Редукторы

Назначение редукторов

Промышленный редуктор – это устройство, которое передает энергию вращения от одного приводного механизма к другому. На любом производстве применяется вместе с электродвигателем. Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Конструкционно представляет собой единый самостоятельный агрегат. В зависимости от инженерного исполнения, при передаче крутящего момента можно изменять направление, силу и скорость.

Устройство и принцип действия редуктора

Принцип действия редуктора заключается в передаче энергии от силового агрегата на исполнительный механизм. Происходит это за счет взаимодействия вала с передаточными элементами. Это шестерни, зубчатые колеса, червяки и т.п. В зависимости от геометрических параметров этих деталей, удается изменять значения скорости вращения и крутящего момента.

Устройство классического редуктора состоит из следующих узлов:

• Корпус. Изготавливается из чугуна или алюминия. В конструкции присутствуют различные элементы для отведения тепла и равномерного смазывания основных узлов. Для замены масла предназначены специальные отверстия, через которые можно оперативно долить смазки. Для отслеживания ее уровня используют небольшие прозрачные окошки. Смазочные материалы выполняют важную функцию: снижают износ от трения основных элементов друг об друга. При недостатке смазки происходит сильное изнашивание деталей, что приводит к снижению мощности всего агрегата.
• Подшипниковый узел. Они обеспечивают надежное крепление и фиксацию входных, выходных и промежуточных валов. Их важно содержать в исправном состоянии, иначе они будут создавать сопротивление при вращении. Чем ближе они к выходу из строя, тем меньше КПД всего механизма. Изношенный подшипник может привести к заклиниванию и поломке агрегата. Эффективным методом диагностики является замер уровня вибрации.
• Вал. Входной и выходной валы предназначены для соединения с силовым и исполнительным агрегатом соответственно. Промежуточный используется для установки передаточных элементов.
• Детали, реализующие передачу. Червяки, зубчатые колеса, шестерни, планетарка и многие другие комплектующие. Непосредственно взаимодействуя друг с другом, они приводят к преобразованию момента и скорости.

Область применения редукторов

Применение редуктора определенного типа и конструкции позволяет решить одну из следующих задач:

• Изменение направления вращения.
• Увеличение или уменьшение крутящего момента.
• Повышение или снижение угловой скорости вращения.

В промышленности широкое распространение нашли передаточные механизмы, которые повышают крутящий момент, снижая при этом угловую скорость. Их используют в приводах оборудования, для пуска которых требуется значительное усилие. Также за счет этого удается значительно уменьшить нагрузку на вал электродвигателя, что значительно повышает его эксплуатационный ресурс.

В зависимости от типа технологического оборудования, которое необходимо запустить, используют червячный, цилиндрический, конический или планетарный редуктор. Каждый из них обладает своими преимуществами и особенностями. Например, червячная передача отличается плавностью хода, что востребовано в насосных агрегатах, строительной технике и лифтовых установках. А конические механизмы обладают удобной конструкцией, в которой ведущий и ведомый вал расположены перпендикулярно, что незаменимо в станкостроении. Цилиндрический тип является самым популярным и применяется в конвейерном, подъемном оборудовании, запорной арматуре с электроприводом, робототехнических манипуляторах.

Основные сферы применения редуктора:

• тяжелая промышленность: химия, нефтехимия, металлургия;
• пищевые и фармацевтические предприятия;
• деревообрабатывающие заводы;
• перегрузочные комплексы;
• машиностроение и станкостроение;
• торговые центры: лифты, эскалатор;
• энергетика и пр.

Виды редукторов

Для выбора правильной модели механизма нужно знать особенности и преимущества того или иного типа. Его режимы работы, применяемость к определенному оборудованию и другие важные аспекты.

В соответствие с ГОСТ передаточные механизмы классифицируются по типу механической передачи на следующие типы:

• Цилиндрический редуктор. Валы располагаются относительно друг друга параллельно. Зубчатые колеса выполнены в форме цилиндра. Соосность входа и выхода не обязательна, но возможна. Главными достоинствами являются высокий КПД, возможность ручного прокручивания, отсутствие сильных перегревов, широкое наименование моделей с различными параметрами.
• Конический редуктор. Отличие от предыдущего типа заключается в форме зубчатых колес. Они изготавливаются в виде конуса. За счет этого данное исполнение обладает преимуществами предыдущего механизма, которые сочетаются с возможностью расположения валов перпендикулярно. Такая конструктивная возможность делает их востребованными для технологических применений, где невозможно установить другой тип из-за недостатка свободного пространства.
• Червячный редуктор. Выглядит как винт с резьбой, которая взаимодействует с зубчатым колесом. При этом сила трения достаточно высока. Поэтому требования к охлаждению и смазыванию таких устройств намного выше, чем к другим. Из положительных факторов выделяется очень плавный ход выходного вала, высокое передаточное число, наличие самоторможения, вручную провернуть вал не получится. Такие механизмы очень востребованы на оборудовании, где важно точное и плавное движение, например, этикетировочные машины.
• Планетарный редуктор. Обладает необычной конструкцией. Колесо неподвижно фиксируется в корпусе. В зацеплении участвуют сателлиты в количестве 4 штук. Они синхронно вращаются от ведущей шестерни в центре. Водило закреплено с выходным валом и движется вокруг центральной шестерни. Валы сателлитов смонтированы на нем посадкой в подшипники. К достоинствам следует отнести компактные размеры, универсальность применения, небольшой вес, низкий уровень шума при работе и высокий КПД.

Также применяют комбинированные механизмы, например, коническо-цилиндрический редуктор.