Что такое редуктор-редуктор?

Выбор и интеграция редукторов – это гораздо больше, чем просто выбор редуктора из каталога. В большинстве случаев опубликованные максимальные крутящий момент, скорости и радиальные нагрузки не могут использоваться одновременно. Для широкого спектра динамических применений необходимо применять надлежащие эксплуатационные коэффициенты. И после того, как выбран подходящий редуктор, правильная установка и техническое обслуживание являются ключом к максимальному сроку службы.

Категории редукторов

Широкий спектр механических редукторов включает в себя шкивы, шестерни, шестерни и фрикционные приводы. Существуют также электротехнические изделия, способные изменять обороты двигателя. Это обсуждение будет посвящено редукторам скорости с закрытым приводом, также называемым цилиндрическими приводами и коробками передач, которые имеют две основные конфигурации:линейную и перпендикулярную. Каждая из них может быть достигнута с помощью различных типов передач. Линейные модели обычно состоят из косозубых или цилиндрических зубчатых колес, планетарных зубчатых колес, циклоидальных механизмов или генераторов гармонических волн. Планетарные конструкции обычно обеспечивают самый высокий крутящий момент в наименьшем корпусе. Циклоидные и гармонические приводы имеют компактную конструкцию с более высокими передаточными числами, тогда как косозубые и косозубые редукторы, как правило, являются наиболее экономичными. Все они достаточно эффективны.

Червячные передачи, возможно, являются наиболее экономичным решением для снижения, но они обычно имеют минимальное передаточное отношение 5:1 и значительно теряют эффективность при увеличении передаточного отношения. Конические зубчатые редукторы очень эффективны, но имеют эффективный верхний предел снижения скорости 6:1. Тип применения определяет, какая конструкция редуктора лучше всего соответствует требованиям.

Перед выбором любого редуктора необходимо собрать технические данные для правильного выбора и установки агрегата:крутящий момент, скорость, мощность, эффективность редуктора, эксплуатационный коэффициент, монтажное положение, параметры подключения и требуемый срок службы. В некоторых приложениях также важны величина люфта, ошибка передачи, жесткость на кручение и момент инерции.

Взаимосвязь крутящего момента, скорости и мощности

Требуемый крутящий момент, возможно, является наиболее важным критерием, поскольку он отражает объем работы, которую должен выполнять редуктор. В то время как в простых приложениях определение крутящего момента может быть относительно простым, в сложных машинах это может быть сложно. Инерция, трение и гравитация — физические явления, которые имеют тенденцию сопротивляться движению, — должны быть идентифицированы, чтобы можно было создать достаточный крутящий момент для их преодоления. это может быть сложно со сложными машинами. Инерция, трение и гравитация — физические явления, которые обычно препятствуют движению, — должны быть идентифицированы, чтобы создать достаточный крутящий момент для их преодоления. Учет коэффициентов трения, ускорения и торможения инерционных масс важен при расчете требуемого крутящего момента. Кратчайший путь к нахождению требуемого крутящего момента для существующей машины состоит в считывании тока двигателя путем определения потребляемого тока. Затем можно произвести расчеты, чтобы найти требуемую мощность. Наконец, используя стандартную формулу крутящего момента и принимая во внимание различные соотношения, можно получить окончательное значение крутящего момента.

После определения требуемой мощности необходимо учитывать эксплуатационный фактор, чтобы правильно подобрать размер устройства. Сервис-фактор учитывает другие рабочие параметры, в том числе продолжительность рабочих дней, количество пусков и остановок, характеристики нагрузки и источники питания. Большинство редукторов рассчитаны на максимальный крутящий момент при заданном количестве часов службы. Ограничивающим фактором в этих рейтингах является не прочность шестерни или вала, а срок службы подшипника. Поскольку подшипники должны выдерживать усилия разделения шестерен под нагрузкой, нагрузка меньше максимальной номинальной увеличивает срок службы редуктора. И наоборот, увеличение переменных нагрузки, как указано выше, приведет к уменьшению срока службы редуктора. Таким образом, чтобы получить требования к эффективному крутящему моменту, необходимо применить соответствующие эксплуатационные коэффициенты.

