Чем отличается редуктор от двигателя - Авто Журнал
Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем отличается редуктор от двигателя

Виды редукторов

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

В современном оборудовании, как промышленном, так и бытовом, широко распространены механические редукторы. Они предназначены для изменения и передачи момента вращения от двигателя к исполнительным органам и отличаются по типу и конфигурациям в зависимости от выполняемых задач:

  • уменьшить частоту вращения и увеличить вращающий момент;
  • увеличить частоту вращения;
  • изменить направление вращения;
  • изменить угол оси выходного вала.

Основными характеристиками редукторов являются:

  • максимальный крутящий момент;
  • максимальная передаваемая мощность;
  • передаточное число;
  • максимальная скорость вращения (об/мин).
  • габариты, в т.ч. и присоединтиельные размеры;
  • расстояние от валов, до основных присоединительных поверхностей;
  • масса.

Редукторы, повышающие скорость вращения на выходе, называются мультипликаторами. К примеру, в классической 5-ти ступенчатой КПП в автомобиле 5 передача зачастую имеет передаточное соотношение меньше 1, т.е. частота на выходе выше.

Основные виды:

Редукторы с цилиндрическими передачами

Данный тип редукторов является наиболее распространенным в промышленности. Они способны передавать большие мощности и крутящие моменты. Их КПД самый высокий среди остальных разновидностей. Они просты и надежны в эксплуатации, обладают большим ресурсом и плавностью хода. Относительно дешевые в производстве, т.к. используют распространенные и стандартизированные детали и конструкционные материалы. Передаточное отношение небольшое.

Передачи различают с прямыми зубьями, с косыми зубьями, шевронные и передачи Новикова. Косозубые передачи наиболее распространены в силу большей нагрузочной способности и плавности хода.

По расположению осей валов в пространстве выделяют следующие типы:

  • с разнесенными осями;
  • соосные;
  • горизонтальные,
  • вертикальные.

По числу ступеней разделяют одно- двух- и многоступенчатые редукторы.

Однако у цилиндрических редукторов есть и свои ограничения. Основное заключается в том, что оптимальное передаточное число на одну ступень не превышает i ≤ 5. Для большего соотношения необходимо увеличивать количество ступеней, что, безусловно, повлечет усложнение, удорожание и увеличение массогабаритных параметров.

Конические редукторы

Конические редукторы преобразуют и передают вращающий момент между пересекающимися осями валов под определенным углом, отличным от 180. Как правило, это 90°. Как и цилиндрические, они имеют эвольвентное зацепление зубчатых колес. По параметрам нагрузочной способности несколько уступают цилиндрическим редукторам и сложнее в производстве.

Данные редукторы предпочтительнее цилиндрических в случаях, когда компоновка не позволяет использовать соосную или параллельную схему расположения валов.

Червячные редукторы

Передача вращающего момента происходит от червяка на приводном валу к зубчатому венцу червячного колеса выходного вала. Валы расположены перекрестно под 90°, но не пересекаются. Достоинствами таких редукторов являются высокая компактность, простота конструкции, высокое передаточное соотношение (до 84) и самоторможение. К недостаткам относятся низкий ресурс (работа осуществляется при постоянном скольжении профиля червяка о зубчатый венец колеса), дорогостоящие материалы червячного колеса, ограниченная мощность и повышенный нагрев.

Планетарные редукторы

Данный вид получил большое распространение в тяжелом машиностроении и в автомобилях. Конструкция обладает рядом преимуществ: большое передаточное соотношение и малые габариты (меньше, чем у цилиндрических и червячных). Основные действующие компоненты это: солнечная шестерня, коронная шестерня, сателлиты и водило. Данный тип редуктора бывает одно- и многоступенчатым. Наиболее часто встречается в бортовых редукторах грузовых автомобилей.

