Цилиндрические редукторы: виды, описание

Цилиндрические редукторы — промышленные механизмы, преобразующие высокую скорость вращения входного вала в низкую на выходном. Они состоят из корпуса, который обеспечивает безопасность и хорошую смазку и, соответственно, более высокий КПД. В корпусе цилиндрического редуктора размещены подшипники, зубчатые колеса.

Цилиндрический редуктор – набор элементов передачи, которые соединяются в последовательном порядке и помещаются в корпус. Предусмотрены входная, выходная валовые части, посредством различных соединений скрепляемые с рабочей установкой, мотором. Зубчатая передача имеет вид пары колес с зубцами, служащими для сцепления.

Данный редуктор за счет высокого коэффициента полезного действия и простоты передачи является одним из распространенных типов.

Принцип работы и характеристики

Когда вращение прикладывается на входной вал, рабочая часть, как и колесико с зубцами, закрепленное на ней, начинает двигаться. Цилиндрическая передача направляет усилие от колес вала входного типа на колесо, пребывающее с ним в сцеплении. Колеса могут иметь разные диаметры и число зубьев. При этом элемент с меньшим набором зубьев называют шестерней, а с большим — колесом. Момент вращения идет на промежуточный вал, а потом передается с него на выходной (если редуктор двухступенчатый).

Рабочие параметры редукторов:

• частота вращения валовых частей;
• КПД;
• мощность;
• соотношение передачи;
• Вид передач;
• число ступенек.

Передаточное соотношение представляет собой соотношение заданной скорости вращения двух основных валов.

Коэффициент полезного действия редуктора определяется как соотношение мощности двух валах. Расчет:

Виды редукторов

Цилиндрические редукторные механизмы могут классифицироваться по ряду признаков. Основные – виды резьбы, число ступеней, тип колес, пр. Например, с учетом вида колес редукторы бывают:

• косозубыми;
• прямозубыми;
• шевронными;
• криволинейными.

Прямозубые самые простые в изготовлении, но шумные – если сравнивать с теми же шевронными либо косозубыми. В результате сильных постоянных ударных нагрузок при контактировании парных соединений зубьев получается вибрация – главная причина сильного износа узла. Косозубого типа колесики более сложные, чем прямозубые, зато эксплуатационные параметры у них будут лучше. Это проявляется минимальным износом, малой шумностью, плавной работой.

С учетом характера расположения валов цилиндрические редукторы делятся на:

• перекрещивающиеся осевые;
• параллельноосевые.
• Виды по числу степеней:
• одноступенчатые;
• двухступенчатые;
• многоступенчатые.

Выбор числа ступеней зависит от величины передаточного числа, создаваемого редуктором. Путем разной компоновки ступеней в редукторе реально получить любое требуемое расположение валов на входе и выходе относительно друг друга.

Возможные варианты исполнения передачи в цилиндрическом редукторе:

Достоинства и недостатки

Каждый имеет определенные достоинства. Особенности учитывайте при выборе с учетом сферы применения.

• Малое выделение тепла и высокий КПД. Значительный КПД – причина того, что незначительная часть перемещаемой тепловой энергии утрачивается совсем и не может быть восстановлена. В итоге только небольшая часть ресурсов реально идет на обогрев деталей передачи, тепловыделение выходит незначительным. Данное преимущество позволит обойтись без монтажа дополнительной системы охлаждения, повысит надежность редуктора в эксплуатации.

• Способность осуществлять передачу значительных мощностей тоже важна. В силу определенных конструктивных параметров цилиндрические редукторы не заедают, выделяют немного тепла и оптимально подходят для передачи высоких мощностей. Если в определенных случаях теплопотери можно опустить – например, когда использование иного типа редуктора будет более выгодным или единственно возможным – то в габаритных агрегатах энергоэффективность играет важнейшее значение.

• Люфт выходного вала будет минимальным. Благодаря этому развивается отличная кинематическая точность, делающая возможным применение узлов в тех системах, где отклонения недопустимы.

• Вращение валов возможно в любую требуемую сторону. Эту и плюс и минус одновременно, зависит от условий использования. 100% обратимость вращений полезна, если нужно провернуть вал, и нежелательна в других случаях (для ее устранения можно установить тормоза, но это повлечет лишние финансовые, временные затраты, может создавать технические неудобства).

