Редуктор червячный одноступенчатый и двухступенчатый, проектирование, компоновка, ремонт и сборка, передаточное число и конструкция

Существующие типы типов редукторов

В зависимости от назначения и конструктивного исполнения червячные редукторы могут отличаться параметрами основных рабочих элементов:

Червячный вал имеет одно-, двух- или четырехзаходную резьбу с различным шагом.
Червячное колесо может располагаться над, под или сбоку от основного вала.

Именно от этих конструктивных особенностей и зависит передаточное число и габариты механизма.

Одноступенчатый червячный редуктор

Этот вид оборудования получил наибольшее распространение. Визуально одноступенчатый червячный редуктор можно определить по перпендикулярному расположению входного и выходного вала.

Отличается более простой конструкцией, обеспечивающей повышенную надежность механизма. Может работать в системах электропривода с постоянной или изменяющейся нагрузкой. Допускается реверсирование направления вращения рабочего вала. Могут иметь исполнение с валами на входе и выходе или с фланцами для подключения электродвигателя и обслуживаемого оборудования. КПД одноступенчатого червячного редуктора может достигать 70–80%.

Двухступенчатый червячный редуктор

Используется при необходимости существенного увеличения крутящего момента и снижения скорости вращения вала. Отличается повышенным передаточным числом. Оси входного и выходного валов этого механизма расположены параллельно.

По сути, представляют собой два одноступенчатых редуктора, размещенных в общем корпусе. Комбинация различных ступеней делает возможность повышения передаточного числа механизма до нескольких тысяч единиц. Чаще всего такие механизмы используются в установках, для которых важна высокая кинетическая точность работы.

Увеличение числа червячных пар приводит к уменьшению КПД механизма, который обычно не превышает 40–50%. Кроме того, установки этого класса подвержены перегреву при эксплуатации в режимах с повышенными нагрузками. Отметим и более сложное техническое обслуживание редуктора по сравнению с одноступенчатыми модификациями.

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.

Конструктивные особенности червячного редуктора. Устройство и принцип работы.

Конструкционно червячный редуктор представляет собой металлический прочный корпус, внутри которого расположена червячная передача. Данный механизм состоит из так называемого червяка – винта с резьбой, и колеса, оснащенного дугообразными косыми зубьями, которые плотно огибают окружность витков винта. Во время движения винта нарезанные вдоль его оси витки резьбы движутся и приводят в действие червячное колесо. Оси колеса и червяка расположены под углом 90 градусов. Расстояние между этими осями – это показатель, характеризующий габариты агрегата и используется в техническом описании устройства. Межосевое расстояние указывается в мм. Например, NMRV-030, 060, 150.

Корпус червячного редуктора изготавливается из чугуна, что обеспечивает высокую прочность агрегата и износостойкость в процессе эксплуатации. Для удобства обслуживания корпус является составной конструкцией, что позволяет легко выполнить разборку для обслуживания внутренних узлов.

Винт рассчитан на высокие рабочие нагрузки, поэтому материал его изготовления – легированная сталь. Шестерню изготавливают из цветного металлического сплава, который рассчитан на снижение коэффициента трения и исключение перегрева в области сцепления лубьев и винта. Червяк – основное звено всего механизма, а шестерня принимает крутящий момент от зубчатого колеса, осуществляя вращение вала на выходе агрегата. Вал относительно винта расположен под прямым углом.

Чтобы червячный редуктор не перегревался за счет трения движущихся узлов внутри агрегата применяется масляная смазка. Для обеспечения герметичности и стабильной фиксации всех деталей устройства используются уплотнительные элементы, которые также помогают избежать потери масла во время работы агрегата.

Редуктор червячного типа в зависимости от количества резьбовых каналов и возможных ступеней может быть многоступенчатым или одноступенчатым. Одноступенчатые устройства используются чаще всего благодаря простоте устройства, гарантирующей стабильную эксплуатацию при равномерных нагрузках.

