощается процесс установки преобразователя, оборудование в сборе занимает меньше места;
- высокий уровень передаточных чисел при использовании всего одной ступени;
- тихая работа благодаря высокому уровню сцепления;
- плавный ход и торможение.
Что касается недостатков, то самый существенный из них – достаточно низкий уровень КПД. Возникающие в результате потери энергии приводят к сильному нагреву устройства во время работы. Из-за быстрого износа рабочих деталей при трении сокращается эксплуатационный срок преобразователя. В среднем он составляет около 10 000 часов.
Достоинства и недостатки
Червячная передача в силу своих конструктивных особенностей имеет как достоинства, так и недостатки.
Из достоинств стоит отметить плавность хода, эффект самоторможения, низкий уровень шума, большое передаточное отношение с использованием всего двух деталей.
Из недостатков следует обратить внимание на сравнительно низкий КПД, повышенный износ, заедание, большое тепловыделение вследствие сил трения. Низкий КПД обуславливает применение подобных механизмов при передаче относительно небольших мощностей до 100 кВт
Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы. Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла.
Различие редукторов в основном сводится к различиям червяков и зубчатых колес, из которых собран данный червячный редуктор.
Червяки разделяются на типы по следующим признакам:
- по количеству заходов резьбы: однозаходные, многозаходные
- по направлению нарезки резьбы: правые, левые
- по форме винта, на котором нарезана резьба: цилиндрические, глобоидные
- по форме профиля резьбы: с конволютным профилем, с архимедовым профилем, с эвольвентным профилем
- Зубчатые колёса разделяются на типы по следующим признакам:
- по типу колеса: собственно колесо, зубчатый сектор, вырожденный сектор
- по профилю зубьев: прямой, вогнутый, роликовый (вместо зубьев используется вращающийся ролик)
Червячные редукторы со встроенным двигателем называются червячными мотор-редукторами. В редукторах чаще всего двигательный вал располагается под прямым углом к движимому. Компоновка червячного редуктора выбирается исходя из конкретных требований к устройствам. Двигатель может располагаться как сверху приводимого в движение колеса, так и снизу и сбоку. При боковом расположении двигатель устанавливается вертикально. Вследствие вертикального расположения усложняется процесс смазки подшипников вала, а также чистки внешних элементов.
Недостатки червячных редукторов
Данный механизм имеет и недостатки, которые накладывают значительные ограничения на использование червячной передачи, если мощность агрегата превышает 60 кВт. К недостаткам редуктора этого типа относятся:
Низкий КПД
В сравнении с другими устройствами по трансформации крутящего момента, КПД червячного редуктора значительно ниже, поэтому там, где не требуется высокая плавность хода и низкий уровень шума, данные механизмы не применяются по экономическим соображением.
Нагрев
Несмотря на то, что червячная передача находится в рабочей смазке в течение всего срока эксплуатации, все равно происходит значительный нагрев в результате трения металлического червяка и ведомой шестерни.
Особенно сильно этот нежелательный эффект проявляется, если мощность агрегата превышает 16 кВт.
Большой люфт между валами
Данная проблема проявляется при значительном износе червячного привода и имеет большее значение, чем в других видах передаточных механизмов.
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.
Система смазки редуктора
Каждый такой агрегат автомобиля имеет систему смазки. Масло под давлением подает на подшипники и цепной механизм. Помимо своей прямой обязанности система смазки охлаждает и выносит лишние элементы износа из корпуса редуктора, которые смогут привести в негодность цепные шестеренки. Эти элементы выходят из системы с маслом и задерживаются фильтром.
Чтобы масло не смогло вытекать из корпуса редуктора, требуются специальные сальники. Специальные сальники в автомобиле есть не только в этой системе. Эти сальники есть везде, где требуется герметичность. Для того, чтобы сальники создавали герметичность, сальники нужно правильно установить. Замена сальников является такой же сложной процедурой, как и ремонт редуктора. Первой причиной того, что требуется заменить сальники, является след масла на корпусе.
Редукторы Ч: особенности конструкции и технические характеристики
В основе редукторов типа Ч лежит червячная передача. Состоит она из двух элементов:
- червяка – винта с особой резьбой;
- червячного колеса с косыми зубьями.
