Виды редукторов: назначение, устройство, типы

Обслуживание колесного редуктора

Для повышения надёжности агрегата и продления срока его безопасного функционирования, необходимо с определённой периодичностью проводить его техосмотр и соответствующее обслуживание, используя для этого специальную контролирующую и измерительную аппаратуру. Перед началом ремонтных работ следует предварительно отсоединить коробку передач от корпуса сцепления, под который, впрочем, как и под передний мост, устанавливают подвижные подставки. Под коробку передач ставится подставка неподвижного типа. Далее следует отключить гидросистему и разъединить тракторный остов, раскатать его и отсоединить от корпуса сцепления полураму.

После того как разборка завершена, можно переходить к диагностике агрегата, в первую очередь обратив внимание на следующие моменты:

• Показатели уровня масла в гидравлическом баке;
• Функционирует ли двигатель на полной мощности;
• В каком состоянии находится ходовая;
• Имеет ли место утечка масла;
• Есть ли давление в сливной линии гидромотора и на входе в него;
• В каком состоянии находятся крепёжные соединения;
• Исправны ли подшипники роликового типа;
• Не нуждается ли в замене система зубчатого сцепления на верхних и нижних конических парах.

Если в процессе осмотра колёсного редуктора будет обнаружено существенное уменьшение уровня масла в верхней конической паре, значит это верный признак того, что в системе имеется утечка. Нужно обязательно выявить причины её возникновения и максимально оперативно устранить неисправность. Вполне возможно, что для этого может потребоваться даже частичная разборка этого узла, хотя, по сути, это единственный способ устранения проблемы.

Классификация, основные параметры редукторов

В зависимости от типа зубчатой передачи редукторы бывают цилиндрические, конические, волновые, планетарные, глобоидные и червячные. Широко применяются комбинированные редукторы, состоящие из нескольких совмещенных в одном корпусе типов передач (цилиндро-конические, цилиндро-червячные и т.д.).

Конструктивно редукторы могут передавать вращение между перекрещивающимися, пересекающимися и параллельными валами. Так, например цилиндрические редукторы позволяют передать вращение между параллельными валами, конические — между пересекающимися, а червячные — между пересекающимися валами.

Общее передаточное число может достигать до нескольких десятков тысяч, и зависит от количества ступеней в редукторе. Широкое применение нашли редукторы, состоящие из одной, двух или трех ступеней, при чем они могут, как описывалось выше, совмещать разные типы зубчатых передач.

Ниже представлены наиболее популярные виды редукторов, серийно выпускаемые промышленностью.

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.

Газовые

Эти агрегаты являются устройствами, которые способны понижать давление на выходе из какой-либо емкости (например, в баллоне).

Существуют следующие виды газовых редукторов:

• Кислородные, применяющиеся на многих машиностроительных предприятиях. С помощью таких редукторов можно выполнять любые автогенные работы. Например, сваривать или паять детали.
• Ацетиленовые, которые часто применяются в коммунальном хозяйстве для резки трубопроводов.
• Воздушные редукторы. Такие агрегаты используют многие предприятия. С их помощью можно непрерывно поддерживать необходимое давление воздуха в сетях и коммуникациях. Кроме того, подобные виды редукторов используют в дайвинге как устройства, которые способны снижать давление дыхательной смеси.
• Пропановые, использующиеся в металлургии. Они помогают рабочим проводить различные автогенные работы, наподобие резки или пайки. Кроме того, эти редукторы можно встретить и в быту. Ярким примером являются плиты, в которых встроены подобные регуляторы давления газа.

Достоинства и недостатки передач в зависимости от типа зубьев

А. Колеса прямозубые

Это наиболее распространенная разновидность зубчатых колес. Их зубья располагаются в плоскостях перпендикулярных по отношению оси вращения, а линия соприкосновения зубьев у шестерни проходит, наоборот, параллельно этой оси. Колеса с прямыми зубьями обладают наименьшей стоимостью, но они обеспечивают крутящий момент, максимальное значение которого немного меньше, чем могут создавать косозубые или шевронные. Кроме того, шестерни с такими зубьями больше шумят, чем шестерни с более сложными по форме зубьями.

