white line white line

Производитель редукторов – «Zambello Riduttori»

Цилиндрические редукторы

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999 году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в США, Южной Кореи, Канаде и Японии, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию цилидрические редукторы.

Цилиндрические редукторы. Чертеж

Редуктором (цилиндрическим) называют механизм, который преобразует высокую угловую скорость вращения входного вала в низкую на выходном валу. При этом крутящий момент на выходном валу возрастает пропорционально уменьшению скорости вращения.

Редуктор (цилиндрический) состоит из корпуса, в котором расположены зубчатые колеса, валы, подшипники валов, системы их смазки и др. Наличие корпуса обеспечивает безопасность, хорошую смазку и, следовательно, высокий КПД, в сравнении, например, с открытыми передачами.

Цилиндрические редукторы

Цилиндрический редуктор – самый распространенный тип редукторов за счет простоты передачи и максимального КПД. Основу редуктора составляют зубчатые передачи – прямозубые цилиндрические или конические или косозубые. Редуктор может состоять из одной или нескольких ступеней. Число ступеней выбирается исходя из требуемого передаточного отношения – чем оно выше, тем большее число ступеней необходимо.

Описание и принцип работы:

Цилиндрический редуктор представляет собой одну или несколько последовательно соединенных цилиндрических передач, заключенных в общий корпус. Редуктор имеет входной и выходной валы, которые посредством муфт или иных соединительных элементов соединяются с двигателем и рабочей машиной соответственно. В свою очередь цилиндрическая зубчатая передача представляет собой пару зубчатых колес, находящихся в зацеплении друг с другом.

Когда к входному валу прикладывается вращающий момент, он, как и закрепленное на нем зубчатое колесо, приводится в движение. Посредством цилиндрической передачи усилие передается от колеса входного вала к колесу, находящемуся с ним в зацеплении. Колеса изготавливаются разных диаметров и с разным количеством зубьев, причем колесо с меньшим числом зубьев называется шестерней, а с большим – колесом. Вращающий момент последовательно передается с входного вала на промежуточный, а с промежуточного на выходной (в случае двухступенчатого редуктора).

Основные характеристики редукторов

Основные характеристики редукторов: КДП, частота вращения входного и выходного валов, передаточное отношение, передаваемая мощность, количество ступеней и тип передач.

Передаточное отношение – это отношение скоростей вращений входного к скорости вращения выходного вала.

i = wвх/wвых

КПД редуктора определяется отношением мощности на входном валу к мощности на выходном валу

n = Pвх/Pвых

Классификация цилиндрических редукторов:

Цилиндрические редукторы могут классифицироваться по различным признакам, таким как количество ступеней, виды колес, виды резьбы и т.д. Рассмотрим основные варианты классификации.

В зависимости от типов зубьев колес:

  • прямозубые
  • косозубые
  • криволинейные
  • шевронные
Цилиндрические редукторы

Прямозубые колеса наиболее просты в изготовлении, однако именно они являются наиболее шумными по сравнению с косозубыми и шевронными. Кроме того, из-за постоянных ударов при контакте пар зубьев создается вибрация, являющаяся причиной повышенного износа.

Косозубые колеса более сложны по сравнению с прямозубыми, однако эксплуатационные характеристики у них выше, что выражается в меньшей шумности, меньшем износе и повышенной плавности работы. За это приходится расплачиваться возникновением осевой силы, негативные воздействия необходимо компенсировать. Последующим улучшением косозубого колеса можно считать колесо с криволинейными зубьями. У таких колес эксплуатационные характеристики еще выше, но вместе с тем возрастает сложность изготовления такого типа колес, для чего требуется специальное оборудование.

Недостаток косозубых колес в виде возникающей осевой силы может быть решен путем установки на валу второго такого же колеса, но имеющего противоположный наклон зубьев. Тем самым достигается взаимная компенсация осевых сил двумя половинками колеса, которое получило название шевронное. С их помощью можно достигнуть крайне высокой плавности хода. У шевронных колес угол зубьев, как правило, больше, чем у косозубых.

По взаимному расположению валов:

  • С параллельными осями валов
  • С перекрещивающимися осями валов

Цилиндрические редукторы

Большинство цилиндрических редукторов имеют параллельное расположение валов. В случае если оси входного и выходного вала редуктора совпадают, то такой редуктор называют соостным. Соостный редуктор должен состоять минимум из двух передач, чтобы было возможным размещение входного и выходного вала на одной оси. Если необходима компоновка цилиндрического редуктора с перекрещивающимися осями валов, то используются специальные винтовые колеса.

