Конический редуктор что это

Конический редуктор

Существуют разные способы передать вращательное движение с одного вала на другой. В тех случаях, когда ведущий и ведомый вал по конструктивным особенностям должны находится перпендикулярно друг другу, используют конический редуктор. Данный механизм передает вращательное движение с вала на вал при помощи муфт или зубчатой передачи. При этом можно регулировать величину крутящего момента и угловую скорость посредством изменения величины муфт или зубчатых колес.

Конструктивные особенности

Существует два типа конических редукторов:

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.

Достоинства и недостатки

Конструкция конических редукторов схожа с цилиндрическими, поэтому достоинства и недостатки у них схожи. Основное достоинство конического редуктора заключается в расположении шестерней или муфт под углом. Это дает возможность передать вращение от ведущего вала к ведомому, находящемуся к первому под углом в 90 градусов.

Еще одним немаловажным достоинством такого устройства является невосприимчивость к переменным и кратковременным нагрузкам. За это они часто применяются в производственных процессах с частыми запусками.

Как было сказано выше, конические редукторы имеют схожее с цилиндрическими устройство, но есть свои недостатки. К ним относятся:

Несмотря на то, что КПД такого агрегата на 10% ниже и возможны случая заедания шестерней, конические редукторы пользуются большим спросом и нашли себе применение во многих сферах.

Расчет конического редуктора

При проектировании конического редуктора необходимо определить его тип, размеры и технические характеристики исходя из требований и возможностей его эксплуатации на предприятии, а также экономичность его изготовления.

Далее будет описана последовательность расчета конического редуктора, для которого необходимо предварительно определить:

Чтобы выполнить расчет потребуется специализированная литература, содержащая таблицы коэффициентов и значений, а также знание определенных формул.

Последовательность действий при расчете конического редуктора:

n_вх – частота вращения входного вала;

Для шестерни выходного вала:

где d_эл— диаметр вала электродвигателя.

где L – срок работы агрегата;

K_год– коэффициент загрузки в год;

K_сут– коэффициент загрузки в сутки.

Количество вращений шестерни:

Допустимое значение контактной выносливости:

где δ_H0 — предельное значение контактной выносливости в МПа;

S_H – коэффициент запаса контактной прочности (равен 1,1);

K_FH — коэффициент долговечности.

Допустимое значение выносливости на изгиб:

где δ_F0 — предельное значение выносливости на изгиб в МПа;

S_F – коэффициент запаса прочности на изгиб (равен 1,75);

Добиться необходимой прочности стенок корпуса агрегата и его деталей можно при помощи дополнительных ребер жесткости. Рекомендуется по возможности использовать пластмассы и другие легкие материалы, если это позволяют делать конструктивные возможности механизма. В целях экономии при создании редуктора следует выбирать материалы с более дешевой стоимостью, при условии, что это никак не скажется на его дальнейшей работе.

Конические редукторы нашли широкое применение на производстве. Несмотря на небольшие недостатки, они часто применяются в станках, поворотных механизмах и машинах. Использование таких агрегатов позволяет передать вращение под углом в 90 градусов, а также сделать реверс.

Источник

Виды редукторов: назначение, устройство, типы

Редуктор – инженерно-техническое устройство, предназначенное для преобразования крутящего момента с двигателя на другие механизмы. В большинстве механизмов он предназначен для изменения направления усилия, вращательного момента и давления, для чего используются различные типы.

На сегодняшний день существуют разные виды редукторов, среди которых выделяются:

Наиболее распространёнными являются механические, которые используются в большинстве современных механизмов, в том числе автомобилях.

Конструкция редуктора

Конструктивные особенности редукторов зависят от их вида, устройства и предназначения. Они проектируются по принципу оптимального преобразования силового усилия. Большинство механических видов имеют схожие особенности конструкции и состоят из следующих элементов:

Все составные механизмы расположены в корпусе в виде коробочки (состоит из основания и крышки). Элементы механизма работают в смазанном состоянии. Смазка наноситься способом разбрызгивания, а в некоторых моделях предусмотрен принудительные насос, расположенный внутри корпуса.