Б. Косозубые и кривозубые колеса

Они представляют собой усовершенствованный вариант прямозубой шестерни. У них зубья расположены, если сравнивать с прямыми зубьями, под наклоном (или по кривой линии, в случае кривозубых колес), образуя подобие винтовой линии.

Преимущества

Зацепление колес происходит менее шумно, более эффективно и плавно, если сравнивать со случаем, когда используется прямозубый вариант шестерни. Площадь соприкосновения также больше, чем у прямозубой передачи, поэтому и значение максимального передаваемого момента также повышено.

Недостатки

Во время работы косозубого/кривозубого колеса появляется механическое усилие, сдвигающее его по оси, поэтому вал должен устанавливаться только с применением упорных подшипников, для предотвращения его горизонтального смещения. Увеличение площади соприкосновения зубьев ведет также к возрастанию силы трения между зубьями, что в свою очередь является причиной появления дополнительных потерь мощности и нагрева цилиндрического редуктора, а также снижения его кпд. Для уменьшения указанных негативных явлений и их компенсации требуется применение специальных смазочных материалов. Косозубые/кривозубые колеса применяют в основном там, где требуется передача значительных крутящих моментов особенно, если вал вращается с очень большой скоростью, и есть ограничения по степени шумности, которую создает соосный цилиндрический редуктор.

В. Шевронные колеса

Изобретение этих колес нередко приписывают французскому предпринимателю Ситроену, хотя он просто смог во время оценить и выкупить права на соответствующий патент у польского малоизвестного сегодня механика-самоучки. Зубья шевронных колес, если смотреть на них сверху, похожи по форме на английскую букву «V». Они могут выполняться либо как цельные детали, либо получаться за счет стыковки пары колес косозубого типа.

Применение шевронных колес позволяет решить проблему возникновения на валу осевой силы, так как направленные в разные стороны усилия, действующие на обе части таких колес компенсируют взаимно друг друга. В результате отпадает необходимость в упорных подшипниках, так как передача с использованием шевронных колес является самоустанавливающейся и не имеющей тенденции к появлению осевых сдвигов. Поэтому сборка цилиндрического редуктора, оснащенного шевронными колесами, выполняется с креплением одного из валов с помощью плавающих опор (например, с использованием подшипников с цилиндрическими роликами).

Что дает наличие у редуктора нескольких ступеней передачи?

В зависимости от количества ступеней цилиндрический зубчатый редуктор называется:

• одноступенчатым;
• двухступенчатым;
• трёхступенчатым;
• многоступенчатым.

Классификация редукторов в зависимости от вида передач и числа ступеней

Червячный редуктор

Достаточно простой и поэтому распространенный механизм, принцип действия которого предусматривает использование передачи с червячной резьбой в профиле. С точки зрения эксплуатации, это оптимальное решение для передачи оборотов между двумя осями, расположенными перпендикулярно. В частности, редукторы этого типа применяются в рулевом управлении легкового транспорта. К преимуществам червячных систем относят возможность выработки в одной ступени высокого передаточного числа (до нескольких сотен). Кроме того, червячный редуктор бесшумен, отличается плавным ходом и не требует применения тормозных устройств, поскольку предусматривает активацию собственного механизма торможения при достижении определенного уровня передаточного числа.

