Особливості конструкції циліндричних редукторів, сфера їх застосування, переваги і недоліки

Більшість промислових механізмів, що працюють від електричного двигуна, потребують встановлення циліндричних редукторів. Ці пристрої, які є посередницькою ланкою між електродвигуном і механізмом, посилюють крутний момент шляхом зниження кількості обертів.

Циліндричні редуктори – один з найпоширеніших типів передавальних механізмів. Завдяки відмінним експлуатаційним характеристикам, тривалому терміну служби і простоті експлуатації пристрої широко використовуються в різних промислових галузях.

Свою назву цей тип редуктора отримав завдяки циліндричній формі зубчастих коліс, з яких складена передача. Передавальні колеса розташовані всередині корпусу пристрою в два або більше рядів, при тому є мінімум одне циліндричне зачеплення. Обертання передається від одного вала до іншого, тільки якщо вони співвісні або паралельні один одному.

Циліндричне зачеплення здатне обертатися в обидві сторони. При необхідності ведений вал з колесом можна зробити провідним і підключити до двигуна. Конструкція будь-якого циліндричного редуктора обов'язково включає такі складові:

• ведучий і ведений вали;
• шестерні;
• колеса;
• підшипники;
• корпус;
• кришки;
• систему змащення.

В одноступінчастому редукторі в зачепленні знаходиться всього одна пара, що складається з шестерні і колеса. При збільшенні кількості ступенів збільшується і кількість деталей.

Циліндричні редуктори, що виробляються серійно, оснащуються литими чавунними або сталевими корпусами. Специфікації на ці матеріали встановлені в ГОСТ. Якщо у конструкції повинна бути невелика вага, використовуються більш легкі сплави.

Якщо редуктор виробляється на замовлення, його корпус може бути зварним. Це дозволяє реалізувати індивідуальні конструктивні рішення.

На корпусах перетворювачів передбачаються елементи для кріплення – «вуха» або «лапи». На вихідний частини валів є ущільнення, які запобігають витоку масла. На зовнішній стороні корпусу можуть бути додаткові елементи, які перешкоджають підвищенню внутрішнього тиску перетворювача, що виникає при його нагріванні.

Класифікують циліндричні редуктори за кількома критеріями:

• типом корпусу;
• способом охолодження;
• видом використовуваних підшипників;
• швидкості обертання;
• значенням передаточного числа;
• величині переданої потужності.

В залежності від виду циліндричних коліс редуктори можуть бути:

• косозубими;
• прямозубими;
• шевронними;
• кривозубыми;
• комбінованими.

Кожен з типів зубів має свої особливості, про які варто розповісти детальніше.

Це найпоширеніший тип комплектуючих. Площини розташування зубів коліс перпендикулярні по відношенню до осі обертання, а лінія, за якою стикаються зуби шестерень, розташована паралельно осі.

Прямозубі колеса – найдешевші з усіх використовуваних типів. Але крутний момент, забезпечуваний ними, менше, ніж той, який створюють косозубі або шевронні колеса. Рівень шуму шестерень з прямими зубами більше, ніж у інших різновидів.

Це вдосконалені версії прямозубих шестерень. Їх зуби або розташовані під нахилом, або утворюють подобу гвинтової лінії (кривозубі колеса). Зачеплення таких коліс більш плавне, а рівень шуму нижче, ніж при використанні прямозубих варіантів. Максимальне передаточне число також підвищене, оскільки площа дотику зубів збільшена.

Але у даних типів коліс є і недоліки. Перший – механічне зусилля, що утворюється в процесі роботи. Воно зміщує колесо на осі, тому встановлення вала повинне здійснюватися тільки із застосуванням упорних підшипників. Вони запобігають горизонтальному зміщенню.

Через збільшення площі дотику зубів зростає сила тертя між ними. Це призводить до додаткових втрат потужності, нагрівання перетворювача і зниження його ККД. Щоб зменшити ці негативні явища, необхідно використовувати спеціальні мастильні матеріали.

Косозубі і кривозубі колеса використовуються тоді, коли необхідно передати значний крутний момент і є обмеження по рівню шуму.

Винахід коліс даного типу приписують Сітроєну – підприємцю з Франції. Але насправді він просто оцінив їх переваги і першим викупив права на патент у польського механіка, який винайшов шестерні. Якщо подивитися на зуби шевронных коліс зверху, то їх форма нагадує англійську букву V. Шестерні виконуються як цілісні деталі, або шляхом стикування пари косозубих коліс.

Колеса шевронного типу вирішують проблему виникнення осьової сили на валу. Зусилля, що діють на обидві частини комплектуючих, направлені в різні сторони, тому взаємно компенсуються.

Циліндричний редуктор може мати різну кількість передач (ступенів редукції). Зазвичай їх від однієї до трьох, але буває і більше – такі моделі називаються багатоступінчатими. Кількість передач має велике значення, так як від нього залежить величина передавального числа.

Наприклад, у одноступеневих моделей передавальне число знаходиться в діапазоні від 1,5 до 10, двоступеневих – від 10 до 60. А триступінчаті здатні забезпечити коефіцієнт редукції від 60 до 400.

Змащування дозволяє захистити деталі редуктора від перегріву і передчасного виходу з ладу. В циліндричних перетворювачах використовуються наступні системи змащування:

• розбризкування – мастильний матеріал, що знаходиться в картері механізму, розбризкується на підшипники і шестерні під час роботи редуктора. Найпопулярніша технологія;
• примусова – задіюється маслонасос з трубками, по яких циркулює мастильний матеріал. Методика використовується у великогабаритних механізмах, а також у випадках, якщо необхідно додаткове охолодження редуктора;
• занурення – всі рухомі частини перетворювача занурюються в мастильний матеріал. Недолік методики – необхідність використання розширювального бачка.