Винт является ведущим звеном, а колесо – ведомым. Другое название червячной передачи – зубчато-винтовая. Для производства рабочего колеса используют два материала. Сердечник делают из прочной стали или чугуна, а венец – из бронзы.
Передаточное число, которое позволяет получить червячная передача, намного выше, чем у аналогичной зубчатой. Поэтому для оснащения большинства видов промышленного оборудования достаточно одноступенчатого червяного редуктора.
Все рабочие элементы редуктора Ч помещены в чугунный корпус. В верхней и нижней части корпуса предусмотрены лапы для монтажа. При эксплуатации в продолжительном режиме работы преобразователь нуждается в комплектации вентилятором. Его устанавливают на червячный вал с наружной стороны.
Технические характеристики редукторов Ч приводятся в паспорте. Преобразователи выпускаются в трех типоразмерах с межосевым расстоянием 100, 125 и 160 мм. Все типоразмеры преобразователя с подробным описанием технических характеристик представлены здесь. Диапазон передаточных чисел – от 8 до 80. Номинальный крутящий момент – от 360 до 2000 Нм. КПД редукторов Ч – от 377% до 81%.
Проектирование червячного редуктора
Смастерить червячный редуктор своими руками практически невозможно. Расчёт червячного механизма должен осуществляться квалифицированным специалистом. Когда чертёж будет сделан, все детали по нему изготавливаются только из материалов надлежащего качества, иначе зубчатый механизм может выйти из строя после непродолжительной работы. Сборка червячного редуктора, также должна осуществляться опытным мастером. Несоблюдение этого правила может значительно снизить эксплуатационный ресурс детали, ведь кроме правильной установки валов, понадобится тщательная регулировка червячного механизма.
Если необходимо применение червячного редуктора для того чтобы установить самодельный механизм по передаче крутящего момента, то в это случае лучше использовать уже готовые б/у изделия от техники, в которой используется подобный вид передачи крутящего момента. В том случае, когда осуществляется самостоятельная разработка новых устройств, которые будут запатентованы, проектирование червячного редуктора следует заказать в конструкторском бюро, занимающемся подобными разработками.
Система смазки редуктора
Каждый такой агрегат автомобиля имеет систему смазки. Масло под давлением подает на подшипники и цепной механизм. Помимо своей прямой обязанности система смазки охлаждает и выносит лишние элементы износа из корпуса редуктора, которые смогут привести в негодность цепные шестеренки. Эти элементы выходят из системы с маслом и задерживаются фильтром.
Чтобы масло не смогло вытекать из корпуса редуктора, требуются специальные сальники. Специальные сальники в автомобиле есть не только в этой системе. Эти сальники есть везде, где требуется герметичность. Для того, чтобы сальники создавали герметичность, сальники нужно правильно установить. Замена сальников является такой же сложной процедурой, как и ремонт редуктора. Первой причиной того, что требуется заменить сальники, является след масла на корпусе.
Базовые правила монтажа редуктора
Монтаж редуктора осуществляется только после удаления всех остатков упаковки, в которой он приехал на площадку. Ставится оборудование на подготовленное основание – жесткий прочный фундамент, который не просядет под весом.
При проседании основания его валы могут перекоситься: возникнет дополнительное усилие на подшипники и подвижные части, ускорится их износ и механизм выйдет из строя раньше времени. Во избежание тех же последствий следует на каждом этапе монтажа редуктора жестко контролировать совместимость осей валов (мотора, механизма).
Перед началом монтажа мотор-редуктора, доставленного в разобранном виде, нужно проверить:
- корпус редуктора снаружи и изнутри (герметичность, чистоту, общее состояние);
- качество и наличие подшипников;
- жесткость опорных деталей;
- плоскости разъема;
- зазоры.
Если в сборке мотор-редуктора предусмотрены насаживаемые компоненты (звезды, муфты на вал или шкив), их надо нагреть (до 100–150 градусов минимум). Это поможет снизить усилие при насаживании и обеспечить максимально плотную посадку. Стучать в процессе по муфте ударными инструментами нельзя (это может повредить подшипники или другие узлы комплекта).
После установки – проконтролировать, чтобы оси шестерен были параллельны друг другу, а расстояние между центральными точками валов соответствовало паспортному.