Волновые редукторы

Особенностью данного типа является очень высокое передаточное соотношение при небольших габаритах, но малый ресурс, низкая скорость и передаваемая мощность из-за волнового элемента. Основными конструктивными элементами являются: корпус с внутренними зубьями, гибкое колесо с зубьями, которое изготовлено в форме стакана и водило. Гибкое колесо иммеет на один или несколько зубьев меньше, чем корпус. Водило выполнено в форме эксцентрика или эллипса. Вращаясь на валу, оно за счет эксцентриситета прижимает гибкое колесо с одной строны к корпусу, при этом, противоположная часть выходит из зацепления. За один оборот водила гибкое колесо повернется на разницу в количества зубьев, тем самым обеспечивая редукцию. Основное применение данного типа – это области космонавтики, точных приборов и задач, где необходимы высокий момент и минимальные габариты.

Комбинированные редукторы

Для решения всевозможных задач в машиностроении набора характеристик редукторов определенного типа бывает недостаточно. Поэтому часто применяют схему комбинированных редукторов. Например: необходимо передать высокую мощность и вращающий момент, но валы должны быть расположены под углом 90°, для этого применяют коническо-цилиндрический редуктор, первая ступень которого коническая, остальные — цилиндрические.

Мотор-редукторы

Все описанные редукторы могут встречаться в исполнении мотор-редуктор. Данная разновидность отличается тем, что редуктор и электродвигатель объединены в единый силовой механизм. Это приводит к улучшению массогабаритных характеристик и повышение надежности узла.

Читать еще:  Чем промазывают прокладки под двигателем

Стоит подчеркнуть, что почти каждый современный сложный механизм имеет в своем составе редуктор, который преобразует вращающий момент от двигателя в момент, необходимый для работы исполнительного органа. И здесь выбор подходящей модели, ее надлежащая эксплуатация и обслуживание позволит полноценно использовать весь заложенный срок службы как редуктор, так и приводимый механизм.

Виды редукторов

При выборе механизма и для оценки его рабочих параметров применяют такие технические характеристики редуктора:

  • КПД, измеряющийся в процентах;
  • тип зацепления и передачи;
  • крутящий момент, предающийся входным валом;
  • число передач;
  • частоты вращения входного/выходного валов.

Существуют редукторы с разным числом ступеней, работающие с одной или несколькими передачами: многоступенчатые, двухступенчатые и одноступенчатые. Различие в конструкции таких редукторов заключается в параллельном размещении осей валов. Ступенью принято считать одну пару зубчатые колес, которые и являются передачей, обеспечивающей преобразование крутящего момента и частоты вращения. Количество ступеней в редукторе приравнивается к количеству валов, уменьшенному на один.

В зависимости от технических характеристик и особенностей конструкции выделяют разные виды редукторов: механические и турбинные.

Механические редукторы предназначены для уменьшения количества оборотов двигателя с одновременным повышением крутящего момента, который обеспечивает привод в промышленном оборудовании. Простейший пример редуктора – пара цилиндрических шестеренок, которые взаимодействуют, цепляясь зубьями. В таком случае ведущим колесом выступает шестеренка меньшего диаметра, а ведомой – большая.

Турбинные редукторы косозубной передачи представляют собой модульную конструкцию в чугунном корпусе. Принцип работы механизма заключается во взаимодействии косозубной шестерни и турбинного колеса. Универсальность конструкции позволяет обеспечить точный показатель крутящего момента и использовать данный тип редуктора на любых промышленных установках. Механизм работает тихо, имеет низкую себестоимость и позволяет максимально снизить затраты на обслуживание.

Мотор-редуктор

Мотор-редуктор совмещает в одном корпусе механический узел и электрический двигатель. Такой тип редуктора отличается небольшими габаритами, занимает минимум пространства, прост в монтаже и обслуживании, а также имеет высокий показатель коэффициента полезного действия. Мотор-редуктор незаменим для работы промышленного оборудования, где нужно обеспечить низкую скорость вращения. К такому оборудованию относится строительная техника, бетономешалки, конвейеры, элеваторы, дозаторы.

В зависимости от способа монтажа в промышленных машинах может быть использован: горизонтальный, вертикальный, наклонный или угловой редуктор.

Горизонтальные применяют в промышленных машинах, они выдерживают высокие рабочие нагрузки, имеют широкий диапазон крутящего момента и передаточного числа, высокий показатель КПД и низкую стоимость. Тип сцепления шестеренок в таком механизме может быть косозубным, прямозубным или шевронным.