• Надежность в работе. Цилиндрический редуктор спокойно выдерживает частые запуски и остановки. Это объясняется невысоким трением момента скольжения цилиндрических передач и, соответственно, незначительным износом комплектующих. В отличие от более часто используемых редукторов червячного типа, цилиндрические не становятся менее надежными в том числе при частых пусках, остановках, пульсирующих нагрузках. Такой режим эксплуатации хоть и считается неблагоприятным, сложным, к преждевременному износу не приводит.

Недочетов всего два.

• Шумность в работе. Во время эксплуатации узлов создается много шума, поэтому планировать работы нужно в соответствующее время, оборудовать объекты производства на удалении от жилых.
• Ограниченное передаточное число. Передающий момент ступени зубчатых передач не следует делать более 6.3. Если этого недостаточно, используйте дополнительные наборы ступеней. Минус подхода – габариты узла резко возрастут, увеличится металлоемкость. Применение цилиндров-редукторов с увеличенным числом, которые имеют значительные габариты, как правило, просто нерационально.

Сфера применения

Редукторные механизмы цилиндрического типа являются самыми часто используемыми в своей категории и широко применяются в различных областях промышленности, в строительстве, машиностроении. Они являются основными рабочими деталями производственных измельчителей, станков деревообработки, бетономешалок, крановых тележек, конвейерных, строительных, общепромышленных систем, незаменимы в резке металлов. Основная причина – высокий КПД, что делает его эксплуатацию выгодным с экономической точки зрения.

П римеры наших редукторов

Межосевое расстояние, мм — 100;

Номинальный крутящий момент, Н*м — 250;

Номинальная радиальная нагрузка на валу, Н — 250/100

Номинальный крутящий момент на вы­ходном валу при длительной работе с постоянной нагрузкой Н*м — 315.

Допускаемый крутя­щий момент на вы­ходном валу при работе редуктора на повторно-кратковременных режимах. Н*м — 315.

КПД не менее — 97%.

Межосевое расстояние, мм — 250;

Максимальная частота вращения входного вала для передаточных чисел, об/мин -1500

КПД — 98%.

Номинальный крутящий момент на тихоходном валу, Т, Нм — 71000

Номинальная частота вращения быст­роходного вала, с -1 (об/мин) — 12,5 (750)

Применяются в механизмах грузоподъемных машин, а также могут быть использованы для привода других машин в диапазоне передаточных чисел от 8 до 50 в повторно-кратковременных режимах нагружения.

Номинальные крутящий момент на выходном валу при длительной работе с постоянной нагрузкой, Н-м — 1250

Коэффициент полезного действия, %, не менее — 96

7. Редукторы вертикальные цилиндрические тип В400
Редукторы специальные цилиндрические трехступенчатые вертикальные В-400 предназначены для использования в подъемно-транспортном оборудовании в качестве привода механизмов передвижения крановых тележек и кранов, а также в качестве привода общего назначения.

Специалисты всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым цилиндрическим редукторам .

Цилиндрический мотор редуктор

Цилиндрический мотор редуктор — это механизм, главной задачей которого является уменьшение угловой скорости вращения и увеличение крутящего момента. Используют данные устройства в основном на обрабатывающих, транспортных, грузоподъемных механизмах, горнодобывающем оборудовании. В этих механизмах необходима перемена скорости вращения валов. Существует несколько видов мотор редукторов цилиндрических, которые классифицируют в зависимости от конструктивных особенностей, числа ступеней и вида передач.

Цилиндрический мотор редуктор уже давно используются в промышленности, и стал ее неотъемлемой частью. Широкое применение цилиндрические мотор редукторы получили как электроприводы для станков и технического оборудования. Данные приспособления зарекомендовали себя в разрешении самых разнообразных задач, встречающихся на производстве. Это объясняется тем, что мотор редукторы цилиндрические разносторонне в своей работе. Устройства позволяют одновременно контролировать рабочую мощность и частоту вращения вала.