Типы редукторов
Конструкция любого преобразующего устройства для мотоблока (редуктора) состоит из набора передающих движение валов или зубчатых колес разного диаметра, заключенных в прочный корпус.
Преобразующие устройства делятся на несколько видов по типу передачи:
- цепной;
- ременной;
- шестеренчатый;
- червячный (шестеренчато-червячный);
- комбинированные системы.
Внутри корпуса шестеренчатого редуктора размещаются валы с насаженными на них шестернями, имеющими прямые или косые зубья. Шестерни передают вращение от двигателя к движущимся деталям
. Конические шестерни используются в угловых механизмах для тяжелых мотоблоков.
На что обращать внимание при выборе червячного редуктора
При выборе червячного редуктора обязательно обращайте внимание на следующие конструкционные особенности и технические характеристики:
- Необходимое взаимное расположение входного и выходного валов.
- Допустимые габаритные размеры с учетом особенностей оборудования, к которому предполагается подключение.
- Требуемое передаточное число и величину мощности с которой придется работать.
- Создаваемый при работе уровень шума.
Обращаем внимание на тот факт, что в промышленных установках различного назначения большее применение получили именно отечественный редукторы червячного типа, так как они обладают большим запасом прочности и рабочим ресурсом. А вот в системах автоматизации с редукторами небольших габаритных размеров лучше себя зарекомендовали импортные механизмы
Преимущества и недостатки
Среди основных преимуществ червячного редуктора выделяют следующие эксплуатационные характеристики:
- Увеличенное передаточное число механизма, которое может достигать 1 к 110 и даже более для спецмодификаций.
- Высокая плавность хода, отсутствие рывков при запуске электропривода.
- Малошумность редуктора, позволяющая использовать его даже в жилых помещениях.
- Эффект самоторможения, обеспечивающий остановку и фиксацию выходного вала в требуемом положении.
Отметим, что при соизмеримом передаточном числе и передаваемой мощности червячные редукторы имеют более компактные габариты. Благодаря этому могут использоваться в приводах установок, к которым предъявляются жесткие требования по размерам.
Но следует отметить и негативные моменты, обусловленные конструкцией червячного редуктора:
- Повышенное трение между рабочими элементами редуктора приводит к снижению КПД механизма.
- По этой же причине существенно увеличен и нагрев редукторов червячного типа.
- Увеличенный люфт выходного вала, который растет на протяжении всего периода эксплуатации. Это обусловило меньший рабочий ресурс механизма.
- Червячные редукторы целесообразно использовать только при передаваемой мощности не более 60 кВт. При этом большинство импортных модификаций имеют еще более жесткие ограничения в пределах 15 кВт.
- Не рекомендуется применять оборудование этого типа в механизмах, работающих в режиме с частыми пусками.
Обращаем внимание — из-за высоких значений сил трения механизм чувствителен к качеству и соблюдения периодичности смазки, качеству используемых смазочных материалов. Нарушение регламента техобслуживания приводит к повышению рабочей температуры механизма, снижению его надежности и сокращению общего рабочего ресурса
Размеры концов тихоходных валов (варианты сборки 51-53)
Типоразмер редуктора | Быстроходный вал | Тихоходный вал | ||||||||||||||||
Форма конца вала | d | Предельное отклонение | d1 | l | l1 | l2min | b | t | Форма конца вала | d | Предельное отклонение | d1 | l | l1 | l2min | b | t | |