Исходя из применения, выделяются различные модели, отличающиеся конструкцией. Среди них выделяются цилиндрические, червячные, конические и планетарные. Каждый из них имеет ряд преимуществ и недостатков, опираясь на которые, происходит подбор модели для определенных целей. Также каждый тип механизма разрабатывается на основе таких параметров:

В основе каждой модели стоит определенный тип механической редукторной передачи. На сегодняшний день можно выделить следующие типы передач:

Цилиндрические

Наиболее распространенный тип, который отличается высоким уровнем надежности и долговечности. Часто используется в моделях, применение которых сопровождается повышенными нагрузками и необходимостью сохранения высокого КПД передачи энергии.

Благодаря своей универсальности и надежности, цилиндрическая передача получила развитие и делится на несколько подвидов:

Конические

Разработаны на основе цилиндрических передач, отличаются сферой применение. Их использование необходимо в тех случаях, когда передача вращения выполняется чрез перекрестные валы.

Червячные

Предназначена для передачи усилия от движущего механизма между пересекающимися в одной плоскости валами. Обычно состоит из зубчатого колеса и червяка. Основным его преимуществом является высокий уровень передаточного отношения, небольшие размеры механизма и самоторможение. К недостаткам можно отнести скорый износ зубчатого колеса, низкие рабочие мощности и низкий КПД.

Среди червячных передач выделяются передачи с червяком:

А также тороидно-дисковой передачи и тороидной передачи внутреннего зацепления.

Гипоидная передача

Имеет схожий тип конструкции с червячной. Колесо имеет нарезанные спиральные зубья. Преимуществом этой передачи является число зубьев, одновременно входящих в зацепление. Это достигается благодаря смещению червяка относительно оси колеса. Коэффициент полезного действия такой передачи значительно выше, так благодаря масленому клину, увеличена скорость скольжения с одновременным уменьшением трения.

Волновая

Применяется, когда есть необходимость работы при высоких нагрузках. Состоит из гибкого и жесткого колеса и волнового генератора. Воздействие генератора влияет на гибкое колесо, деформируя его, из-за чего происходит зацепление зубьев гибкого и жесткого колеса. Позволяет минимизировать вибрацию и добиться максимальной плавности движения. Из-за чего этот тип передачи предпочитается для использования в точном машиностроении.

Каждый механизм отличается количеством ступеней редуктора. Некоторые имеют одноступенчатые пары, некоторые двухступенчатые и трехступенчатые. В машиностроении часто применяются комбинированные передачи, благодаря чему используются преимущества обеих передач.

Валы играют важную роль в передачи силового усилия. Выходной вал редуктора называют приводным. Вал должен соответствовать расчетной нагрузке и крутящему моменту.

Большинство моделей работает только в смазанном состоянии. Некоторые модели работают в масляной ванне, и для их смазывания предусмотрено специальное отверстие, через которое вводится смазка шприцом или специальным насосом. Простейшие типы механизмов требуют разбора корпуса и ручной смазки. При этом использовать можно как жидкую, так и консистентную смазку, качество которой должно соответствовать обслуживаемой модели.

Своевременная смазка поможет механизму работать более плавно и бесперебойно. Следует отметить, что качество смазки не менее важно, чем качество самого редуктора.

Классификация редукторов

На сегодняшний день типы редукторов классифицируются на основе:

В зависимости от расположения элементов они бывают вертикального и горизонтального исполнения. Среди различных типов можно выделить традиционные механические и мотор-редукторы (с дополнительно установленной двигательной установкой).

Основная, общепринятая классификация редукторов разработана в зависимости от типа передачи и по форме шестерен:

Цилиндрический и конический редуктор

В основе таких моделей используются конические и цилиндрические передачи. Данный тип прямого редуктора характеризируется высоким уровнем КПД (более 80%, в зависимости от количества зубьев). Еще одним преимуществом является практически полное отсутствие нагрева из-за отсутствия нагревающихся элементов. Это позволяет добиться простоты механизма, отсутствия необходимости в дополнительных мерах охлаждения. Данный тип получил высокую популярность благодаря надежности и долговечности.