Одноступенчатые приводы

Одноступенчатый механизм отличается от других моделей небольшими компактными размерами, а также обеспечивает во время работы передачу максимального усилия. В одноступенчатом агрегате тихоходный вал может располагается справа, слева или с обеих сторон корпуса.

В зависимости от поставленных задач и особенностей монтажа подбирается подходящий тип компоновки аппарата. Червячный редуктор, оснащенный одноступенчатым приводом, отличается плавной работой и функцией самоторможения.

Многоступенчатые приводы червячных редукторов

Когда нужно обеспечить работу с высоким передаточным числом, применяется червячный редуктор, имеющий две и более ступени. Расположение винта в многоступенчатых агрегатах горизонтальное или вертикальное рядом с колесом, под или над ним.

Многоступенчатый механизм подбирается с учетом поставленных задач и особенностей функционирования агрегата. При боковом размещении передачи достигается снижение уровня смазочного материала, который находится в подшипнике вертикального вала.

1.Классификация редукторов

Редуктор общемашиностроительного назначения. Этот тип оборудования представляет собой самостоятельный агрегат, используемый в приводах машин. Его технические характеристики отвечают общим для разных применений требованиям. Конструктивно общемашиностроительные редукторы могут отличаться.

Специальные редукторы разработаны для автомобильной, авиационной и других узкоспециализированных отраслей. Из названия понятно, что агрегаты этой группы должны соответствовать специфике и параметрам конкретного применения.

Редукторы можно классифицировать по следующим признакам:

По типам передач и числу ступеней;
По расположению осей входного/выходного валов в пространстве и относительно друг друга;
По способу крепления.

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.

Рулевое управление

Он используется в автомобиле не только в мостах, но и в рулевой системе. На самом деле жидкостный рулевой редуктор – это старейшая система, которая прошла множество изменений, но технический принцип ее остался общим.

Рулевой редуктор имеет ряд преимуществ, главным из которых является большое отношение передачи энергии. Можно сказать, что к достоинствам относится низкий шум работы редуктора и плавность хода. Рулевой редуктор также обладает и недостатками, главным из которых является быстрый износ цепного механизма и обильное выделение тепла. Приводом для рулевого преобразователя энергии служит рулевое колесо.

Редукторы цилиндрические одноступенчатые типа Ц

Редукторы этого типа имеют межосевые расстояния от 800 до 1120 мм, предназначены для привода крупных машин для длительного режима эксплуатации и рассчитаны на передачу крутящего момента на тихоходном валу от 125 000 до 355 000 Н · м при передаточных числах от 1,6 до 6,3.

На листах 47, 48 показана конструкция редуктора Ц-800. Зубчатое зацепление — шевронное, шестерня откована вместе с валом, литое колесо насажено на вал с допусками прессовой посадки. В каждой опоре быстроходного вала установлено по два роликоподшипника с короткими цилиндрическими роликами. Безбортовые наружные кольца обеспечивают свободную установку шеврона шестерни по шеврону колеса.

При использовании двух одинаковых подшипников в одной опоре для равномерной загрузки необходимо проводить подбор по наименьшим отклонениям наружного диаметра и радиального зазора между телами качения и кольцами. Кольцо лабиринтного уплотнения торцевой поверхностью упирается в торец внутреннего кольца подшипника, с другой стороны два полукольца, установленные в канавке вала, с необходимой подгонкой по месту служат упором для лабиринтного кольца и вместе жестко крепят внутренние кольца подшипника и передают осевые силы на вал. Для удержания двух полуколец на них надевается сплошное кольцо, которое закрепляется болтами к лабиринтному кольцу, и головки болтов скрепляются проволокой.

Вал колеса установлен на двухрядных конических роликоподшипниках. Внутренние кольца от осевого смещения крепятся двумя полукольцами, закладываемыми в канавку вала, и охватываются специальной шайбой. Шайба закрепляется болтами, ввернутыми с торца вала. Два полукольца требуют слесарной подгонки при сборке редуктора, что обеспечивает плотное беззазорное соединение кольца подшипника и торца бурта вала.