Принцип работы цилиндрического мотор редуктора

Цилиндрический мотор редуктор работает по принципу моноблока. В результате чего нет шума при работе, повышается прочность, герметичность и обеспечивается очень большая эффективность рабочего процесса. Корпус устройства изготавливается из чугуна. Единый каркас, определяет положение подшипников, прежде всего это касается трехступенчатых моделей. Шестерни, на мотор редукторе цилиндрическом, располагаются предельно тесно к внутренней перегородке. Такая особенность конструкции позволяет минимизировать биение валов и осуществлять рабочий процесс редуктора в беззвучном режиме.

Все мотор редукторы цилиндрические производятся с фланцевым креплением или с креплениями на лапках. Вследствие того, что шестерни обработаны с высокой точностью, и используются хорошие подшипники, намного продлевается срок службы редукторов, а также обеспечивается высокая устойчивость к радикальным нагрузкам.

Устройство цилиндрического мотор редуктора

Комплектующие цилиндрического мотор редуктора, а именно подшипники, шестерни и валы, изготавливаются согласно с установленными техническими стандартами. Вместе, перегородка и корпус, составляют единое целое, что обеспечивает оптимальное размещение подшипников в цилиндрических мотор редукторах. Перегородка, играет большую роль. Данное приспособление служит для шумоизоляции при работе моторов подобного типа. Шестерни, располагаются по обеим сторонам перегородочной заслонки, и находятся в непосредственной близости от нее.

Стандартно мотор редуктор цилиндрический поставляется к месту дальнейшей эксплуатации уже с установленными на устройство креплениями под электродвигатель. Мотор редуктор цилиндрический стал более компактным, что абсолютно не повлияло на его мощность и крутящий момент. Все виды данного устройства спроектированы как единый модуль. В парных редукторах до минимума сведена разница в связанных элементах.

Использовать цилиндрический мотор редуктор, можно для передачи между соосными или параллельными валами вращательного движения и его трансформации. Конструкция оборудования, может иметь одну, две или три ступени. Данный фактор позволяет повышать масштабность переменной мощности на валовом элементе. Эффективность в таких механизмах высокая и может достигать 98%, даже при максимальных мощностях. Также к достоинствам цилиндрических мотор редукторов, можно отнести надежность и долгий срок эксплуатации. При правильной эксплуатации и максимальных нагрузках срок службы достигает показателя в 20 000 часов.

Мотор-редуктор: устройство и назначение

Любой промышленный механизм требует для своей работы источник механической энергии. В качестве такового наибольшее распространение получил электродвигатель. Необходимость согласования с конечным механизмом возникает только по двум параметрам – скорости и моменту на валу двигателя. Общепромышленные варианты электромоторов обеспечивают относительно высокую скорость и небольшой момент. Напротив, механизмы обычно требуют больших моментов при невысоких скоростях. Одним из способов разрешения этого противоречия может стать применение редуктора. Выступая как отдельное устройство, он обеспечивает согласование режимов работы целевого механизма с источником вращающего момента. Связка мотора и редуктора нашла широкое применение в промышленной технике. С целью снижения общей стоимости конечных устройств и упрощения конструкции, производители объединили два этих элемента в единый агрегат, получивший название мотор-редуктор. Благодаря моноблочной конструкции такие узлы обладают множеством преимуществ перед раздельным исполнением и завоевали большую популярность у проектировщиков.

Устройство и принцип работы

Конструкция мотор-редуктора представляет собой соединенные в единый блок механический редуктор и электрический двигатель. Благодаря этому, в технологической установке требуется закладывать одно место установки, вместо двух. Также не придется обеспечивать сносность валов двигателя и редуктора, подбирать и монтировать муфту, передающую вращение. Общая конструкция мотор-редуктора имеет некоторые отличия от раздельных вариантов. Корпус передачи изготавливается с необходимым запасом прочности, обеспечивающим надежное функционирование устройства с закрепленным тяжелым мотором. Для монтажа двигателя на корпусе выполняются специальные посадочные места. В конструкции ведущей шестерни редуктора предусматриваются цилиндрические отверстия, используемые для установки вала приводного мотора. На корпусе дополнительно предусматривают элементы крепления для монтажа мотор-редуктора в технологическую установку. В качестве электропривода мотор-редуктора допускается применять любые типы электродвигателей. Наиболее часто встречаются модели, использующие стандартные асинхронные электродвигатели. Для реализации моноблочного исполнения выбирают модели фланцевого типа.

