Технические характеристики мотор – редуктора: Обзор

Устройство редуктора

Виды редукторов

Назначение редуктора это передача крутящего момента от привода к исполнительному механизму и изменение крутящего момента и угловой скорости, в том числе и направление вращения вала. В машиностроении применяются червячные, цилиндрические, конические, планетарные, волновые и другие виды редукторов. Они применяются для привода барабанов лебедок грузовых и пассажирских лифтов или конвейерных лент, в червячных и шестеренных талях, для вращения валков прокатных станов и т.д. Основной рабочий орган редуктора это зубчатое колесо, которое входит в зацепление с сопряженным колесом, обеспечивая передачу крутящего момента. В цилиндрическом редукторе, применяемом для передачи крутящего момента между параллельными валами, применяется цилиндрическое зубчатое колесо, зацепление в котором может быть прямозубым, косозубым или шевронным. Для передачи вращения между перпендикулярно расположенными валами применяются червячный или конический редуктор. В червячном редукторе применяется т.н. червячная передача, состоящая из червяка и червячного колеса. Червяк может быть цилиндрическим или глобоидным. В коническом редукторе применяются конические колеса с прямозубым или косозубым зацеплением, оси вращения которых расположены под 90° друг к другу. Наиболее сложным, производительным и дорогим является планетарный редуктор, который применятся для передачи вращения между соосными валами, где требуется обеспечение больших передаточных чисел, высокой производительности и компактности.

Как устроен редуктор

Рассмотрим назначение и устройство редуктора, принцип работы на примере двухступенчатого цилиндрического редуктора.

Основные элементы редуктора это корпус, в котором смонтированы детали редуктора, тихоходный вал, обозначен буквой Т и быстроходный вал (Б), промежуточный вал и зубчатые колеса. Так как основное назначение редуктора это повышение крутящего момента за счет редуцирования, т.е. уменьшения угловой скорости вращения выходного вала, то тихоходный вал соединен с исполнительным механизмом, а быстроходный вал соединен с приводом (электродвигатель, гидромотор или ДВС). На быстроходном валу смонтировано зубчатое колесо, которое вращается с теми же параметрами, что и быстроходный вал. Это зубчатое колесо входит в зацепление с колесом большего диаметра, расположенным на одном конце промежуточного вала. За счет разницы в диаметрах промежуточное колесо вращается медленнее, но с большим крутящим моментом. На второй конец промежуточного вала смонтировано зубчатое колесо меньшего диаметра, но вращающееся с той же скоростью и моментом.

Малое колесо промежуточного вала передает вращение на зубчатое колесо тихоходного вала, имеющее больший диаметр, поэтому снижение скорости вращение и прирост момента повторяются. Таким образом, в таком редукторе выполнены два зацепления, производящие уменьшение скорости вращения и увеличение крутящего момента. Каждое зацепление имеет свое передаточное отношение равное отношению угловых скоростей или диаметров колес. Передаточное отношение редуктора это произведение передаточных отношений отдельных пар колес. Таким образом, получаем двухступенчатый редуктор, состоящий из двух пар зубчатых колес, передающих крутящий момент. На данном примере мы узнали, как устроен редуктор.

Устройство и работа планетарного редуктора

Червячный, цилиндрический и конические редуктора имеют, в общем, схожую конструкцию – зубчатые колеса соединены последовательно и в зацепление всегда находятся два колеса, причем каждый вал приводится в движение своим колесом. Это обеспечивает простоту конструкции, надежность, однако приводит к увеличению габаритов и массы.