По количеству ступеней:

  • Одноступенчатые
  • Двухступенчатые
  • Трехступенчатые
  • Многоступенчатые

Выбор необходимого количества ступеней обуславливается передаточным числом, которое должен обеспечивать цилиндрический редуктор. Различной компоновкой ступеней в редукторе можно добиться различного положения относительно друг друга входного и выходного валов.

Варианты исполнения цилиндрических передач:

  • развернутая;
  • раздвоенная;
  • соосная.
цилиндрический редуктор

Развернутая схема самая распространенная за счет рациональной унификации деталей редуктора. Например, одни и те же шестерни и зубчатые колеса можно использовать в разных редукторах, что приводит к удешевлению продукции в серийном производстве.

Также с целью унификации принимают левое направление зубьев для шестерни и правое для колеса. Однако в единичном производстве удобней принимать левое расположение для шестерни и правое для колеса второй ступени из-за того, чтобы уравновесить осевые силы на промежуточном валу и снизить осевые нагрузки на опоры.

Развернутую схему используют при межосевом расстоянии до 800 мм. Редукторы, изготовленные по развернутой схеме, имеют удлиненную форму, что приводит к перерасходу металла до 20% по сравнению с редуктором с раздвоенной схемой.

цилиндрический редуктор

Раздвоенная схема может применяться для тихоходной и для быстроходной ступеней. Более рациональной является вариант с быстроходной ступенью, так как при нем возможно изготовить промежуточный вал как «вал-шестерню» и плавающий быстроходный вал.

Раздвоеная схема «разносится» за счет использования косозубых передач, фактически получая шевронную передачу.

цилиндрический редуктор

Соосная схема предусматривает расположение входного и выходного вала на одной оси. Такие редукторы имеют массу и габариты близкие к редукторам с развернутой схемой. В данной схеме быстроходная ступень является недонагруженной, а тихоходная наоборот – перегруженой.

Двухступенчатые цилиндрические редукторы в среднем имеют диапазон передаточных отношений от 6,3, до 70.

Ресурс цилиндрических редукторов – 25 тысяч часов.

Достоинства и недостатки:

Цилиндрические редукторы

Они обладают рядом достоинств, обуславливающих столь широкое их применение:

  • Высокий КПД

Цилиндрические редукторы позволяют передавать усилие с высокой эффективностью, что обеспечивает их КПД в районе 98-99%. Во многом это обуславливается незначительными силами трения, возникающими в процессе работы. Это преимущество делает цилиндрические редукторы весьма экономичными, что способствовало их широкому распространению.

  • Низкое тепловыделение

Высокий КПД приводит к тому, что лишь малая часть передаваемой энергии теряется безвозвратно. Следствием этого является то, что лишь малая часть энергии идет на нагрев деталей передачи, что и обуславливает низкое тепловыделение. Это преимущество позволяет обходиться без установки на редукторы каких-либо дополнительных систем охлаждения, а также увеличивает эксплуатационную надежность редуктора.

  • Способность передавать высокие мощности

Из-за особенностей конструкции цилиндрические редуктора не склонны к заеданиям, высокому КПД и незначительному тепловыделению цилиндрические редукторы хорошо подходят для передачи больших мощностей. Если в отдельных случаях потерями можно пренебречь, когда использование другого типа редукторов более выгодно или единственно применимо, то в крупных агрегатах вопрос энергоэффективности выходит на первое место.

  • Надежность работы даже в условиях продолжительных период с частыми пусками-остановами

Данное преимущество во многом обусловлено небольшим трением скольжения в цилиндрической передаче, за счет чего обеспечивается малый износ рабочих деталей. В отличие от червячных редукторов цилиндрические также достаточно надежны в условиях режима работы с частыми пусками и остановами или пульсирующей нагрузкой, так как подобный режим не приводит к чрезмерному увеличению скорости износа.

  • Малый люфт выходного вала
Цилиндрические редукторы

В сравнении с червячными редукторами цилиндрические обладают значительно меньшим люфтом выходного вала, за счет чего достигается их высокая относительно других типов редукторов кинематическая точность, что позволяет использовать цилиндрические редуктора в системах, предъявляющих повышенные требования к точности, таких как приводы устройств позиционирования.