Ч-63 | конический | 22 | – | НМ6 ГОСТ 14034-74 | – | 36 | 24 | 4 | 11,6 | цилиндр. | 25 | +0,015 +0,002 | НМ6 ГОСТ 14034-74 | – | 42 | 24 | 8 | 28 |
Ч-80 | 25 | – | НМ8 ГОСТ 14034-74 | – | 42 | 30 | 5 | 13,45 | 32 | +0,018 +0,002 | НМ8 ГОСТ 14034-74 | – | 58 | 25 | 10 | 35,5 | ||
Ч-100 | конический | 32 | – | М20х1,5 | 80 | 58 | – | 6 | 17,05 | конический | 45 | – | М30х2 | 110 | 82 | – | 12 | 23,5 |
цилиндр. | 32 | +0,018 +0,002 | – | 80 | – | – | 10 | 35,0 | цилиндр. | 45 | +0,018 +0,002 | – | 110 | – | – | 14 | 48,5 | |
Ч-125 | конический | 32 | – | М20х1,5 | 80 | 58 | – | 6 | 17,05 | конический | 55 | – | М36х3 | 110 | 82 | – | 15 | 28,9 |
цилиндр. | 32 | +0,018 +0,002 | – | 80 | – | – | 10 | 35,0 | цилиндр. | 55 | +0,021 +0,002 | – | 110 | – | – | 16 | 59,0 | |
Ч-160 | конический | 40 | – | М24х2 | 110 | 82 | – | 10 | 20,95 | конический | 70 | – | М48х3 | 140 | 105 | – | 18 | 36,4 |
цилиндр. | 40 | +0,018 +0,002 | – | 110 | – | – | 12 | 43,00 | цилиндр. | 70 | +0,021 +0,002 | – | 140 | – | – | 20 | 74,5 |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ч100, Ч125, Ч160
U ном. | Ч-100 | Ч-125 | Ч-160 | ||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
U фак. | 1500мин.-1 | 1000мин.-1 | 750мин.-1 | U фак. | 1500мин.-1 | 1000мин.-1 | 750мин.-1 | U фак. | 1500мин -1 | 1000мин.-1 | 750мин.-1 | ||||||||||
Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | Мт Н.м | n | ||||
8 | 7,75 | 380 | 0,93 | 426 | 0,92 | 477 | 0,91 | 8 | 659 | 0,93 | 758 | 0,92 | 826 | 0,91 | 8 | 1250 | 0,94 | 1400 | 0,93 | 1567 | 0,92 |
10 | 10 | 367 | 0,93 | 410 | 0,91 | 460 | 0,90 | 10 | 636 | 0,93 | 712 | 0,92 | 800 | 0,91 | 10,5 | 1153 | 0,93 | 1294 | 0,92 | 1450 | 0,91 |
12,5 | 12 | 374 | 0,92 | 420 | 0,90 | 470 | 0,89 | 13 | 626 | 0,92 | 700 | 0,91 | 785 | 0,89 | 13 | 1150 | 0,93 | 1290 | 0,91 | 1440 | 0,90 |
16 | 15,5 | 392 | 0,89 | 440 | 0,87 | 492 | 0,85 | 16 | 676 | 0,89 | 757 | 0,87 | 850 | 0,86 | 16 | 1390 | 0,91 | 1557 | 0,89 | 1743 | 0,88 |
20 | 20 | 389 | 0,87 | 414 | 0,85 | 464 | 0,83 | 20 | 653 | 0,88 | 730 | 0,86 | 820 | 0,84 | 21 | 1150 | 0,88 | 1290 | 0,86 | 1442 | 0,84 |
25 | 24 | 372 | 0,87 | 417 | 0,84 | 466 | 0,83 | 25 | 616 | 0,87 | 690 | 0,84 | 772 | 0,82 | 26 | 1110 | 0,87 | 1243 | 0,85 | 1392 | 0,83 |
31,5 | 31 | 400 | 0,70 | 448 | 0,66 | 500 | 0,63 | 32 | 800 | 0,81 | 890 | 0,78 | 1000 | 0,75 | 32 | 1600 | 0,83 | 1790 | 0,82 | 2000 | 0,79 |
40 | 40 | 387 | 0,78 | 433 | 0,74 | 485 | 0,71 | 40 | 692 | 0,79 | 715 | 0,76 | 870 | 0,73 | 42 | 1244 | 0,79 | 1360 | 0,76 | 1522 | 0,73 |
50 | 48 | 389 | 0,77 | 436 | 0,73 | 488 | 0,71 | 52 | 640 | 0,77 | 717 | 0,73 | 803 | 0,70 | 52 | 1168 | 0,73 | 1310 | 0,74 | 1465 | 0,71 |
63 | 64 | 313 | 0,69 | 350 | 0,64 | 396 | 0,60 | 60 | 610 | 0,76 | 683 | 0,71 | 765 | 0,68 | 66 | 1033 | 0,74 | 1157 | 0,70 | 1295 | 0,66 |
80 | 84 | 292 | 0,69 | 327 | 0,61 | 366 | 0,58 | 84 | 525 | 0,69 | 590 | 0,63 | 660 | 0,60 | 78 | 1092 | 0,74 | 1223 | 0,69 | 1370 | 0,64 |
Консольная нагрузка | Рб; Н | 800 | 1200 | 1600 | |||||||||||||||||
Рт; Н | 5500 | 8000 | 11000 | ||||||||||||||||||
Уровень звука | ДБА | 80 | 80 | 80 | |||||||||||||||||
Масса | кг | 57 (44) | 88 | 157 |
где: Uном; Uфак.- номинальное и фактическое передаточное число; 1500мин-1; 1000мин-1; 750мин-1-частота вращения быстроходного вала; Мт – наибольший допускаемый крутящий момент, Н·м; n – коэффициент полезного действия; Рб – консольная нагрузка на середину шейки быстроходного конца вала, Н; Рт – консольная нагрузка на середину шейки тихоходного конца вала, Н; в скобках- масса редуктора с алюминиевым корпусом.