В планетарном редукторе применен иной принцип устройства и работы. Простая планетарная передача состоит из шестерен-сателлитов 2, закрепленных на водиле 4, вращающихся вокруг центральной, солнечной шестерни 1, при этом опорой для шестерен-сателлитов служит неподвижная коронная шестерня 3. Вращение передается несколькими сателлитами, которые вращаются вокруг солнечной шестерни. Вследствие этого уменьшается нагрузка на центральное колесо. Передаточное отношение определяется отношением угловой скорости солнечной шестерни к угловой скорости водила. Планетарные передачи так же могут быть многоступенчатыми, где применяется несколько рядов сателлитов и солнечных шестерен, что увеличивает передаточное число до 1000 и более. Планетарные редуктора применяются в приводах требующих высоких оборотов, например приводы транспортных машин, коробках передач, сервоприводах и т.д.

Способы установки мотор-редукторов

Есть три основных способа крепления мотор-редукторов:

1. Установка на лапы
2. Фланцевый
3. Насадкой на входной вал

В зависимости от способа установки меняется и компоновка корпусов устройств. В том числе, добавляются дополнительные конструктивные элементы и технологические отверстия для крепления. Разберем каждый из способов подробнее.

Установка на лапы

В данной компоновке редуктор может быть установлен непосредственно на конструкцию либо на пол/стену рядом. Для фиксации, на лапах устройства предусмотрены технологические пазы под болты, которыми устройство притягивается к основанию. Часто корпуса мотор-редукторов такого типа оснащаются дополнительными боковыми лапами для фиксации в двух плоскостях. Для этого необходимо предусмотреть дополнительные конструктивные опорные элементы. Устройства данного типа требуют строгого соблюдения соосности выходного вала либо втулки редуктора и входного вала либо втулки механизма, приводящегося в движение. При отклонениях от соосности по вертикали, регулировка достигается за счет технологических подкладок под лапы редуктора, компенсирующих перепад. Площадь подкладок не должна быть меньше опорных лап устройства. Для компенсации отклонений в горизонтальной плоскости, на опорной конструкции, куда будет устанавливаться мотор-редуктор, необходимо предусмотреть не отверстия под болтовое соединение, а продольные пазы. Таким образом, в процессе установки можно будет компенсировать все отклонения. Кроме того, продольные пазы, при условии использования той же ременной передачи, будут использоваться для придания натяжения ремням. При комплектации мотор-редуктора выходным валом, передача вращательного движения на входной вал механизма может передаваться посредством ременной, клиноременной, цепной передачи и т.д. Также, возможен вариант непосредственной передачи вращения на ведущее зубчатое колесо или шестерню. На валу мотор-редуктора в таком случае предусматривается шпоночный паз, а на торце – крепежное отверстие для фиксации в зацеплении с зубчатым колесом.

Фланцевый

Этот способ крепления является более простым по сравнению с установкой на лапы, так как не требует дополнительных регулировок для компенсации отклонений соосности. Однако, отсутствие биения в зацеплении зависит от точности изготовления фланца на корпусе механизма, который приводится в движение. Данный вид установки предполагает соединение фланца на корпусе редуктора с фланцем на корпусе механизма, который приводится в движение. Фланцы, выполяемые в корпусах мотор-редукторов, имеют стандартизированные размеры. Информация о том, какой фланец применяется в устройстве, дается изготовителем в паспорте мотор-редуктора. Устройство фиксируется на конструкции полностью, весь вес распределяется на опорную площадку без дополнительных поддержек. Недостатком конструкции является неравномерная нагрузка на крепежные болты. Пример редуктора на изображении выше показывает, что нагрузка со стороны расположения двигателя будет выше. Поэтому часто для такого вида установки применяются планетарные мотор-редукторы, где ось вращения двигателя и ось вращения выходного вала совпадают. Это позволяет распределить нагрузку между крепежными винтами равномерно. Однако, по сравнению с устройствами, которые устанавливаются на лапах и при правильном размещении могут не выступать за продольные и поперечные габариты корпуса, фланцевые мотор-редуктора могут увеличивать общие размеры конструкции. Особенно если применяется планетарный тип устройства.