Принцип действия мотор редуктора не отличается от работы классического редукторного электропривода. Момент вращения двигателя передается на ведущую шестерню, фактически установленную на валу мотора. Благодаря зубчатому зацеплению, вращающий момент преобразуется одним или несколькими ведомыми элементами, которые в свою очередь оказывают воздействие на вал технологического механизма.

Выходная скорость вращения зависит от параметров двигателя и передаточного отношения редуктора. Для получения повышенного коэффициента преобразования используются многоступенчатые модели. При необходимости коррекции скорости, мотор-редукторы легко интегрируются в системы с регулировкой оборотов посредством управляемых преобразователей.

Виды мотор-редукторов

Сегодня разработано большое число вариантов мотор-редукторов, различающихся типом двигателя, принципом построения механической части и общей геометрией. Практически все возможные комбинации присутствуют в каталогах производителей.

Классификация готовых устройств ведется по нескольким признакам. В первую очередь принято выделять тип редуктора.

По виду механического зацепления подразделяют цилиндрические, конические, червячные и планетарные модели. По взаимному расположению входного и выходного валов рассматривают соосные, параллельные и угловые варианты. Исходя из передаваемых мощностей выделяют модули обычного размера и мини мотор-редукторы. По типу присоединения к процессу, встречаются варианты с одно- и двухсторонним валом, а также с полым выходным валом.

Цилиндрические мотор-редукторы

Агрегаты, использующие классические цилиндрические редукторы получили большое распространение, благодаря простоте, надежности и универсальности механической части устройства. Их использование возможно в широком спектре оборудования. В зависимости от общей конструкции, цилиндрические мотор-редукторы выполняются с соосными или параллельными валами. Количество ступеней может варьироваться от одной до шести.

По способу расположения шестерен и общей компоновке выделяют горизонтальные и вертикальные модели. Такие устройства характеризуются высоким КПД, долговечностью и относительно невысокой стоимостью. В отличие от многих других вариантов, цилиндрические редукторы обычно не допускают произвольного расположения в пространстве, что значительно ограничивает их область применения.

Конические мотор-редукторы

Устройства, собранные на основе конических шестерен, позволяют построить угловой конический мотор-редуктор. Его главной особенностью будет перпендикулярное расположение входного и выходного валов. Это ориентирует их на использование в устройствах, требующих смены направления осей. Также конические модели выгодно устанавливать в конструкциях, предъявляющих ограничение по одному из габаритных размеров устройства. Редукторы данного типа отличаются более высокой стоимостью, в виду значительной сложности изготовления отдельных деталей. Передаточное отношение конических моделей обычно невелико. Для его повышения, коническую и цилиндрическую передачи часто комбинируют, результатом чего становится коническо-цилиндрический мотор-редуктор.

Червячные модели

Сегодня, огромную популярность приобрели червячные одноступенчатые мотор-редукторы. В качестве механической передачи в них используется червячная пара. Она обеспечивает высокое передаточное отношение при сравнительно небольших габаритах. Благодаря этому стоимость червячных моделей ниже аналогов с иной конструкцией. Среди других особенностей следует выделить перпендикулярное расположение валов и самостоятельное затормаживание механизма при отсутствии внешнего поступления энергии.

В отличие от цилиндрических и конических моделей, приложение усилия к выходному валу не приведет к проворачиванию механизма. Благодаря этому такие редукторы часто используют в ответственных решениях и подъемно-транспортных устройствах. Червячные редукторы обычно не требовательны к положению установки. Благодаря герметичному корпусу их можно располагать произвольным образом, вследствие чего эти модели активно применяются для модернизации привода станков, промышленных линий и других механизмов. Среди недостатков червячных моделей обычно выделяют небольшой КПД и повышенное тепловыделение.