  • Возможность вращения валов в любую сторону

Данную особенность можно отнести как достоинствам, так и к недостаткам в зависимости от условий применения редуктора. Полная обратимость может быть как полезна, когда необходимо проворачивать выходной вал, так и нежелательна, если, к примеру, рассматривать подъемный механизм, в устройстве которого может возникнуть необходимость дополнительно устанавливать тормозной механизм.

Из недостатков цилиндрических редукторов обычно выделяют следующие пункты:

  • Ограничение по передаточному числу

Передаточное отношение одной ступени зубчатой цилиндрической передачи не рекомендуется делать больше 6,3. Соответственно, если от редуктора требуется большее передаточное число, то приходится вводить дополнительные ступени. Это влечет за собой непомерное увеличение габаритов цилиндрического редуктора и возрастание его металлоемкости. В большинстве случаев применение громоздких цилиндрических редукторов с большим передаточным числом является нерациональным.

  • Повышенная шумность

При работе цилиндрического редуктора линия контакта не постоянна, а возникает вновь при вхождении в контакт очередной пары зубьев. Это приводит к тому, что показатели шумности у цилиндрических редукторов оказываются выше, чем у аналогичных червячных редукторов.

Цилиндрические редукторы

Сфера применения:

Цилиндрические редукторы являются одним из наиболее распространенных типов редукторов. Сложно назвать область, где бы они ни применялись в большей и меньшей степени. Начиная от строительства и машиностроения, заканчивая робототехникой и военно-промышленным комплексом. Во многом такая распространенность объясняется тем, что цилиндрические редукторы чаще всего используются в электроприводах машин или входят в состав моторов-редукторов. Как упоминалось выше, одной из основных причин такого распространения является высокий КПД цилиндрических редукторов, что делает его использование наиболее экономически выгодным.

Цилиндрические редукторы

Расчет цилиндрического редуктора:

Как правило, перед началом проектирования часть характеристик редуктора уже задана. Положим, что передаточное число и вращающий момент на шестерне известны.

Предварительно определяется ориентировочное значение межосевого расстояния:

aw1 = K·(u∓1)·∛(Tш/u)

aw1 – предварительное межосевое расстояние, мм
K – поправочный коэффициент, зависящий от твердости зубьев колеса и шестерни
u – передаточное число редуктора
Tш – вращающий момент на шестерне, H·м
∓1 – знак плюс соответствует внешнему зацеплению, знак минус – внутреннему

Далее рассчитывается окружная скорость:

v = [2·π·aw1·n1]/[6·104·(u∓1)]

v – окружная скорость, м/с
aw1 – предварительное межосевое расстояние, мм
n1 – частота вращения шестерни, с-1
u – передаточное число редуктора
∓1 – знак плюс соответствует внешнему зацеплению, знак минус – внутреннему

Полученное значение проверяется по таблицам допустимой окружной скорости в зависимости от степени точности передачи.

После этого производят уточнение значения межосевого расстояния:

aw = K1·(u∓1)·∛((KН·Tш)/(ψab·u·σH²))

aw -  уточненное межосевое расстояние, мм
K1 – поправочный коэффициент (прямозубые колеса – 540; косозубые и шевронные - 410), МПа1/3
u – передаточное число редуктора
±1 – знак плюс соответствует внешнему зацеплению, знак минус – внутреннему
KН – поправочный коэффициент нагрузки
Tш – вращающий момент на шестерне, H·м
[δ] – допустимое напряжение, МПа
ψab – коэффициент ширины, зависящий от ширины колес

Полученное значение межосевого расстояния используют для нахождения предварительных геометрических размеров колес.

Делительный диаметр:

d2 = (2·aw·u)/(u∓1)

Ширина:

b2 = ψab·aw

Рассчитывается минимальное (из условий прочности) и максимальное (из условия неподрезания зубьев) значение модуля передачи:

mmin = [Km·KF·Tш·(u∓1)]/[aw·b2·σF]

Km – поправочный коэффициент (прямозубые колеса – 3400; косозубые - 2800)
KF – коэффициент нагрузки
σF – допустимые напряжения изгиба зубьев колеса или шестерни, МПа

mmax = [2·aw]/[17·(u∓1)]

Искомое значение модуля передачи выбирается из полученного диапазона, берется минимальное из стандартного ряда.

Полученное значение модуля зацепления используется для расчета минимального необходимого угла наклона зубьев (в случае косозубых или шевронных колес).