Планетарный

Отличается от большинства других видов схемой расположения элементов. В его основе лежит планетарная передача. Основной ее функцией можно назвать преобразование поступающего момента. Подобные модели отличаются компактностью благодаря тому, что рабочие элементы находятся в одной геометрической оси, чего нельзя встретить в стандартных механизмах. Широко распространены в сфере приборостроения и машиностроения. Они позволяют комбинировать преимущества цилиндрических и червячных.

Позволяют также добиться оптимального соотношения производительности, компактности, надежности и долговечности.

Червячный

В основе этого вида лежит червячная передача, которая позволяет использовать его для различных целей. Использование этой модели помогает преобразовывать как прямой, так и угловой крутящий момент. В основе конструкции лежит спиралевидный винт, который формой напоминает червяка, из-за чего он получил свое название. Используется довольно редко, так как не отличается надежностью и высокой производительностью. В некоторых случаях при повышении нагрузки может выйти из строя. Несмотря на свои недостатки, он прочно занял свое место в машиностроении, так как является незаменимым при передаче усилия между перпендикулярно расположенными валами.

Волновой

Имеет особенный характеристический размер и тип конструкции, в основе которой лежит неподвижный корпус с нарезанными зубьями. Внутри корпуса расположен гибкий элемент, усилие на которые передается ведущим валом, соединенным с ним. Гибкий элемент изготовлен в виде овала, благодаря чему при движении внутри корпуса создает волнообразные движения.

Данный тип отличается высокой производительностью, имея высокое передаточное отношение, достичь которое невозможно с помощью других моделей. Отличается компактными размерами, что особо важно для использования в точном машиностроении.

Следует отметить, что современные тенденции машиностроения требуют особых характеристик от редукторов. Из-за этого все большего распространения получают комбинированные модели. Цилиндрические модели дополняют коническими горизонтальными передачами. Червячные дополняются дополнительными валами, а также некоторые модели оснащаются дополнительными моторами.

Различные виды мотор-редукторов получили широкое распространение благодаря тому, что в одном механизме объединяют еще и электродвигатель и все необходимые дополнительные элементы.

Применение механизма

Назначение редуктора неограниченное, большинство сложных машин и агрегатов имеют его в структуре механизма. В тяжелой промышленности чаще всего применяются червячные и цилиндрические механизмы, предназначенные для передачи усилия на инструмент.

Также он является основной составной частью механизма любого автомобиля, где применяются несколько подобных элементов. Он встречается в коробке передач, карданном вале, бензиновом насосе, тормозной системе и других узлах.

Некоторые автовладельцы думают, что редуктор и дифференциал имеют идентичную конструкцию и выполняют схожие функции. Но в отличие от редуктора, который изменяет крутящий момент, дифференциал распределяет крутящий момент между осями в определенной пропорции, без его повышения или понижения.

Редукторы давления можно встретить при добывании газа. Их применение позволяет контролировать давление и изменять его направление, будь то давление газа или воды. В нефтеперерабатывающей области подобный механизм используется в генераторных установка, различных мешалках, системах отопления и вентиляции. На цементных заводах применяются планетарные модели, которые являются составными частями транспортных лент, передающих огромное количество материалов. Назначение колесных редукторов состоит в работе ленточных транспортёров.

Практически на каждом производство используются устройства типа лебедок и подъемников, каждый из которых имеет в конструкции редуктор. Подобные механизмы встречаются в землеройной технике, которая применяется в строительстве и промышленных карьерах.

Встретить такие модели можно в различных бытовых приборах. Но чаще всего встречаются мотор-редукторы (в кухонных комбайнах, стиральных машинах, перфораторах и дрелях). В перфораторах применяют комбинацию планетарного и мотор-редуктора, что позволяет добиться оптимальной работы поступательно-вращающихся элементов.