Планетарные и волновые мотор-редукторы

Благодаря компактности и высоким рабочим моментам, планетарные мотор-редукторы нашли широкое использование в небольших устройствах привода. Высокое передаточное отношение и способность работать с большими нагрузками, ориентирует их на использование совместно с серводвигателями промышленных роботов и других автоматических устройств. Встречаются планетарные модели и общепромышленного применения. Благодаря особенностям конструкции зубчатой передачи, данные модели мотор-редукторов выполняются с соосными валами. Это позволяет их использовать для привода практически любых механизмов.

Дальнейшим развитием планетарных передач стали волновые редукторы. Они обеспечивают большое передаточное отношение, плавность хода и высокую точность позиционирования выходного вала. Благодаря этому такие модели стали основой построения промышленных роботов. Наряду с высокими характеристиками, данные типы передач отличаются высокими требованиями к изготовлению, а, следовательно, и высокой стоимостью, что существенно сдерживает распространение данных моделей.

Технические характеристики

Технические характеристики мотор-редуктора составляют комплекс из отдельных параметров механической части и электродвигателя. Важнейшей характеристикой становятся режим работы механизма. В зарубежной литературе используется подобный параметр, называемый сервис-фактором. Он определяет частоту и уровень механических нагрузок и задается на основе характеристик технологического процесса. Принцип действия редуктора и его передаточное число, позволяют подобрать модель с требуемым типом двигателя для конкретных условий работы. Схема расположения валов позволяет наилучшим образом расположить приводной модуль на оборудовании. Тип выходного вала обеспечивает простоту установки. Важным параметром становится способ крепления мотор-редуктора к технологическому устройству. Встречаются модели с установкой на лапы, фланцевого и комбинированного исполнения.

С целью определения конкретных скоростей выходного вала используют номинальную скорость вращения электромотора. В зависимости от нее, один и тот же редуктор будет обеспечивать разные характеристики. Мощность двигателя определяет нагрузки технологического механизма.

Применение мотор-редуктора

Область применения мотор-редукторов практически полностью перекрывает варианты, использующие связку отдельных электродвигателя с редуктором. В большинстве случаев применение моноблочных моделей дает дополнительную выгоду по массе, габаритам и стоимости. Преимущества раздельного исполнения ограничены случаем использования демпфирующих муфт. Такие муфты способны расцеплять вал двигателя от вала редуктора при значительных динамических нагрузках. В мотор-редукторах скачки нагрузок с большой долей вероятности приведут к разрушению конструктивных элементов. Поэтому при выборе конкретных моделей следует учитывать запас по динамической прочности. Среди недостатков следует учитывать и меньшую ремонтопригодность. При выходе из строя механической части потребуется заменить весь агрегат, а не отдельную часть. Выход из строя электродвигателя менее критичен, так как его замена допускается большинством конструкций редукторов.

В некоторых случаях единая конструкция становится незаменимой. В миниатюрных устройствах автоматики и роботах, использование отдельных привода и механической передачи способно значительно усложнить и укрупнить конструкцию, понизить ее надежность. Конечной целью таких устройств является не поддержание требуемой скорости, а точное позиционирование отдельных элементов. В таких системах большое распространение нашли малогабаритные мотор-редукторы. В качестве привода в них используются шаговые, либо бесколлекторные двигатели, обеспечивающие высокую точность работы.

Выбор и обслуживание

Подбор мотор-редуктора выполняется на основе режима работы, требуемой мощности и числа оборотов технологического механизма. Также учитывается расположение валов и отдельных частей устройства. Полный расчет мотор-редуктора в отечественной практике ничем не отличается от классических вариантов расчета требуемой передачи. С целью упрощения данной операции, большинство производителей приводят готовые входные и выходные параметры, позволяющие выполнить подбор без сложных вычислений.

Внедрение и эксплуатация мотор-редуктора не представляют большой сложности. Правильно подобранное оборудование имеет большой срок службы и не требует частого внимания, при работе в рекомендуемых условиях окружающей среды.

Главный параметр, который следует контролировать в механической части – уровень масла в корпусе редуктора. Также следует обращать на механическую целостность деталей, уровень шума и нагрев поверхностей агрегата. Эксплуатация электродвигателя ничем не отличается от других вариантов его использования.