Таблица 96

Габаритные и присоединительные размеры цилиндрических одноступенчатых редукторов типа Ц (лист 48), мм

Продолжение табл. 96

Таблица 97

Основные параметры зубчатых передач цилиндрических одно- и двухступенчатых редукторов типа Ц и Ц2Ш

Примечание. Z_∑ = 112 при и≤ 3,15, z_∑ = 126 при и > 3,151.

Течь масла по валу предотвращается лабиринтным уплотнением и отводом масла из полости между подшипниками и лабиринтным кольцом через отверстие в корпусе, через которое масло поступает в картер. В нижней части торцевой крышки осевого крепления наружного кольца подшипника против вертикального отверстия отвода смазки должен быть выполнен вырез для свободного прохода масла.

Корпус редуктора выполняется из чугуна, а в более ответственных случаях — из литой стали. К нижней части корпуса крепится на болтах сварной поддон, и к нему приваривается труба для отвода масла из картера. Верхняя часть корпуса состоит из двух частей толстой рамы и сварного кожуха. Рама на болтах крепится к нижней части корпуса и совместно с ним ведется расточка отверстий под подшипники. Сварной кожух крепится болтами к раме через фланец.

Централизованное смазывание зацепления и подшипников обеспечивается подачей охлажденного масла через отверстие, просверленное с торцевой стороны корпуса, масло через трубы подводится к брызгалу и при наличии отверстий распределяется по всей длине зацепления. Есть также индивидуальный подвод смазки к каждому подшипнику.

Габаритные размеры редукторов (лист 48) приведены в табл. 96. Основные параметры зубчатых Передач цилиндрических резисторов типа Ц приведены в табл. 97.

При применении зубчатых колес с z = 17 коэффициенты смещения исходного контура должны быть x₁=0,2; х₂ = -0,2.

По основным параметрам рассчитывается число зубьев шестерни и колеса и фактическое передаточное число, которые даны в табл. 98.

В табл. 99 приведены крутящие моменты, передаваемые тихоходными валами, и предельная частота вращения быстроходного вала.

Значения крутящих моментов Т_т приведены для шестерен из стали 35ХМ ГОСТ 4543-71 с твердостью 300…330 НВ и колес из стали 35ХМЛ с твердостью 260…290 НВ.

Таблица 98

Фактические передаточные числа и числа зубьев шестерен и колес в цилиндрических одноступенчатых редукторах типа Ц

Таблица 99

Крутящие моменты и предельная частота вращения в цилиндрических одноступенчатых горизонтальных редукторах типа Ц

Примечание. Т_т — момент, передаваемый тихоходным валом; n_Б — частота вращения быстроходного вала.

Методика выбора редукторов типа Ц такая же, как и у редукторов РЦО.

Расположение и размеры отверстий для подвода и отвода масла приведены в табл. 100.

В зависимости от типоразмера редуктора и передаточного числа в табл. 101 приведен расход масла при струйном смазывании.

Сорт масла при окружной скорости до 2,5 м/с — П-8п, свыше 2,5 и до 5 м/с авиационное МС-20, свыше 5 до 20 м/с-И-50А.

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.

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.

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

Исполнения быстроходного вала для конического редуктора.

Исполнения быстроходного вала конического редуктора для случая применения между электродвигателем и редуктором ременной или цепной передачи представлены на рис. 1…4.

Рис. 1, 3, 4 — подшипники вала шестерни и шкива (звездочки) раздельны. Шкив (звездочка) опирается через два своих подшипника на стакан. Вал разгружен от сил натяжения ремня, крутящий момент со шкива (звездочки) передается или через упругую муфту и шлицы (рис. 3), или через жесткую компенсирующую муфту (рис. 1), или через шлицы (рис. 4).

Рис. 2 — шкив расположен непосредственно на валу и нагружает его силами от натяжения ремня.