Шаг 2: Выбор и подготовка необходимых инструментов

1. Инструменты для монтажа мотора-редуктора

При подключении мотора-редуктора вам понадобится набор базовых инструментов:

• Отвёртки (крестовой и плоский типы) различных размеров;
• Ключи (размеры зависят от типа крепления мотора-редуктора);
• Набор пинцетов или щипцов размеров, подходящих для мелких деталей мотора-редуктора;
• Стержни для выталкивания стопорных пластин или штифтов;
• Длинный рожковый ключ для затягивания гаек;
• Отрезок провода для проверки подключения.

2. Дополнительное оборудование для проверки и настройки мотора-редуктора

Для настройки мотора-редуктора вы можете также приобрести следующие инструменты:

• Вольтметр или мультиметр для измерения электрических параметров;
• Электронный тахометр для измерения частоты вращения;
• Термометр или пирометр для измерения температуры;
• Динамометр для измерения момента;
• Масленка для смазки механизмов мотора-редуктора.

3. Проверка инструментов перед началом работы

Перед началом монтажа и проверки мотора-редуктора убедитесь, что все инструменты находятся в исправном состоянии:

• Проверьте состояние всех ключей и отвёрток;
• Убедитесь, что пинцеты и щипцы работают без дефектов;
• Проверьте работу рожкового ключа;
• Убедитесь, что вольтметр (мультиметр) и электронный тахометр работают корректно;
• Проверьте правильность работы динамометра;
• Убедитесь, что масленка заправлена маслом и работает исправно.

Виды зубчатых передач

В редукторах для передачи вращательного движения применяются зубчатые колеса, образующие зубчатые зацепления, передающие движение на валы.

Зубчатые передачи бывают —

• цилиндрический (вращательное движенеи при параллельных осях, a)
• конические (вращательное движение при пересекающихся осях б)
• червячные и гипоидные — (при скрещивающихся осях, в)

Зубчатые передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением. Червячные зубчатые колеса выполняются цельными литыми,или кованными или составными. Степень точность зубчатых колес и передач определяется их конструкцией, назначением, скоростью и условиями работы механизмов. Зубчатое колесо с небольшим числом зубьев обычно называют шестерней, а с частыми зубьями — колесом.

Также передачи отличаются типом зацепления, отечественные мотор-редуторы изготавливают обычно с прямозубым зацеплением, тогда как на западе распространены более точные -косозубые.

Для обслуживания зубчатых передач применяют жидкие смазочные материлы, минеральные и синтетические масла. С синететическим маслом, согласно результатов исследований КПД несколько выше.

Конические передачи обычно используются при скорости до 30 м/с, червячные — до 12 м/с, глобоидные — до 20 м/с. С увеличением окружной скорости передач необходимо обеспечивать более точное изготовление колес.

Выбор подшипников и их установка в редукторах зависят от вида зацепления, нагрузки, расстояния между опорами, способа смазывания и охлаждения, условий монтажа и эксплуатации. В редукторах применяются подшипники качения и подшипниками скольжения, при скорости до 15 м/с обычно используют первые. Правильная установка подшипников качения является одним из важных параметров работы.

В последнее время были разработаны высокотехнологичные и экономически выгодные конструкции редукторов, отличающиеся долговечностью и высокой надежностью, высокими скоростями и точностью. В основном такая продукция производится в Европе, например, таковы редукторы Tramec , которые реализует наша компания.

Шаг 3: Монтаж и подключение мотора

1. Подготовка к монтажу

Перед началом монтажа мотора-редуктора, необходимо провести проверки на наличие дефектов, а также убедиться в том, что смазка редуктора в порядке.

Если мотор-редуктор является новым, необходимо удалить защитную пленку с поверхности корпуса. Также необходимо убедиться, что монтажная поверхность полярности соответствует электрической цепи.

2. Монтаж мотора-редуктора

Для монтажа мотора-редуктора необходимо использовать средства крепления, которые поставляются в комплекте с ним. Мотор-редуктор может быть установлен как вертикально, так и горизонтально. При горизонтальном монтаже необходимо установить также подставку для смазки.