На этом этапе можно выбрать редуктор и двигатель. Как правило, выбирается первичный источник энергии, такой как двигатель или электродвигатель, работающий с определенной скоростью. Получение правильного передаточного числа редуктора и результирующего умножения крутящего момента зависит только от деления скорости двигателя на скорость ведомого элемента. Затем можно найти правильный размер двигателя, добавив различные коэффициенты и значения к стандартной формуле мощности двигателя.

После того, как выбор сделан, следующий вопрос – как коробка передач будет интегрирована в машину. Основные проблемы связаны с тем, как будет установлен редуктор и как он будет подключен к контроллеру и приводной нагрузке.

Ориентация вала является одним из первых соображений. Во многих случаях желательно располагать входной или выходной вал вертикально. В этом случае необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы обеспечить надлежащую смазку. Трансмиссионное масло или смазка не только защищают шестерни от износа, но и уменьшают износ подшипников. Таким образом, когда один из валов установлен вертикально, самый верхний опорный подшипник может не получить требуемой смазки. В некоторых конструкциях редукторов брызги и запотевание от шестерен, вращающихся в масляном резервуаре, достаточны для обеспечения надлежащей смазки, но для низкоскоростных типов должны быть установлены предварительно смазанные герметичные подшипники. В других высокоскоростных приложениях может потребоваться использование внутренних или внешних насосов для подачи смазки в нужное место. Всякий раз, когда необходимо установить вал вертикально, важно определить, требуется ли альтернативный метод смазки.

Следующий вопрос заключается в том, как подключить редуктор к источнику питания и ведомой нагрузке. Варианты включают привод со шкивом, реечной или шестеренчатой ​​передачей, связь со сцеплением, линейным валом или универсальным шарниром, а также монтаж вала непосредственно на ведомом валу.

При соединении со шкивом, звездочкой или шестерней основной проблемой является радиальная нагрузка, обычно известная как нагрузка на вылет. Подшипники валов предназначены не только для восприятия усилий, разъединяющих шестерни, но и для передачи определенной радиальной и осевой нагрузки на сами валы. При движении со шкивами и шестернями возникает радиальная сила, поскольку ремень или цепь пытаются провернуть вал. Величину этой силы можно рассчитать как передаваемый крутящий момент, деленный на радиус шкива или звездочки. Однако обычно это не единственная прилагаемая боковая сила. Шкив или цепь натянуты со стороны привода, но имеют люфт на задней стороне. Натяжное устройство обычно устанавливается для снижения шума и предотвращения проскальзывания ремня или пропуска зубьев. Когда ремень или цепь натянуты, возникает дополнительная радиальная нагрузка. При выборе зубчатой ​​передачи необходимо учитывать сочетание радиальной нагрузки от крутящего момента и напряжения.

При подсоединении редуктора к муфте и, в меньшей степени, к линейным валам и карданным шарнирам главной проблемой является соосность. Рекомендуется использовать эластичные муфты из-за допусков на механическую обработку корпусов редукторов и монтажных плит. Без точного выравнивания использование жесткой муфты может привести к чрезмерным боковым нагрузкам на подшипники вала. Даже с гибкими муфтами необходима правильная центровка, так как большинство муфт допускают параллельную несоосность только от 0,005 до 0,010 дюйма и угловую несоосность от 1 до 3 °. Многие конструкции муфт подходят для различных областей применения, но для обеспечения максимального срока службы редуктора муфта должна соответствовать поставленной задаче.

Третий вариант подсоединения редуктора заключается в установке его непосредственно на ведомый вал с полым выходным валом. Это уменьшает проблемы с выравниванием и радиальными нагрузками, а также экономит место. Опорный рычаг от редуктора к раме машины предотвращает вращение редуктора вокруг вала.

Многоступенчатая конструкция редуктора позволяет монтировать двигатель непосредственно на редуктор. Эти конструкции содержат либо чрезвычайно точные фланцы для прямого соединения двигателя с редуктором, либо другие адаптеры со встроенными муфтами. Это избавляет от необходимости устанавливать двигатель отдельно, но обычно это целесообразно только с двигателями меньшего размера.