Короткий посібник з вибору і експлуатації циліндричних редукторів

Циліндричні редуктори – одна з найбільших груп передавальних механізмів. Обмежень для їх застосування в промисловості практично не існує. Пристрої підходять для комплектації електричних, пневматичних і гідравлічних приводів промислового обладнання різного призначення. Основне завдання циліндричних редукторів – збільшення крутного моменту шляхом зниження частоти обертів двигуна.

Особливості конструкції циліндричних редукторів

Свою назву циліндричний редуктор отримав завдяки формі зубчастих коліс. Конструкція перетворювача включає одну або декілька механічних передач. Вони з'єднані послідовно і складаються з шестерен і зубчастих коліс, які розміщуються на валах. Розташування валів у циліндричних перетворювачів паралельне. Аксоіди у коліс передачі представляють собою циліндри.

Більшість циліндричних зубчастих передач мають евольвентне зачеплення. Профілі зубів в ньому окреслено по евольвенті окружності. Цей варіант зачеплення був запропонований швейцарським механіком і математиком Леонардом Ейлером в середині XVIII століття.

Альтернатива евольвентному зачепленню – кругогвинтове зачеплення Новікова. Цей вид передачі запропонував радянський інженер Михайло Леонтійович Новиков в 1954 році. У передачі Новікова зубці коліс окреслені колами близьких радіусів. У порівнянні з евольвентною вона має більш високу навантажувальну здатність і менший рівень шуму.

У циліндричніх редукторах можуть використовуватися три типи зубчастих коліс – прямозубі, косозубі і шевронні. Перші застосовуються у випадках, коли необхідна невисока або середня окружна швидкість. При підвищенні окружної швидкості і для зниження рівня шуму рекомендується використовувати косозубі колеса. У третього типу коліс зуби виконані у формі літери V. Для них характерна взаємозамінність осьових сил.

Зубчасті колеса насаджуються на вал. Щоб уникнути їх провертання, використовують шпонкові з'єднання. Вихідний вал циліндричних редукторів зазвичай є валом-шестернею, тобто, зубчата передача є його частиною. Обертання валів забезпечується підшипниковими вузлами – кульковими і роликовими. Підшипники насаджуються на вал з натягом і вставляються в призначені для них гнізда в корпусі. Усунути зазори допомагають спеціальні регулювальні кришки і кільця. Вони також захищають підшипники від забруднення.

Конструкція циліндричних редукторів передбачає наявність циркулярного або картерного змащування. У першому випадку мастильний матеріал надходить з системи автоматичної подачі, а для його видалення передбачені спеціальні отвори. Картерна схема передбачає ручну заливку масла в картер, його долив і заміну в разі потреби. Для підшипників використовують густе мастило або подають масло безпосередньо в вузол тертя.

Переваги і недоліки пристроїв

Головний плюс редукторів з циліндричної зубчастої передачею – високий коефіцієнт корисної дії. Якщо не брати до уваги передавальне відношення, ККД перетворювачів дорівнює 98%. Завдяки цьому пристрою економічні в плані енергоспоживання. Виділення тепла під час роботи у них мінімальне, тому додаткове обладнання для охолодження не потрібно.

Циліндричні редуктори можуть передавати великі потужності практично без втрат. Високою навантажувальною здатністю відрізняються навіть одноступінчасті механізми. Крім того, пристрої дозволяють отримувати дуже високий крутний момент.

Висока кінематична точність циліндричних редукторів забезпечується завдяки невеликому люфту вихідного вала. Перетворювачі можна використовувати в приводах пристроїв, що позиціонуються.

Циліндричні редуктори показують хороші результати при експлуатації в режимі частих запусків і зупинок, при нерівномірних навантаженнях і в безперервному режимі. Тому ними можна оснащувати приводи промислових механізмів, які часто змінюють режим роботи.