3. Подключение электрических кабелей

Для включения мотора-редуктора в электрическую сеть необходимо подключить к нему соответствующие кабели. Необходимо убедиться, что кабели подключены к правильным контактам и имеют надежное соединение.

Не забудьте также провести заземление мотора-редуктора, что обеспечит безопасность его эксплуатации.

4. Проверка работоспособности

После монтажа и подключения мотора-редуктора к электрической сети необходимо проверить, как работает механизм. Если мотор-редуктор не работает, необходимо проверить электрические кабели и устранить возможные проблемы. В случае отказа мотора-редуктора лучше обратиться к специалистам.

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.

Типы редукторов

Типы редукторов в соответствии с классификацией по ГОСТу классифицируют по типу механической передачи и выделяют:

• цилиндрические;
• планетарные;
• конические (коническо-цилиндрические);
• червячные;
• волновые.

Учитывая технические характеристики редуктора каждого типа рассмотрим их принцип действия и особенности более детально.

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор – наиболее распространен в промышленности и чаще всего применяется с целью изменения параметров вращения и передачи крутящего момента. В зависимости от типа механизма и специфики конструкции применяются во многих областях, хотя наибольшее распространение получили в металлургии, машиностроении, в электрооборудовании и автомобилях. Особенности конструкции предусматривают различные вариации, обеспечивающие оптимальные рабочие условия для каждого типа механизма индивидуально. Конструкция независимо от модификации включает такие элементы: колесо, комплект подшипников, корпус, смазочную систему, шестеренку, ведущий и ведомый валы. Такой механизм очень шумный, так как во время соприкосновения зубьев валов возникает удар. Но при этом исключается, перегрев механизма из-за отсутствия трения между деталями.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор работает на основании передачи крутящего момента планетарным способом. Планетарная передача предполагает наличие солнечной шестерни, расположенной в центре, коронной шестерни на периферии, а также сателлитов и водила. Три сателлиты располагаются между коронной и солнечной шестеренками. Водила соединяет между собой сателлиты, которые вращаются на его осях. Крутящий момент во время движения будет увеличен во столько раз, во сколько меньше число зубьев на солнечной шестеренка в сравнении с коронной.

Конический редуктор

Конический редуктор обеспечивает передачу вращательного движения с одного вала на другой при помощи зубчатой передачи и муфт. Механизм незаменим в тех случаях, когда конструктивно требуется расположить ведомый и ведущий валы в перпендикулярном положении относительно друг друга. Показатель крутящего момента и угловая скорость регулируются при помощи изменения размеров зубчатых колес или муфты. Существуют узкие и широкие типы конических редукторов. Механизм имеет в сравнении с цилиндрическим меньший КПД и более частое заедание зубьев во время движения.

Червячный редуктор

Червячный редуктор за счет уникальной конструкции допускает вращение вала в разные стороны. Такая особенность вызывает перегрев при повышенных нагрузках, самоторможение и заедание, поэтому механизм должен эксплуатироваться при средней загруженности, не доходя до граничных показателей мощности.

Среди преимуществ выделим высокий показатель КПД до 94%, большое передаточное число при использовании одной ступени, отсутствует шум во время движения и устойчивость к неблагоприятным условиям работы.

Волновой редуктор

Волновой редуктор конструкционно отличается от других типов и включает неподвижное зубчатое колесо, гибкий элемент с зубьями и генератор волны в центре механизма. Во время вращения внутреннего элемента, гибкая шестеренка зубьями одновременно захватывает несколько зубьев зафиксированной шестерни, что создает высокую жесткость при малых люфтах. Механизм обеспечивает высокое передаточное число, имеет компактные размеры, высокая точность кинематики и плавный ход, устойчивость к повышенным рабочим нагрузкам.