Следует отметить, что практически каждый современный сложный механизм не может обойтись без использования редуктора. Данный элемент позволяет значительно повысить производительность двигателей, передачу силового усилия между конструкционными элементами и минимизировать износ механизмов. Выбор подходящей модели, своевременное обслуживание и соблюдение нормативной нагрузки, позволит полноценно использовать редуктор весь гарантийный срок, не зависимо от сферы его использования.

Источник

Конический редуктор

Конический редуктор — это самостоятельный механизм, который при помощи муфт или открытых передач соединяется с электродвигателем и рабочей машиной. Выполняется в виде агрегата, предназначенного для передачи мощности от двигателя к остальным рабочим механизмам. Схема привода может также включать как открытые зубчатые передачи, так и ременную или цепную передачи, закрепленные на валы, которые опираются на подшипники в гнездах корпуса. Основным предназначением прибора является повышение вращающего момента ведомого вала при одновременном снижении угловой скорости.

Передачи и параметры конического редуктора

Вид редуктора зависит от состава передач и положения осей вращения валов. Различают такие типы передач: цилиндрическая, планетарная, коническая, червячная, глобоидная и волновая. Одной из разновидностей углового редуктора является конический, который служит для уменьшения частоты вращения при одновременном повышении вращающего момента. В корпусе механизма находятся передачи с постоянным передаточным отношением.

Конический редуктор имеет следующие параметры: невысокая окружная скорость, средний уровень надежности, точности и металлоемкости, сравнительно низкая себестоимость и трудоемкость. Кроме того, в зависимости от вида передач, расположения осей валового механизма и числа ступеней конические редукторы подразделяются на соосные механизмы, параллельные приспособления, скрещивающиеся и пересекающиеся устройства, могут иметь горизонтальное или вертикальное расположение осей валового механизма и крепиться либо на плиточной основе, либо на приставных опорных лапах. Также ось выходного валового механизма может находиться сбоку, сверху или снизу, относительно плоскости основания.

Современный конический редуктор имеет колесное соединение с круговыми зубьями. Чтобы избежать отрицательной осевой силы на шестерне необходимо, соблюдать совпадение направления вращения зубчатого колесного соединения и наклона линии зуба. Диапазон передаточных чисел составляет от 1 до 5, наиболее распространенный угол наклона равен 350. Существуют также коническо-цилиндрические редукторы, которые выполняют с быстроходной конической ступенью.

Расчет конического редуктора

Главным параметром конического редуктора является реальный диапазон передаточных отношений, который составляет 6,3 (в других вариантах может находиться в диапазоне от 1 до 1000). Основная сфера применения — это передача вращающего момента между валовыми механизмами. В качестве недостатка конического редуктора, можно назвать сравнительную сложность при их производстве и выполнении монтажных операций.

При изготовлении конического редуктора рассчитывается передача по контактным напряжениям, в ходе данного процесса проверяется напряжение изгиба, и определяются объемный размер и масса зубчатых колесных приспособлений, размеры корпусного основания оборудования и цельный вес конического редуктора. На все перечисленные параметры оказывает существенное влияние выбор разновидности термической обработки.

По сравнению с аналогичными механизмами, можно выделить следующие преимущества конического редуктора:

— повышенная безопасность при эксплуатации;
— высокая аксиальная и радиальная несущая способность;
— некоторое увеличение вращающего момента на выходе;
— бесшумность в рабочем состоянии;
— длительный срок службы и сравнительная простота в ремонте и техобслуживании.

К недостаткам относится сложная технология производства и монтажа конического редуктора, а также большие осевые и изгибные нагрузки на валовый механизм.

Источник

Конический редуктор: применение и выбор.

Цилиндро-конические мотор-редукторы
Euronorm (Нидерланды)

Коническо-цилиндрические индустриальные
большой мощности Euronom (Нидерланды)

Конические редукторы Unimec (Италия)

Высокоточные конические редукторы Graessner

Конически редукторы

Наша компания, являясь мультибрендовым поставщиком редукторной техники, предлагает своим заказчикам редукторы различных брендов.