У перетворювачів даного типу повністю відсутнє таке явище, як самогальмування. Вихідний вал пристроїв можна обертати, не докладаючи особливих зусиль, в будь-якому напрямку.

Завдяки великій різноманітності зубчастих передач можна підібрати циліндричний редуктор з оптимальним передавальним відношенням. Пристрої мають великий робочий ресурс, який становить не менше 25000 годин.

До недоліків циліндричних редукторів відноситься дуже низьке передавальне число при використанні одного ступеня передачі. Воно не може перевищувати 1: 6,3. Щоб отримати більш високе значення, кількість ступенів потрібно збільшувати, а це призведе до збільшення габаритів обладнання. Слід врахувати, що навіть одноступінчасті пристрої мають досить значні розміри.

Ще один мінус перетворювачів даного типу – підвищений рівень шуму. Вони шумлять набагато сильніше редукторів з черв'ячною передачею.

У деяких випадках відсутність самогальмування перетворюється з переваги в недолік. Наприклад, якщо вихідний вал може обертатися під дією зовнішнього навантаження. Щоб усунути це явище, доводиться встановлювати додаткові пристрої.

Розрахунок і вибір циліндричного редуктора

Якщо тип редуктора вже визначено, його розрахунок починається з визначення передавального числа. Для цього використовується наступна формула:

N1 – швидкість обертання (кількість оборотів) вхідного вала;

N2 –швидкість обертання (кількість оборотів) вхідного вала.

Отримане значення потрібно округлити до показника з типового ряду передавальних чисел для даного типу редуктора.

Залежно від розрахованого передавального числа визначається необхідну кількість ступенів передачі. Для цього можна скористатися наступною таблицею:

Вихідні дані для підбору габариту перетворювача: передавальне число, потужність, кількість обертів електродвигуна. Для розрахунку використовується формула:

Т = (9550 х Р х U х N) / (К х nвх).

Р – потужність двигуна, кВт;

U – передавальне число перетворювача;

N – ККД (для циліндричного редуктора – 0,97-0,98);

nвх – кількість оборотів вхідного вала або двигуна, об / хв;

К – коефіцієнт експлуатації, який вибирається по таблиці.

Рекомендовану тривалість включення редуктора розраховують за формулою:

ПВ = (Т / 60) х 100%.

T – середній час роботи обладнання протягом години, хв.

Розрахунок радіального навантаження для вихідного вала одноступінчастих циліндричних редукторів проводиться за допомогою такої формули:

Для багатоступеневих механізмів використовується така формула:

Для швидкохідного валу розрахунок здійснюється за такою формулою:

Твх /вих – номінальний крутний момент на відповідному валу.

Залежно від умов експлуатації здійснюється вибір кліматичного виконання циліндричного редуктора:

Рекомендації з підготовки обладнання до експлуатації

Перед тим, як монтувати новий редуктор, необхідно видалити всі пакувальні матеріали, а також очистити всі поверхні пристрою від мастила за допомогою змоченої розчинником ганчірки. Редуктор повинен встановлюватися на жорсткій основі в горизонтальному положенні. Для фіксації пристрою потрібно використовувати болти з класом міцності не нижче 5.8. При установці перетворювача необхідно забезпечити вільний доступ до таких кришок, пробок і масломірної голки.

Провертаючи редуктор вхолосту, необхідно перевірити якість затяжки всіх кріпильних гвинтів, при необхідності підтягнути їх.

Перед початком роботи в редуктор потрібно обов'язково залити масло. Заливається мастило через отвір, закритий оглядового кришкою або пробкою, до верхньої межі масломірної голки або до контрольної пробки. При необхідності до перетворювача підводять систему струменевого проточною мастила.

Пробний запуск двигуна здійснюється без навантаження на вихідному валу, щоб переконатися в правильності функціонування обладнання. Якщо перший запуск редуктора здійснюється при температурі нижче 0 градусів, навантаження не повинна бути вище 25% номінального рівня.