Общие технические характеристики мотор редукторов

Независимо от типа и вида, все мотор редукторы имеют базовый набор характеристик, регламентированный ГОСТами. Все характеристики мотор редукторов и технические параметры можно разделить на несколько основных групп:

Показатели надежности. Здесь основным критерием является рабочий ресурс, который выражается в количестве часов работы (гарантированная производителем величина). Так, для червячных передач этот показатель, как правило, составляет не менее 10 000часов, для цилиндрических – не менее 25 000часов. Отдельного внимания заслуживает рабочий ресурс подшипников – не менее 500 часов. Таким образом, полный гарантированный эксплуатационный срок мотор-редуктора составляет ориентировочно 5-6 лет (точная величина зависит от интенсивности использования узла).

Эксплуатационные условия.напряжение и фазы тока. Все редукторные приводы запитываются от однофазной/трехфазной сети переменного тока, напряжением 220/380 вольт. Мотор-редукторы мощностью менее 2,2 киловольт могут быть адаптированы для использования с возможностью питания от однофазных 220 или трехфазных 380 вольт, узлы мощнее 2,2 кВт — только от трехфазной сети 380вольт. допустимая температура среды. Приводные узлы разработаны для использования при температуре от -40 до +50ºС

Важно учесть, что минусовая температура предполагает необходимость предварительного прогрева мотор-редуктора на небольших оборотах, после чего агрегат может эксплуатироваться в обычном режиме. частота вращения вала не должна быть выше, чем 1880 об/мин

мощность электрического двигателя не должна превышать расчетный показатель больше, чем на 20%.

Климатическое исполнение. Здесь представлены умеренные, тропические и умеренно-холодные мотор редукторы технические характеристики каждой такой модификации определяются условиями ее использования.

КПД мотор редукторов зависит от следующего перечня факторов: передаточное число ступени, частота вращения вала, тип смазки и ее температура.

Другие характеристики мотор редукторов зависят от конкретной модификации приводного узла.

Особенности и цели применения

Мотор-редукторами можно оснащать сельскохозяйственную технику, использующуюся как в производственных помещениях, так и на свежем воздухе (при условии умеренного климата). Устройства загрунтовываются и обрабатываются алкидной эмалью синего цвета для сохранения целостности.

Важно! Модели, предназначенные для применения в сложных условиях, покрывают особой защитной краской. Например, червячные модели редукторов (NMRX, SWX, SWFX) предназначены для эксплуатации в агрессивных средах. Видов сельскохозяйственного оборудования, на котором не могли бы использоваться мотор-редукторы, сегодня практически нет

Устройства устанавливают на такую спецтехнику, как:

Видов сельскохозяйственного оборудования, на котором не могли бы использоваться мотор-редукторы, сегодня практически нет. Устройства устанавливают на такую спецтехнику, как:

• системы орошения;
• гусеничная и колесная сельхозтехника;
• аппараты по уборке и сбору зерна;
• зерноочистительные комплексы по хранению, сушке и приеме зерновых культур;
• техника для первичной обработки зерновой массы;
• элеваторные комплексы.

• в приводы (конвейеров, мешалок, дробильных установок);
• в подъемные и поворотные системы (комбайнов, погрузчиков, транспортеров);
• в механизмы поднятия клиренса (колесных и гусеничных тракторов).

Для примера, заказав редукторное устройство марки «Мотоварио», вы получите качественный агрегат, а также — полный комплект документов к нему, включающий руководство по правильной эксплуатации и официальную гарантию итальянского производителя сроком в 2 года.

Особенности конструкций мотор-редукторов для АЭС

Мотор-редукторы для АЭС достаточно сильно отличаются от общепромышленных. Как и электродвигатели, мотор-редукторы делятся на классы безопасности: 4, 3Н, 2. Если при 4 классе безопасности допускается применение общепромышленных электродвигателей,то при классе 3Н и 2 — уже нет.