Что неизменно и не зависит от предлагаемого бренда – это всегда оптимальное с точки зрения цена/качество решение.

То же можно сказать и о применениях, где требуется конические редукторы – то есть редукторы, в составе которых есть коническая передача.

В чистом виде конические редукторы используются редко, так как по сути своей они должны быть 1-ступенчатыми, а, значит, передаточное отношение в них представляет собой разницу диаметров зубчатых колес.

Соответственно, большое передаточное отношение в них не получишь. В нашей номенклатуре есть конические редукторы, с небольшим передаточным отношением, они используются чаще всего для разворота потока мощности.

О них речь пойдет ниже, а сначала мы рассмотрим наиболее часто встречающиеся редукторы, в составе которых есть не только коническая передача, но и другие виды передач.

Цилиндро-конические мотор-редукторы
Euronorm (Нидерланды)

Общепромышленные цилиндро-конические мотор-редукторы Euronorm являются универсальным решением для тех задач, когда возникает необходимость в смене направления вращения.

В этом случае, вал-шестерня электродвигателя передает вращение на выходной вал интегрированного редуктора, располагающегося перпендикулярно к нему.

Это происходит за счет использования в составе редуктора двух ступеней – цилиндрической со стороны электродвигателя и конической со стороны выходного вала.

Благодаря своей простой и, в то же время, надежной конструкции, цилиндро-конические мотор-редукторы Euronorm практически не требуют технического обслуживания, неприхотливы и позволяют снизить эксплуатационные расходы по сравнению с другими типами редукторов.

Применение же различных дополнительных опций и аксессуаров, таких как сплошной или полый выходной вал со шпонкой, шлицами или стяжным соединением, реактивная тяга или монтажные лапы, а так же различные виды электродвигателей (общепромышленный асинхронный, с тормозом, взрывозащищенный или электродвигатель со встроенным преобразователем частоты) позволяют максимально эффективно и с минимальными затратами решить ряд стандартных задач в рамках любого производственного предприятия – начиная от производства продуктов питания (для этого возможно использование пищевой смазки и нержавеющего исполнения для устойчивости к постоянному воздействию моющих средств) и заканчивая металлургией и другими сферами производства.

Коническо-цилиндрические индустриальные
большой мощности Euronom (Нидерланды)

В коническо-цилиндрических редукторах коническая ступень является первой после электродвигателя.

Индустриальные коническо-цилиндрические редукторы (для краткости будем называть их коническими редукторами) используются в тех случаях, когда речь идет об исключительно высоких передаваемых крутящих моментах и тяжелых условиях эксплуатации.

Например, часто они встречаются в приводах магистральных конвейеров или другого промышленного оборудования.

Euronorm имеет возможность комплектации конических редукторов двигателем на раме, гидромуфтой, внешним тормозом и пр., например, ниже пример навесного исполнения редуктора с реактивным рычагом (штангой) для закрепления от проворота, выполненный нами для одного из заказчиков, с соединением электродвигателя через переходной фланец (фонарь) – компактное и простое решение, не требующее выверки соосности валов электродвигателя и редуктора, что значительно упрощает монтаж и является гарантией правильной сборки конического редуктора с двигателем низкоквалифицированным персоналом.

Помимо общепринятой компоновки конического редуктора с осями всех валов, расположенных в одной плоскости, также существует иногда необходимость в более сложной конфигурации конического редуктора, например, ниже представлен другой проект Euronorm, выполненный по спецзаказу:

Вентилятор часто ставится на входной вал конической передачи с целью более эффективного охлаждения редуктора, так как, несмотря на то, что КПД конической передачи и в целом коническо-цилиндрических редукторов достаточно высок, все же площади их поверхности недостаточно, чтобы рассеять даже те 2-5% (в зависимости от количеста ступеней) энергии, которые преобразуются в тепло.