Вертикальные используются в подъемных механизмах, устойчивы к нагрузкам переменного типа и вращаются в любом направлении, обеспечивая реверс.

Угловые модели позволяют изменить направление движения вращающегося вала под заданным углом. При этом число оборотов может оставаться неизменным или уменьшаться в несколько раз.

Червячные редукторы

Это редукторы серий NMRV и NRV, которые являются одноступенчатыми агрегатами и имеют диапазон передаточных чисел от 5 до 100. Корпус редукторов до 105-го типоразмера выполняется из алюминиевого сплава, а типоразмеры 110–200 имеют корпус из чугуна марки G200, обработанного по FEM-технологии. Для увеличения срока службы зубчатые колеса червячной передачи изготавливаются из бронзового сплава.

Червячные редукторы могут состыковываться между собой в пару при помощи KIT-комплектов, что позволяет получать передаточные числа до 4000 и выше. Для повышения передаточного числа и выходного момента для червячных редукторов используется цилиндрическая передача-приставка PC, устанавливаемая между двигателем и редуктором.

В отличие от серии NMRV, серия NRV имеет цельный входной вал, а не полый. Для регулирования оборотов к червячному редуктору может быть присоединен дисковый вариатор.

Выбор мотор-редуктора

Мотор-редуктор – важная часть механизма, которая определяет его производительность. Правильно подобранный аппарат обеспечит оборудованию длительную и продуктивную работу. Выбрать подходящий мотор-редуктор помогут знания технических характеристик разных моделей и их прямого назначения. Важным параметром также является материал, из которого изготовлено устройство. Дорогой аппарат идеальной сборки из качественных материалов прослужит дольше, обеспечит экономичную эксплуатацию при максимальной нагрузке. Наличие сертификатов ISO или соответствие продукции требованиям ГОСТа может стать важным критерием выбора, указывающим на высокое качество продукта.

Выбор мотор-редуктора по основным характеристикам

Выходная скорость мотор-редуктора. Параметр зависит от передаточного числа редуктора и частоты вращения вала электродвигателя. Подобрать подходящий по скорости вариант обычно не составляет труда. В случае, если скорость должна изменяться в процессе работы, целесообразно предусмотреть использование мотор-редуктора с устройтвом регулирования скорости. Например, блок управления для регулирования скорости коллекторного двигателя постоянного тока, частотный преобразователь или блок для регулирования скорости асинхронного двигателя 220В.

Читать еще:  Двигатель m52 как увеличить мощность

Мощность мотор-редуктора. Значение мощности привода зависит от мощности, требуемой конечной системой или оборудованием, где мотор-редуктор установлен. Мощность электродвигателя напрямую связана с его скоростью и выходным моментом на валу. При использовании мотор-редуктора удается достичь большего усилия при том же значении мощнсти за счет снижения скорости на выходном валу редуктора. При выборе подходящего аппарата следует учитывать изменение основных параметров при возможном падении напряжения питания.

Режим работы. Параметр определяет характер нагрузки. Есть модели, рассчитанные на нагрузку безударную, с умеренными и сильными ударами. Характер нагрузки проявляется в основном в момент пуска и остановки привода. Для снижения воздействия ударных нагрузок на механизм применяют устройство плавного пуска. Режим работы определяет продолжительность эксплуатации оборудования в сутки и количество включений в час, на которые рассчитан мотор-редуктор. Существуют модели мотор-редукторов, рассчитанные на повторно-кратковременный режим работы S3. Более удобным можно считать продолжительный режим работы S1, допускающий безостановочную работу оборудования.

Режим эксплуатации. Различают легкий, средний, тяжелый, весьма тяжелый режим. Параметр влияет на продолжительность работы электродвигателя без перегрева.

Тип механической передачи. Мотор-редукторы состоят из двух основных составляющих — электродвигателя, преобразующего электрическую энергию в механическую, и редуктора, обеспечивающего преобразование выходных параметров привода — скорости и крутящего момента на выходном валу. По типу передачи редуктора приводы делятся на червячные, планетарные, цилиндрические, каждый их которых имеет свои преимущества и недостатки.