Конкретні типи мастильних матеріалів для кожного з типів редукторів вказують заводи-виробники. Наприклад, цилиндровое масло 11 повинно використовуватися для моделей РМ-260 і РМ-400, а індустріальне масло 50 – для перетворювачів типу РМ-500, РМ-750, РМ-1000.

Основна перевага, якою володіють редуктори з циліндричною передачею – високий ККД, що досягає 98%. Цей показник значно вище, ніж у інших типів перетворювачів, наприклад, черв'ячних. Лише незначна частина переданої редуктором теплової енергії втрачається без відновлення, і мізерна частина ресурсів йде на нагрів елементів передачі, тому тепловиділення виходить незначним. Додаткові системи охолодження для перетворювача не потрібні, його надійність в експлуатації зростає.

Циліндричний редуктор – оптимальний варіант для передачі великих потужностей. Якщо параметри тепловтрат не завжди мають вирішальне значення, то енергоефективність редуктора відіграє велику роль.

В перетворювачів циліндричного типу люфт вихідного валу мінімальний. Пристрої відрізняються високою кінематичною точністю, що робить можливим їх використання в системах з неприпустимістю відхилення.

Вали редуктора можуть обертатися в будь-яку сторону. Це може бути як перевагою, так і недоліком – все залежить від умов експлуатації. Характеристика корисна, якщо потрібно провернути вал, і небажана в інших випадках. Для усунення оборотності валів можна встановити гальма, але це додаткові фінансові та часові витрати.

Редуктори з циліндричною передачею нормально витримує часті запуски і зупинки завдяки невисокому рівню тертя і незначного зносу комплектуючих. Режим пульсуючих навантажень, хоч і вважається несприятливим, не призводить до передчасного зносу перетворювачів.

Недоліків у циліндричних редукторів значно менше, ніж переваг. Один з істотних мінусів – обмежене передаточне число. Передавальне значення одного ступеня не може перевищувати 1:6,3. Якщо цього недостатньо, необхідно збільшувати кількість ступенів редукування. Але в цьому випадку збільшаться і габарити редуктора. Використання великогабаритних перетворювачів з великим передавальним числом, як правило, нераціонально.

Під час роботи циліндричні редуктор створюють значний шум. Тому виробничі об'єкти повинні бути на значній відстані від житлових.

Причина більшості поломок циліндричного редуктора всього одна: власник обладнання або повністю ігнорував технічне обслуговування, або проводив його в неналежному обсязі. Виконання декількох простих правил дозволить перетворювачів без поломок відпрацювати свій експлуатаційний ресурс. Але про нюанси техобслуговування ми розповімо нижче. А зараз поговоримо про те, які ознаки вказують на несправність в роботі редуктора.

Незвичайний і нерівномірний шум під час роботи перетворювача може вказувати на сторонні предмети, що потрапили в мастило, або пошкодження робочої поверхні зубів колеса (шестерні). Щоб усунути сторонні домішки, масло остаточно профільтрувати або замінити. При пошкодженні елементів передачі знадобиться професійний ремонт пристрою.

Рівномірне посилення шуму під час роботи може бути наслідком нестачі мастила, порушення регулювання підшипників або їх виходу з ладу. Щоб вирішити проблему, потрібно долити мастильний матеріал, відрегулювати або замінити підшипник.

Іноді може спостерігатися протікання масла в місцях виходу валів або з'єднання кришки з корпусом. Проблема виникає із-за надлишку мастильного матеріалу або засмічення дренажних отворів. Злив надлишків олії та очищення дренажу вирішують проблему.

Підшипники циліндричного редуктора перегріваються з-за нестачі мастила або його підвищеної в'язкості, перетяжки регулювальних кришок підшипників, перевищення допустимого рівня частоти обертання валів. Способи усунення несправності:

• заміна або долив масла з потрібною в'язкістю;
• регулювання рівня затягування підшипників;
• зменшення частоти обертання вхідного вала.

Якщо при включенні приводу вали редуктора не обертаються, причиною найчастіше є загустіння масла, недолік потужності двигуна, відсутність або пошкодження шпонки на валу. Потрібно залити масло з меншою в'язкістю, перевірити або поміняти двигун, замінити або встановити на місце шпонку.

Перед введенням перетворювача в експлуатацію необхідно стерти з його валів пил і мастильний матеріал, а з ущільнювальних кілець прибрати залишки мастила. Після цього редуктор заповнюється маслом з температурою не нижче 20 градусів. Перед першим запуском, а також після тривалого простою передавального механізму обов'язково перевіряється функціональність вентиляційного фільтра і стан ущільнювальних кілець.

Масло в редукторі повністю змінюється кожні два роки або після 10000 годин експлуатації. При використанні в складних умовах цей період скорочується. Для промивання механізму можна використовувати тільки спеціальні речовини. При техобслуговуванні обов'язково перевіряється:

• температура в місцях відмикання;
• об'єм мастильного матеріалу і його щільність;
• рівень шуму;
• стан повітряного фільтра;
• наявність або відсутність конденсату.

Циліндричні редуктори широко використовуються у всіх промислових галузях. На основі цих механізмів створюються мотор-редуктори, використовувані в електричних пристроях устаткування. Обмежень по експлуатації перетворювачів практично не існує.

Підібрати і купити потрібну модель циліндричного редуктора можна на сайті компанії «Зевс». У нашому каталозі представлені найпопулярніші типи перетворювачів: Ц2, РК, РМ, Ц2У і 1Ц2У, РЦД, ЦТНД та інші. На обладнання надаються сертифікати, а гарантія діє протягом року.