Технические характеристики

Вне зависимости от того, как работает газовый бытовой редуктор, главное при выборе – рабочие параметры модели. Нужно учитывать следующее:

• Рабочее давление – величина его указывается в техпаспорте прибора. Обычно это 0,03, 0,037 и 0,05 атм. Рабочее давление регулятора должно быть таким же. В противном случае плита или котел будут работать неправильно.
• Максимальное и минимальное давление на выходе.
• Максимальное и минимальное давление на входе – параметр определяет, с какими резервуарами устройство может работать.
• Расход газа – максимальный уровень расхода регулятора не нормируется. Однако покупать нужно прибор, производительность которого не меньше предполагаемого расхода топлива.
• Назначение – для обслуживания плиты, бойлера и котла в доме предназначены редукторы из линейки бытовых. Промышленные рассчитаны на работу с более мощным оборудованием, плохо сочетаются с бытовыми аппаратами. Расчет на их более высокую надежность не оправдан.
• Диапазон регулировок – более чем достаточно диапазона от 20 до 60 бар.

Редуктор обратного действия более точен и исключает перепады давления при подаче газа. Еще лучше регулирует показатель двухкамерное устройство. Однако цена последнего заметно выше.

Какие бывают редуктора мотоблоков – виды и предназначение

Современные мотоблоки комплектуются разными по своей конструкции и предназначению редукторами. Используемые для работы сельскохозяйственных машин механизмы делятся на следующие виды:

Угловой редуктор для мотоблока – механизм этого типа служит соединителем мотора и трансмиссии агрегата. Отличные характеристики и невысокая стоимость такого узла делают его одним из наиболее популярных среди фермеров. Конструкция углового редуктора позволяет доработать его, увеличив, тем самым, существенно увеличив производительность механизма;

Понижающий редуктор для мотоблока – задача механизма этого типа заключается в увеличении мощности мотора и снижении количества его оборотов. Такие редукторы считаются одними из наиболее надежных и эффективных механизмов, так как они состоят из прочных стальных деталей, которые практически не поддаются износу, и штатной воздушной системой охлаждения. Мотоблоки, оборудованные такими редукторами, легко справляются с любой нагрузкой, и могут решить множество хозяйственных задач;

Реверс-редуктор – этот механизм обратного вращения устанавливается между коническими шестернями, которые, в свою очередь, располагаются на главном валу мотоблока. Данная реверсивная схема довольно проста, благодаря чему ее разборка занимает не более 10 минут. Главное преимущество реверсивного редуктора заключается в возможности заднего хода. В числе недостатков следует выделить низкую производительность механизма и невысокую скорость при передвижении мотоблока на заднем ходу;

Шестеренчатый редуктор для мотоблока – механизмом это типа комплектуются тяжелые мотоблоки. Он используется преимущественно для передачи крутящего момента, генерируемого мотором, на колеса сельскохозяйственной машины. Среди основных плюсов шестеренчатого редуктора следует выделить высокую надежность и простоту конструкции. Единственный минус такого механизма заключается в сложности при обслуживании. Тем не менее, большинство производителей мотоблоков оснащают свою технику именно шестеренчатым редуктором. Если вы планируете изготовить самодельный редуктор, то лучше всего сделать механизм именно шестеренчатого типа;

Червячный редуктор на мотоблок – к отличительным особенностям этого механизма относиться наличие специального винта и зубчатого червячного колеса. Для изготовления каждого из элементов такого редуктора используются материалы, обладающие повышенной прочностью. Передаточные числа червячных редукторов колеблется в пределах от 1 до 4. Количество передач напрямую зависит от количеств резьбовых каналов на винте механизма. Среди главных преимуществ червячного редуктора следует выделить высокую эффективность механизма. Он применяется при производстве техники, от которой требуется пониженная угловая скорость и максимально высокий крутящий момент. Червячный редуктор обеспечивает плавный ход и низкий уровень шума при работе мотоблока.

Каждый из перечисленных типов механизмов обладает своими преимуществами и недостатками. Об этом следует помнить, выбирая мотоблок, укомплектованный тем, или иным редуктором.

Конструктивные особенности

Существует два типа конических редукторов:

• узкие;
• широкие.

Под узким типом редуктора подразумевается то, что ширина зубчатого колеса будет равна четверти внешнего конусного расстояния. Передаточные числа в диапазоне 3-5, а число зубьев у шестерни 20-23. У редукторов широкого типа ширина колеса варьируется в пределах от 0,3 до 0,4 внешнего конусного расстояния. Значения передаточных чисел будут 1-2,5, а количество зубьев шестерни от 25 до 28.