Тип питания электродвигателя. Все типы электроприводов объединяются обной характеристикой — напряжением питания электродвигателя: для двигателей постоянного тока чаще всего применяется напряжение 3В, 9В, 12В, 24В или 27В. Мотор-редукторы переменного тока подключаются к однофазной или трехфазной сети 220В или 380В.

Тип передачи мотор-редуктора

По типу передачи редукторы делят на цилиндрические, червячные, планетарные, конические, комбинированные. Они могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми. Одноступенчатые аппараты просты и надежны в эксплуатации. Их в основном используют с маломощным оборудованием. Многоступенчатое оборудование рассчитано на работу при передаточном числе до 150 и выше.

Мотор-редуктор червячного типа

Главными достоинствами червячного мотор-редуктора являются компактные размеры, бесшумная работа, плавный пуск и стабильность под нагрузкой. По сравнению с приводами, использующими зубчатую передачу, червячный мотор-редуктор занимает значительно меньше места. Выбору оптимального положения при установке также способствует положение вала, развернутое под прямым углом к оси. Червячные мотор-редукторы характеризуются самоторможением, что бывает удобно, когда нет возможности использовать дополнительный электромагнитный тормоз на двигателе. Популярностью пользуются одноступенчатые устройства. При необходимости использования высокого передаточного числа применяют комбинированные или многоступенчатые редукторы.

Мотор-редуктор цилиндрического типа

Цилиндрический мотор-редуктор оснащен цилиндрической зубчатой передачей. Главным преимуществом является высокий коэффициент полезного действия, который не зависит от передаточных значений. Название «цилиндрический» не связано с формой используемых элементов. Редуктор называют цилиндрическим из-за конически-цилиндрического метода передачи. Устройства широко применяют в промышленности благодаря надежности и способности обеспечивать усилие в широком диапазоне.

Мотор-редуктор планетарного типа

Планетарный мотор-редуктор отличается компактными размерами и хорошим диапазоном передаточных отношений. В аппарате используется планетарная зубчатая передача. Электродвигатель и редуктор расположены соосно. Оборудование комплектуют асинхронными двигателями 220В или 380В или двигателями постоянного тока. Мотор-редукторы постоянного тока предназначены для продолжительной безостановочной работы с постоянной или переменной нагрузкой. Такие приводы рассчитаны на эксплуатацию в условиях повышенной запыленности. Оборудование позволяет использовать реверсор для смены направления вращения вала.

Питание электродвигателя

Мотор-редукторы используют электродвигатели разного типа и характеристик. Они могут получать питание от сети переменного или постоянного тока.

Двигатель переменного тока — асинхронные мотор-редукторы 220В и 380В

Асинхронный двигатель – оборудование, предназначенное для преобразования энергии переменного тока в механическое движение. У моторов этого типа частоты вращения магнитного поля и ротора различаются. Двигатели отличаются простотой эксплуатации, надежностью, низкой стоимостью. У них отсутствует щеточно-коллекторноый узел, который сложен в производстве, ремонте и требователен к обслуживанию. Электродвигатели бывают однофазными или трехфазными. Однофазные устройства отличаются невысокой мощностью и нашли широкое распространение в бытовых устройствах. Трехфазные варанты чаще используются на предприятиях и в промышленном оборудовании средней и большой мощности.

Читать еще:  Mercedes какие двигатели установлены

Двигатель постоянного тока

В отличие от асинхронных двигателей, мотор-редукторы с двигателем постоянного тока позволяют легко контролировать скорость вращения вала. Если требуется возможность точного изменения частоты вращения выходного вала, целесообразнее приобретать мотор-редуктор, оснащенный коллекторным двигателем постоянного тока. Главным недостатком такого привода является коллекторный узел, который повышает себестоимость устройства, требует внимания, своевременного обслуживания и ремонта. В случае необслуживаемых двигателей коллекторный узел снижает общую продолжительность службы такого мотор-редуктора. Двигатель постоянного тока обеспечивает плавный пуск и торможение при использовании дополнительных блоков управления. В этих двигателях используется динамическое рекуперативное торможение, остановка движения противовключением. Динамическое торможение обеспечивает быструю остановку, а рекуперативное позволяет экономить электроэнергию.