Мотор-редукторы класса 3Н и 2 от общепромышленных отличаются:

• требованием по сейсмостойкости (особенно к электродвигателю);
• требованием по стойкости к скачкам напряжения и помехам (особенно к электродвигателю);
• требованиями к надёжности (обязательно прописываются в паспорте);
• требованием к стойкости при дезактивации;
• требованием к промывке и очистке внутреннего объема редуктора перед сдачей в ремонт (то есть, смазка удаляется перед сдачей в ремонт).

Необходимо сказать и про сапуны. Если сапун имеет прямое отверстие, то существует вероятность попадания радиоактивных веществ в смазку и при дезактивации приходится полностью удалять смазку и промывать корпус мотор-редуктора. Если стоит сапун клапанного типа, то это делать не нужно.

Технические характеристики

Редуктора отличаются внешне по размерам и форме. Внутреннее строение разнообразное. Объединяет их всех перечень технических характеристик, по которым они подбираются на различные машины и станки. К основным параметрам редуктора относятся:

• передаточное число;
• передаточное отношение;
• значение крутящего момента редуктора;
• расположение;
• количество ступеней;
• крутящий момент.

Передаточное число берется общее, всех передач, и одновременно указывается таблица передаточных чисел, если узел имеет 2 и более ступени. По нему подбирают узел, который преобразует вращение электродвигателя или мотора с нужное количество оборотов.

При этом важно знать величину крутящего момента на выходном валу редуктора, чтобы определить, будет ли достаточной мощность, чтобы привести в движение агрегат

Передаточное число

Основная характеристика зубчатого зацепления, по которой определяются все остальные параметры. Показывает, на сколько оборотов меньше делает колесо относительно шестерни. Формула передаточного отношения:

U = Z₂/Z₁;

где U – передаточное число;

Z₁ число зубьев шестерни;

Z₂ число зубьев зубчатого колеса.

Модуль зубьев шестерни и колеса одинаковый. Их количество напрямую зависит от диаметра. Поэтому можно использовать формулу:

U = D₂/D₁;

Где D₂ и D₁ диаметры колеса и шестерни соответственно.

Расчет общего передаточного момента определяется как произведение передаточных чисел всех пар:

U_р = U₁× U₂× … × U_n;

Где U_р передаточное число;

U₁, U₂, U_n передаточные числа зубчатых пар.

При расчете передаточного числа берется отношение количества зубьев колеса и заходов червяка.

В цепных передачах расчет передаточного числа делается аналогично, по количеству зубьев на звездочках и по диаметрам деталей.

При определении передаточного числа ременной пары количество зубьев заменяется диаметрами шкивов и все умножается на коэффициент скольжения. В отличие от зубчатой передачи, линейная скорость движения крайних точек на шкивах не равна друг другу. Зацепление не жесткое, ремень проскальзывает. КПД передачи ниже, чем у зубчатой и цепной передачи.

Передаточное отношение

При проектировании нового узла с заранее заданными характеристиками, за основу берется мощность будущего редуктора. Она определяется по величине крутящего момента:

где U₁₂ – передаточное отношение;

W₁ и W₂ – угловые скорости;

n₁ и n₂ – частота вращения.

Знак «–» указывает на обратное направление вращения колеса и вала, на котором оно находится. При нечетном количестве передач ведомое колесо крутится в противоположном направлении по отношению к ведущему, навстречу ему. При четном количестве зацеплений конических колес вращение обоих валов происходит в одном направлении. Заставить его крутится в нужную сторону можно установкой промежуточной детали – паразитки. У нее количество зубьев как у шестерни. Паразитка изменяет только направление вращения. Все остальные характеристики остаются прежними.

Крутящий момент

Определение крутящего момента на валу необходимо, оно позволяет узнать мощность на выходе редуктора, величины связаны прямо пропорциональным соотношением.

Крутящий момент входного двигателя на входе, умножается на передаточное число. Для получения более точного фактического значения надо умножить на значение КПД. Коэффициент зависит от количества ступеней и типа зацепления. Для прямозубой конической пары он равен 98%.