Для косозубых колес:

βmin = arcsin⁡((4·m)/b2)

Для шевронных колес:

βmin = 25°

Также с помощью модуля зацепления определяется общее число зубьев:

zоб = 2·aw·(cosβmin)/m

Полученное значение округляется в меньшую сторону, и с его помощью находится истинное значение угла наклона зубьев:

β = arccos[(zоб·m)/(2·aw)]

А также число зубьев шестерни и колеса

Для шестерни:

zш = zоб/(u∓1)

Полученное значение не должно быть меньше минимального. Для прямозубых колес оно составляет 17, а для косозубых и шевронных находится по формуле zмин=17·(cosβ)3. В случае, если получившееся значение оказывается меньше минимального, то передачу изготавливают со смещением, чтобы предотвратить подрез зубьев в ходе эксплуатации. Коэффициент смещения рассчитывается по следующей формуле:

x = (17-u)/17

Число зубьев колеса:

zк = zоб-zш

Фактическое передаточное число определяется на основе полученных чисел зубьев:

uитс = zк/zш

Получившееся значение не должно отличаться от первоначального более чем на 3% (в случае одноступенчатых), на 4% (в случае двухступенчатых) и 5% (в случае многоступенчатых).

Конечные геометрические параметры зубчатых колес:

Делительный диаметр шестерни:

d1 = (zоб·m)/cosβ

Делительный диаметр колесf:

d2 = 2·aw∓d1

"+" – для внутреннего зацепления
"-" – для внешнего зацепления

В завершение проводится проверочный расчет на прочность.

Цилиндрический редуктор (трехступенчатый)

Общие технические характеристики

Сварной корпус, указатель уровня масла и маслоспускной кран. Смазка при помощи насоса осуществляется под давлением, оснащение всеми необходимыми трубками, проточный контрольный индикатор, фильтр, электроконтактный термометр.

Высота оси валов 355 мм
Диаметр под муфту входного вала 48m6
Длина входного вала (под муфту) 80 мм
Расстояние от центра редуктора до упора муфты входного вала 255 мм
Расстояние между входным и выходным валами 705 мм
Количество ступеней редуктора 3 шт.
- исполнение концов валов цилиндрическое
- исполнение ступеней косозубые
Диаметры под подшипники тихоходного вала 220 мм

Материальное исполнение

Шестерни, валы 1.6587, ~1.7225

Цилиндрический редуктор, вариант 1

Частота вращения выходного вала: 367 1/мин
Крутящий момент на выходном валу: 391
Эксплуатационный фактор: 6,04
Мощность 15, 00
Сплошной вал
Фланец охладительной колонки
Передаточное число: 4.09
Группа привода: К4
Конструкция: V1
Уплотнение KWDR
Нагнетательный воздушный клапан
Диаметр фланца 350
Вид защиты IP65
Масло CLP PG VG220
Обработка поверхности С2
5015 небесно-синий
Mat-PG: 81F
Страна происхождения: Германия
Вес нетто: 227,20 кг

Цилиндрический редуктор, вариант 2

Частота вращения выходного вала: 308 1/мин
Крутящий момент на выходном валу: 574
Эксплуатационный фактор: 1,94
Мощность 18,50
Цилиндрический редуктор
Сплошной вал
Фланец охладительной колонки
Передаточное число: 4.87
Группа привода: К4
Конструкция: V1
Уплотнение KWDR
Нагнетательный воздушный клапан
Диаметр фланца 300
Вид защиты IP65
Масло CLP PG VG220
Обработка поверхности С2
5015 небесно-синий
Mat-PG: 81F, страна происхождения: Германия
Вес нетто: 104,200 кг


Инструкция по эксплуатации и техобслуживанию редуктора (с цилиндрической передачей)

1. Технические данные

Передаточное отношение: 44,64
Масса без масляного наполнения: ок. 1.150 кг
Количество масла: ок. 70 кг
Рекомендуемый сорт масла: CLP 220
Температура окружающей среды во время работы: + 40°С до - 40°С

2. Транспортировка и хранение

Строповочные средства для транспортировки передачи с помощью подьёмных механизмов разрешается зачаливать за предусмотренные для этих целей несущие крюки или рым-болты.

Угол раскрытия строповочного средства не должен при этом превышать 90°.

Если между поставкой передачи и вводом в эксплуатацию есть разрыв во времени и требуется её хранение на протяжении длительного периода, то это должно осуществляться в сухом месте без значительной разности температур.