Особенности конструкции червячного редуктора
Червячный редуктор представляет собой, как правило, червячную передачу, заключённую в корпус. Основными элементами передачи являются червяк 7 и червячное колесо 11 (рис. 1), оси вращения валов которых перекрещиваются обычно под углом 90°. Движение в редукторе передается от червяка к червяному колесу и преобразуется по принципу винтовой пары.
Достоинством червячных редукторов является возможность передачи движения под прямым углом, а также реализация одной червячной парой (ступенью) большего передаточного отношения (до 80) по сравнению с зубчатой передачей (до 10). При этом червячная передача вследствие хорошей приработке трущейся пары работает более бесшумно и плавно, чем зубчатая передача.
К недостаткам червячных передач относится то, что при скольжении витков червяка по зубьям червячного колеса выделяется много тепла и происходит интенсивный износ трущихся пар. Поэтому в червячных редукторах надо отводить тепло.
Для этого червяки изготавливают из углеродистых или легированных сталей. Их витки шлифуют и полируют. Зубья же червячных колёс чаще всего выполняют из бронзы. Самые лучшие антифрикционные свойства у пары стальной червяк — оловянно-фосфористая бронза типа Бр. ОФ 10-1 и др. Однако, оловянные бронзы дороги и дефицитны и их применяют для изготовления зубьев червячных колес при скорости скольжения в передаче 5 … 25 м/с. Безоловянные бронзы, например алюминиево-железистые типа Бр. АЖ 9-4 и др., дешевле оловянных бронз, менее дефицитны и их применяют для изготовления червячных колес, при скорости скольжения в передаче 2…5 м/с. При скорости скольжения меньше 2 м/с применяют серый (ГОСТ 1412-85) или модифицированный чугун.
Для уменьшения расхода дорогостоящей бронзы при изготовлений червячного колеса его делают составным: зубчатый венец изготовляют из бронзы, а ступицу — из чугуна или стали.
В зацеплении червячной передачи возникают большие радиальные и осевые силы, поэтому на валы передачи устанавливают радиально-упорные шариковые или роликовые конические подшипники, воспринимающие такие нагрузки.
Основным отличием редуктора от передачи является наличие корпуса, который служит опорой для валов с подшипниками и зубчатыми колесами, ограждает их от вредного влияния окружающей среды и позволяет организовать смазку трущихся элементов передачи: зубчатых колёс и подшипников.
Корпус червячного редуктора так же, как и корпус зубчатого редуктора, имеет сложную конфигурацию и изготавливается при серийном производстве литьём из серого чугуна или алюминиевых сплавов. При индивидуальном производстве корпус может быть выполнен в виде стальной сварной конструкции.
Корпус служит опорой вращающихся деталей редуктора, изолирует их от вредного влияния окружающей среды и позволяет организовать их смазку.
Для удобства монтажа корпус червячного редуктора имеет большие боковые крышки (при межосевом расстоянии передачи aw
≤160мм ) или горизонтальную плоскость разъёма (приaw> 160мм ).