Через дві години безперервної роботи перетворювача з навантаженням потрібно провести регулювання підшипників. Після 1-2 робочих змін необхідно провести заміну масла, щоб видалити дрібну металеву стружку, яка утворилася в процесі підробітки передач.

При експлуатації редуктора не допускається використання поблизу відкритого вогню. Перетворювач повинен бути обов'язково заземлений. Електричні знімні деталі пристрою заземлюются окремо.

Якщо редуктор оснащений вентилятором, потрібно переконатися в тому, що повітрозабірник очищений і встановлений під потрібним кутом. Для моделей з циркуляційним охолодженням потрібно забезпечити зовнішню подачу охолоджуючої рідини.

Технічне обслуговування

Технічне обслуговування циліндричного редуктора може бути щозмінним і періодичним. При щозмінного ТО потрібно перевіряти:

  • відсутність протікання масла – при їх виявленні очищають віддушину і перевіряють рівень мастильного матеріалу;
  • рівень шуму;
  • рівень мастильного матеріалу – при необхідності масло доливається.

Періодичне техобслуговування включає два етапи:

  • ТО-1 – потрібно проводити через кожні 1000 годин експлуатації або кожні 3 місяці. При цьому виконуються ті ж роботи, що й при щозмінного обслуговування, а також, якщо це необхідно, міняють масло;
  • ТО-2 проводять через кожні 2000 робочих годин або через півроку. Виконуються роботи по ЄВ і ТО-1, регулюються підшипники, перевіряється затяжка болтових з'єднань.

Коли буде вироблено приблизно 80% ресурсу передач, підшипникових вузлів і валів, проводиться діагностика технічного стану зубчастих коліс і підшипників перетворювача. При необхідності зношені вузли замінюються.

Ознаки несправностей і способи їх усунення

Щоб циліндричний редуктор виробив свій ресурс без серйозних поломок, потрібно постійно контролювати рівень масла, стан підшипників, співвісність і надійність кріплень. Основна причина виходу перетворювачів з ладу – зневага технічним обслуговуванням і порушення періодичності його проведення.

Про несправності циліндричного редуктора свідчать такі ознаки:

  • незвичайні шуми під час роботи пристрою;
  • високий рівень шуму;
  • протікання масла;
  • сильне нагрівання підшипників;
  • відсутність обертання валів при включенні приводу.

Причиною виникнення незвичайних шумів можуть стати сторонні предмети в змащувальному матеріалі або пошкодження робочої поверхні зубів колеса. У першому випадку проблема вирішується заміною масла. При пошкодженні зубів редуктора необхідний ремонт.

Рівень шуму перетворювача може підвищуватися через недостатню кількість масла, порушення регулювання або виходу з ладу підшипників. Необхідно долити мастило, відрегулювати або замінити підшипникові вузли.

Протікання масла виникають через перевищення його рекомендованого рівня або засмічення дренажних отворів. Виправити ситуацію можна, видаливши надлишки масла і прочистив дренаж.

Підшипники перегріваються через нестачу олії або його зайвої в'язкості, перетяжки регулювальних кришок або перевищення частоти обертання вхідного вала. Щоб усунути несправність, потрібно долити масло або поміняти його, відрегулювати затяжку підшипників або зменшити частоту обертання валу.

Вали редуктора можуть не обертатися через загустіння масла, недостатню потужність двигуна, відсутність або пошкодження шпонки на валу. Потрібно залити масло з меншою в'язкістю, перевірити або замінити двигун, встановити на місце шпонку.

У каталозі компанії «Промпривод» представлені найпопулярніші моделі циліндричних редукторів: Ц2, ЦТНД,  РЦД, ЦДН, Ц2У,  1Ц2У, Ц2Н, ГПШ і інші. Устаткування можна купити за ціною на 3-10% нижче ринкової вартості. Гарантія діє протягом року.