На рисунке ниже изображен чертеж конического редуктора, на котором видно, что зубчатые колеса соприкасаются под определенным углом. Валы установлены на однорядные роликовые подшипники и находятся в закрытом корпусе с крышкой. В большинстве случаев, материалом для корпуса служат сталь или чугун, но встречаются модели из легких сплавов. В конструкции используются шестерни конического типа, имеющие прямые или косые зубья. Использование радиальных подшипников позволяет выдерживать большие осевые нагрузки.

По типу исполнения, конические редукторы могут содержать одну или несколько ступеней, с увеличением которых будет задействовано большее количество валов и конических пар. Самыми распространенными на сегодняшний день являются редукторы конические одноступенчатые. Благодаря двухступенчатым и трехступенчатым агрегатам получается достичь требуемого вращающего момента и реверсивного движения.

В независимости от количества ступеней, вращение к редуктору от электродвигателя передается при помощи муфты, клиноременной или цепной передачи. На рисунке ниже изображена кинематическая схема одноступенчатого редуктора.

Смазка конической пары осуществляется при помощи масляной ванны. Одна из шестеренок частично погружена в масло и при вращении перемещает часть масла на другую шестерню, с которого масла вновь капает в ванну. Во время работы агрегата часть масла попадает на внутренние стенки корпуса, в которых находятся технологические отверстия. Через них масло попадает к подшипникам и смазывает их.

Принципиальное устройство агрегата

Корпус редуктора обычно выполняется из литого металла повышенной прочности с термозащитным покрытием. Например, это может быть литейный чугун или стальной сплав. Если технологическими требованиями ставится задача облегчения конструкции, то могут использоваться и легкосплавные корпуса. Внешняя часть имеет узлы для крепления – так называемые лапки и ушки, благодаря которым агрегат надежно фиксируется к месту эксплуатации. Также предусматриваются каналы для герметизации и уплотнения, препятствующие вытеканию технических жидкостей. Но что такое редуктор изнутри? В центральной части размещается механическая инфраструктура, непосредственно обеспечивающая силовой крутящий момент на базе моста. Это система ведомых и ведущих шестерней, которые взаимодействуют с валом. Ведомая группа обычно превосходит по размерам ведущую, а также имеет больше зубцов, перемещающих функциональные узлы.

Рекомендации по выбору редуктора

Выбирая редуктор, нужно учитывать основы нетехнические характеристики узла и его совместимость с имеющимся оборудованием, на которое он будет установлен. Детальная техническая характеристика и кинематическая схема редуктора предоставляются каждым производителем, чтобы обеспечить потребителя нужной информацией о принципе действия механизма и его особенностях.

Во время выбора редукторов учитывается:

• показатель мощности;
• тип двигателя;
• количество оборотов на выходе;
• показатель передаточного числа;
• способ крепления и соответствие габаритных размеров;
• расположение ведущего и ведомого валов.

Подбор нужного редуктора сводится к математическим расчетам предполагаемой рабочей нагрузки и условий эксплуатации агрегата. Учитывая указанные в технической документации параметры, выбор осуществляется поэтапно:

• вначале подбирается соответствующий тип передачи;
• выбирается нужный размер устройства;
• рассчитываются консольные и осевые нагрузки на валы;
• просчитывается допустимый температурный режим.

Чтобы не выполнять математические расчеты и исключить вероятность ошибки, можно воспользоваться помощью специалистов. Любая ошибка в вычислениях приведет неизбежному выходу из строя редуктора или работающего вместе с ним оборудования, что повлечет за собой затраты на дорогостоящий ремонт. Только детальные расчеты, соблюдение правильного поэтапного подхода к выбору агрегата поможет сохранить его работоспособность длительное время и исключить преждевременный выход из строя.