На корпусе червячного редуктора предусмотрены следующие специальные приливы: лапы для установки редуктора на опорную раму или плиту, бобышки или гнезда для установки в корпус валов с подшипниками, проушины для подъёма и транспортировки редуктора или его корпусных деталей и фланцы для крепления крышек к корпусу. Оребрение корпуса увеличивает площадь поверхности его теплообмена с окружающим холодным воздухом и служит для дополнительного охлаждения передачи. С этой же целью в случае необходимости дополнительно ставят вентилятор на валу червяка для увеличения скорости теплообмена.
Для заливки масла в редуктор и периодического контроля состояния элементов червячной передачи в корпусе есть смотровой люк с крышкой. Для слива отработанного масла в нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрываемое пробкой. Уровень масла в редукторе контролируется с помощью маслоуказателя.
В целом, червячные редуктора дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применение оправдано там, где невозможно или нерационально использовать зубчатые редуктора.
Преимущества редукторов червячной передачи в сравнении с цилиндрическими
Сравнительно с зубчатой передачей принцип действия редуктора червячного типа гораздо эффективнее – зубья контактируют по линии, а не в одной точке, вогнутая форма червячного колеса обеспечивает лучшее прилегание к винту и увеличение площади контактной поверхности.
Возможность самоторможения – при полной остановке ведущего вала ведомый вал провернуть невозможно.
Расположение ведущего винта в механизме может быть нижним, верхним, и гораздо реже боковым. В случаях скорости редуктора более 5 м/секунду «червяк» располагается сверху, если скорость менее 5 м/сек – винт монтируется в нижней части редуктора червячной передачи.
Рекомендации по применению: следует знать, что червячная пара нагревается сильнее сравнительно с другими – необходима система охлаждения. Принцип действия редуктора обязывает учесть, что перед запуском в работу узел необходимо запустить в холостом режиме либо с уменьшенной нагрузкой в течение рабочей смены с целью «приработки» червячной пары.
Принцип действия и конструктивные особенности
Основной конструктивный элемент редуктора — червячный вал, непосредственно на который передается усилие от приводного двигателя. Червячный вал представляет собой ось с нарезанной резьбой крупного шага. Чаще всего форма зуба резьбы близка к трапецеидальному, но существуют модификации с архимедовым, конволютным или эвольвентным профилем. Вал входит в зацепление с червячным колесом, на котором нарезаны косые зубья. При вращении червяка происходит смещение витков резьбы, которое и вызывает вращение рабочей шестерни.
Отличительная особенность такого редуктора — перпендикулярное расположение осей червячного вала и шестерни. Благодаря этому существенно уменьшены габариты механизма и появилась возможность увеличить передаточное число при заданных габаритах конструкции.
За счет увеличения площади соприкосновения основных рабочих элементов реализована возможность передачи высокого крутящего момента. При этом повышение сил трения обеспечивает эффект самоторможения механизма после остановки приводного двигателя. То есть, появилась возможность точно зафиксировать выходной вал в требуемом положении. Кроме того, провернуть вал вручную при остановленном двигателе невозможно. Эта особенность позволяет обеспечить безопасность эксплуатации лифтов, подъемных устройств, а также повысить точность работы автоматизированных приводов различного назначения.
Редуктор с вертикальным валом червячного колеса.
Редуктор с вертикальным валом червячного колеса имеет ограниченное применение, используется в поворотных механизмах кранов и других аналогичных устройствах.
Соседние страницы
- Кинематические схемы редукторов
- Редуктор с вертикальными валами
- Редуктор с двумя быстроходными валами.
- Редуктор двухступенчатый
- Редуктор двухступенчатый соосный
- Варианты исполнений опор валов цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора
- Редуктор с торсионными валами
- Редуктор двухступенчатый трехпоточный соосный
- Редуктор соосный цилиндрический с внутренним зацеплением тихоходной ступени
- Мотор-редуктор МЦ2С-125
- Редуктор цилиндрический Ц2-160
- Редуктор цилиндрический двухступенчатый 1Ц2У.
- Редуктор Ц2-200.
- Редуктор специальный
- Редуктор Ц3КФ-100
- Редуктор РТЦ-500.
- Редуктор трехступенчатый
- Редуктор РЦТ-1015.
- Редуктор конический К-125.
- Редуктор конический
- Редуктор коническо-цилиндрический
- Мотор-редуктор цилиндрическо-червячный.
- Редуктор цилиндрическо-червячный.
- Редуктор червячный двухступенчатый.
Тип редуктора
Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:
Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).
Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.
Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.
Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.
В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.
ВАЖНО! Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений
- Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
- Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.
Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи
1
Одна или несколько цилиндрических
Параллельное
2
Параллельное/соосное
3
4
Параллельное
Конический
1
Коническая
Пересекающееся
Коническо-цилиндрический
2
Коническая Цилиндрическая (одна или несколько)
Пересекающееся/скрещивающееся
3
4
Червячный
1
Червячная (одна или две)
Скрещивающееся
1
Параллельное
Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический
2
Цилиндрическая (одна или две) Червячная (одна)
Скрещивающееся
3
Планетарный
1
Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени)
Соосное
2
3
Цилиндрическо-планетарный
2
Цилиндрическая (одна или несколько) Планетарная (одна или несколько)
Параллельное/соосное
3
4
Коническо-планетарный
2
Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько)
Пересекающееся
3
4
Червячно-планетарный
2
Червячная (одна) Планетарная (одна или несколько)
Скрещивающееся
3
4
Волновой
1
Волновая (одна)
Соосное
Недостатки червячных редукторов
Данный механизм имеет и недостатки, которые накладывают значительные ограничения на использование червячной передачи, если мощность агрегата превышает 60 кВт. К недостаткам редуктора этого типа относятся:
Низкий КПД
В сравнении с другими устройствами по трансформации крутящего момента, КПД червячного редуктора значительно ниже, поэтому там, где не требуется высокая плавность хода и низкий уровень шума, данные механизмы не применяются по экономическим соображением.
Нагрев
Несмотря на то, что червячная передача находится в рабочей смазке в течение всего срока эксплуатации, все равно происходит значительный нагрев в результате трения металлического червяка и ведомой шестерни.
Особенно сильно этот нежелательный эффект проявляется, если мощность агрегата превышает 16 кВт.
Особенности конструкции, а также низкий КПД не позволяют использовать данное устройства для мощных установок. Наиболее распространённые механизмы, в которых реализованный способ червячной передачи крутящего момента не превышает значения 15 кВт.
Это интересно: Что необходимо для проверки системы подачи топлива в карбюратор?
Большой люфт между валами
Данная проблема проявляется при значительном износе червячного привода и имеет большее значение, чем в других видах передаточных механизмов.
Принцип действия и конструктивные особенности
Основной конструктивный элемент редуктора — червячный вал, непосредственно на который передается усилие от приводного двигателя. Червячный вал представляет собой ось с нарезанной резьбой крупного шага. Чаще всего форма зуба резьбы близка к трапецеидальному, но существуют модификации с архимедовым, конволютным или эвольвентным профилем. Вал входит в зацепление с червячным колесом, на котором нарезаны косые зубья. При вращении червяка происходит смещение витков резьбы, которое и вызывает вращение рабочей шестерни.
Отличительная особенность такого редуктора — перпендикулярное расположение осей червячного вала и шестерни. Благодаря этому существенно уменьшены габариты механизма и появилась возможность увеличить передаточное число при заданных габаритах конструкции.
За счет увеличения площади соприкосновения основных рабочих элементов реализована возможность передачи высокого крутящего момента. При этом повышение сил трения обеспечивает эффект самоторможения механизма после остановки приводного двигателя. То есть, появилась возможность точно зафиксировать выходной вал в требуемом положении. Кроме того, провернуть вал вручную при остановленном двигателе невозможно. Эта особенность позволяет обеспечить безопасность эксплуатации лифтов, подъемных устройств, а также повысить точность работы автоматизированных приводов различного назначения.
На что обращать внимание при выборе червячного редуктора
При выборе червячного редуктора обязательно обращайте внимание на следующие конструкционные особенности и технические характеристики:
- Необходимое взаимное расположение входного и выходного валов.
- Допустимые габаритные размеры с учетом особенностей оборудования, к которому предполагается подключение.
- Требуемое передаточное число и величину мощности с которой придется работать.
- Создаваемый при работе уровень шума.
Обращаем внимание на тот факт, что в промышленных установках различного назначения большее применение получили именно отечественный редукторы червячного типа, так как они обладают большим запасом прочности и рабочим ресурсом. А вот в системах автоматизации с редукторами небольших габаритных размеров лучше себя зарекомендовали импортные механизмы