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 коническо-цилиндрический
Редуктор червячный.
Мотор-редуктор цилиндрическо-червячный.
Редуктор цилиндрическо-червячный.
Редуктор червячный двухступенчатый.

Пошаговая сборка червячного редуктора

Создание такой вещи, как редуктор, это весьма сложный процесс, который в свою очередь требует хорошей подготовки. Главная его функция – дает возможность регулировать взаимное размещение червяка и колеса.

А делается это для того, чтобы ось червяка совпадала со средней плоскостью колеса. Более того, к процессу сборки червячного редуктора нужно подходить трепетно, так как это требует определенной герметичности и соблюдения зазоров в узлах подшипников.

Производство имеет ряд особых стадий

наиболее тщательная напрессовка подшипников на вал, запрессовка манжет в требуемые отверстия стаканов либо крышек;
процесс создания узла червячного вала, а так же остальных элементов механизма;
расположение узла на остове механизма.

В случае, когда механизм выполнен с опорами, которые имеют конические роликовые подшипники, правильное использование которых возможно только при наличии нужного набора прокладок, дальнейшая стадия будет состоять еще из нескольких этапов:

для начала требуется подшипник вала. Он размещается таким образом, чтобы его обойма находилась в отверстии корпуса;
далее берется крышка с прокладками и производится крепление к остову устройства;
сам узел устанавливается на остове создаваемого устройства;
устанавливается внешняя обойма другого подшипника;
происходит монтаж крышки с манжеткой во внешнюю обойму, а именно в торец;
далее выявляется, насколько велик зазор между корпусом и крышкой, путем замера;
теперь нужно узнать место нахождения пятна контакта. Если необходимо, можно даже вынуть узел колеса;
далее следует трепетная регулировка набора прокладок, которая зависит от уже определенного места пятна контакта и некоторых технических показателей.

Процесс повторяется подобным образом определенное количество раз. Это выполняется до тех пор, пока двигающиеся части не будут расположены относительно друг друга лучшим образом.

Для процесса сборки вертикального редуктора также требуются определенные условия: пятно должно проходить четко через заданную плоскость. Необходимо не допустить кромочный контакт. Этот процесс является, по сути, искусственным, который доставляет немало хлопот и забирает много времени.

Данный тип работ не подходит для крупных заводов и фирм, которые ориентированы в основном на массовый выпуск различных механизмов. Именно из-за этого были придуманы иные способы производства механизмов.

Применяются стапели с основой на ось червяка либо торец корпуса (нарезка зубьев и обработка корпусного отверстия нуждаются в особо пристальном внимании). Создание колеса осложняется тем, что нужно пристально контролировать две позиции.

После завершения всех операций совершают проверку пятна контакта. Местонахождение пятна легко распознается благодаря блику, более того обычно используется краска на колесных зубьях. Как только проверка увенчалась успехом, проводится проверка двигателя редуктора согласно с техническим паспортом и масштабами работ, которые будет выполнять механизм.

Качественное производство редукторов

Наша организация ТЕХМАШ занимается разборкой и сборкой редукторов различного уровня сложности. Наши специалисты готовы выполнить ремонт мотор-редукторов различной конструкции.

Классификация червячных редукторов

Могут устанавливаться самые различные типы червячных редукторов, все зависит от области применения механизма. Основная классификация выглядит следующим образом:

Материал деталей может быть самым различным, в большинстве случаев внутренние детали изготавливаются из углеродистой стали. Корпус часто представлен чугунной емкостью со специальными выемками для фиксации подшипников, вала и других элементов.
Разное число заходов также можно назвать основным критерием классификации.
Направление резьбы червячного вала также является одним из признаков, по которым проводят классификацию.
Профиль резьбы.
Тип применяемого винта.

Редуктор червячный одноступенчатый получил весьма широкое распространение на сегодняшний день. Это связано с тем, что он маленький и может применяться для передачи большого усилия. При необходимости можно установить редуктор червячный двухступенчатый, который может не только изменять параметры передаваемого усилия, но и регулировать их в небольшом диапазоне.