В отличие от мотор-редукторов требования, предъявляемые к коническим редукторам для тяжелой промышленности несколько иные:

Ремонтопригодность – для возможности ремонта тяжелых индустриальных конических редукторов корпус редуктора должен иметь разъем по осям валов, и в целом не требовать наличия особых инструментов и приспособлений. Конические редукторы Euronorm обладают всеми этими свойствами.

Долговечность и надежность – покупая дорогостоящее оборудование, заказчики должны быть уверены в надежном вложении средств.

У Euronorm зубчатые колеса производятся по классу точности 6, подшипники и уплотнения используются только высшего качества, от известных производителей: Simrit и SKF – достаточно известные бренды, чтобы гарантировать качество всего продукта в целом.

Также на ресурс и надежность работы влияние оказывает правильность выбора редукторов.

Как правило при подборе индустриального конического редуктора мы ориентируемся на ресурс не менее 100 000 часов, если нет других указаний от заказчика.

Конические редукторы Unimec (Италия)

В тех случаях, когда требуется небольшое передаточное отношение и широкий типоразмерный ряд, используются конические редукторы итальянского производителя Unimec, производство которого располагается недалеко от Милана.

Данный тип редукторов является поистине незаменимым вследствие своей универсальности.

Квадратный корпус конического редуктора позволяет его устанавливать в любом монтажном положении, а различные типы входного и выходного валов (полый или сплошной со шпонкой, стандартный или усиленный, со стяжным соединением или со шлицами) и конструктивные исполнения с одним, двумя или даже несколькими валами в различных плоскостях позволяют конструкторам оборудования решить любую стоящую перед ними задачу.

Кроме того, в случае, если стандартное исполнение не вполне удовлетворяет требования клиента, то возможно использование нестандартных решений с помощью ряда доработок.

Сфера применения за счет этих фактов крайне широка – начиная от фармацевтики, производства пищевой продукции и товаров народного потребления и, заканчивая использованием в качестве распределительной коробки в составе системы винтовых домкратов в испытательных стендах, металлургии, станкостроении, производстве автомобильных аккумуляторов и мн. др.

Помимо конических редукторов для общепромышленных целей, раздаточных, или цилиндро-конических редукторов, наша компания имеет сильные позиции в высокоточной области передачи крутящего момента.

Высокоточные
конические редукторы Graessner

В стандартном исполнении люфт на выходном валу конических редукторов Graessner составляет 10-18 угловых минут.

Существует исполнение с пониженным люфтом, до величины 5-12 угловых минут.

Помимо пониженного люфта, данная серия конических редукторов также подразумевает довольно высокие допускаемые скорости вращения: до 7500 об/мин, что дает возможность использовать их не только для снижения скорости вращения, но и для ее увеличения, например, от стандартного 4-полюсного асинхронного электродвигателя, имеющего синхронную скорость около 1500 об/мин.

Graessner, как и большинство производителей подобного плана редукторов, производит конические пары по методу Глисона, то есть конические редукторы Graessner – это редукторы с круговым зубом, в противоположность другому распространенному методу – методу Клингельиберга, имеющего паллоидное коническое зацепление.

Это обусловлено исторически, поскольку компания Graessner была первой компанией в Германии, которая завезла станки Глисона, что на тот момент было новым для всей Европы, не только для Германии.

Помимо чисто конических редукторов Graessner также производит гипоидные редукторы и коническо-цилиндрические редукторы, также имеющие пониженный люфт и неизменно высокое качество Made in Germany

Оставить заявку на поставку оборудования

Для оформления заявки вам необходимо заполнить опросный лист. Вы можете сделать это онлайн или скачать в формате doc, заполнить на собственном компьютере и отправить нам почтой или через сайт. После оформления заявки вы сразу получите расчетный лист.

Для оформления заявки вам необходимо заполнить опросный лист. Вы можете сделать это онлайн, открыв сайт на компьютере, или скачать его формате doc, заполнить, и отправить нам почтой или через сайт. После оформления заявки вы сразу получите расчетный лист.

Источник