Антикоррозионная защита передачи выполняется изготовителем согласно договорных условий окружающей среды относительно транспортировки, хранения и эксплуатации.

При действительно отклоняющихся влияниях заказчик сам должен позаботиться о сохраняющей функциональную способность антикоррозионной защите, переговорив перед этим с изготовителем.

3. Монтаж на месте установки

Монтаж передачи на месте установки должен проводиться соответственно квалифицированными специалистами.

Поверхность прилегания должна быть ровной для исключения перекосов передачи.

Выверка муфты обязательно должна быть произведена по инструкции изготовителя муфт, чтобы гарантированно исключить недопустимые радиаль ные усилия на концах вала.

Пренебрежение этим указанием может привести к поломке передачи !

Натягивание муфт также должно происходить с тщательным соблюдением инструкции изготовителя муфт.

Удары по концам вала ведут к повреждению подшипников качения !

Крепёжные болты нужно затягивать и фиксировать таким образом, чтобы избежать явлений расшатывания во время работы.

4. Ввод в эксплуатацию

Перед вводом в эксплуатацию концы вала должны быть очищены от анти коррозионного средства.

Маслоспускной винт нужно удалить, чтобы можно было определить наличие конденсата. Если при этом конденсат вытекает, то нужно открыть крышку смотрового лючка и визуально проверить состояние приводных частей.

Заливка масла производится после удаления вентиляционного фильтра через появившееся отверстие с помощью мелкоячеистого сита или подходящего подобным образом фильтра.

Заливаемое масло должно быть с минимальной температурой 20°С.

Обязательными для высоты уровня масла являются маркировка стержневого указателя уровня или масломерное стекло, данные на чертежах или типовых табличках являются в противоположность этому приближёнными величинами.

Перед первым запуском передачи в установке или после долгого простоя рабочие кромки уплотнительных колец вала нулямилсгми-тю па рабочих поверхностях и проверить функциональную способность вентиляционного фильтра.

Возможно имеющиеся остатки краски в зоне уплотнительных колец вала нужно устранить.

Передача может быть введена в эксплуатацию лишь в том случае, если температура масла находится в пределах заложенных в договоре граничных величин.

5. Техобслуживание

Техобслуживание передачи включает следующие проверки:

  • Температура мест опирания
  • Уровень масла (измерение и доливка только при останове)
  • Плотность масла
  • Субъективное шумовое впечатление
  • Чистота воздушника
  • Визуальный контроль зубчатого зацепления
  • Образование конденсата (при эксплуатации с сильно колеблющимися тепловыми условиями) и проведение замены масла,

При оценке и устранении может быть имеющих место повреждений нужно проконсультироваться с изготовителем передач.

Замену масла проводить через каждые 2 года или после истечения 10.000 рабочих часов.

Если на передачу воздействуют непредусмотренные высокие экологически нагрузки в части температуры, загрязнения или химической агрессивности, то этот цикл должен быть сокращён под ответственность эксплуатационника.

Смазочное масло нужно выпускать в тёплом рабочем состоянии.

Если требуется промывка, то нужно принципиально пользоваться только применяемым для работы маслом, однако не использовать специальное промывочное масло.

При замене масла необходимо следить за самой большой чистотой.

5.1 Рекомендуемые смазочные материалы

Применяемые масла обязательно должны быть трансмиссионными маслами,

Необходимая вязкость и вид масла (минеральное, синтетическое) указаны на типовой табличке и соответствуют договорным условиям эксплуатации.

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор

Редуктор c цилиндрической зубчатой передачей

Передаточное отношение i=125,8
С интегрированными лапам
Цилиндрическая зубчатая передача


Конические редукторы
Планетарные редукторы
Червячные редукторы
Вариаторы
Редукторы компании «Zambello Riduttori»

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым цилиндрическим редукторам.

Ваши запросы на оборудование просим присылать в технический департамент нашей компании на e-mail: info@ence.ch, тел. +7 (495) 225 57 86

Центральный сайт компании ENCE GmbH
Наша сервисная компания Интех ГмбХ

Головные Представительства в странах СНГ:
России
Казахстане
Украине
Туркменистане
Узбекистане
Латвии
Литве

Сообщить об ошибке на сайте ENCE GmbH, Switzerland / ENCE gmbH, Schweiz / ЭНЦЕ ГмбХ, Швейцария © ENCE GmbH