Приглашаем на выставку «МЕТАЛЛООБРАБОТКА-2018»

Цилиндрические редукторы

Цилиндрические редукторы являются самыми популярными в машиностроении. Они позволяют передавать достаточно большие мощности, при этом КПД достигает 95%. Вращение передается между параллельными или соосными валами. Передаваемая мощность зависит от типоразмера редуктора. В цилиндрических редукторах применяются передачи, состоящие из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колес. Количество цилиндрических передач напрямую влияет на передаточное отношение. Например, одноступенчатый редуктор может иметь передаточное число 1,5 до 10, две ступени — от 10 до 60, а три ступени — от 60 до 400.

Кинематические схемы наиболее распространенных видов цилиндрических редукторов представлены на рисунке ниже:

А) — Простой одноступенчатый цилиндрический редуктор
Б) – Двухступенчатый редуктор цилиндрический с несимметричным расположением зубчатых колес
В) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор, входной вал быстроходной передачи изготовлен с двумя шестернями
Г) – Соосный цилиндрический редуктор
Д) — Соосный цилиндрический редуктор с симметричным расположением опор относительно тихоходной передачи
Е) — Соосный цилиндрический редуктор с шевронной быстроходной передачей
Ж) — Соосный цилиндрический редуктор с раздвоенной передачей
З) — Соосный цилиндрический редуктор с посаженными на быстроходный вал двумя косозубыми шестернями с противоположенным наклоном зубьев
И) – Трехступенчатый цилиндрический редуктор с раздвоенной быстроходной и тихоходной передачей

Цилиндрические

Цилиндрические — большая группа устройств, чьим характерным признаком является передача усилия посредством цилиндрических зубчатых передач.

Основные достоинства цилиндрических :

  • Высокий коэффициент полезного действия. Особенностью цилиндрических передач является наиболее высокий КПД и, как следствие, энергетическая экономичность. Не зависимо от передаточного отношения КПД, как правило, равняется 98%.
  • Высокая мощность. Возможность передачи значительного крутящего усилия практически без потерь.
  • Минимальный люфт выходного вала, вследствие этого кинематическая точность цилинрических редукторов выше, чем червячных.
  • Малый нагрев благодаря высокому КПД передач. Благодаря этому энергия не рассеивается, а переходит от источника к потребителю с минимальными потерями.
  • Обратимость при любом передаточном числе, в любой момент есть возможность провернуть выходной вал.
  • Стабильная работа при неравномерном характере нагрузки, при частых . Благодаря этому цилиндрические широко применяются в машинах и оборудовании с пульсирующим характером нагрузки.
  • Высокая надежность и долговечность.

Недостатки цилиндрических :

  • Малое передаточное число на одной ступени — от i = 1:1 до 1:6.3. Для увеличения передаточного числа редуктора необходимо вводить дополнительные ступени, следовательно, увеличить и размер устройства.
  • Шумность при работе. По этому показателю они значительно превышают червячные редукторы.
  • Обратимость или отсутствие самостоятельного торможения. В ряде случаев это является достоинством, но может быть и недостатком, если требуется исключить возможность поворота выходного вала под действием наружных сил.

Планетарная конструкция, цена

Передача крутящего момента у планетарного редуктора происходит так же, как у цилиндрического, через зубчатую передачу. Но, планетарная конструкция и принцип ее работы кардинально отличаются от других приводных агрегатов.

Главными составляющими конструкции являются коронная и солнечная зубчатые шестеренки, сателлиты и водило. Сателлиты имеют второе наименование — планетарные шестерни.

Принцип работы заложен в расположении элементов привода. В центре установлена солнечная шестерня, вокруг которой по окружности расположены сателлиты. Одновременно сателлиты находятся в зацеплении с коронным зубчатым колесом. Водило объединяет все шестеренки друг с другом. При запуске крутящий момент подается на солнечное колесо. От него передача осуществляется через сателлиты на коронное колесо, с последующей передачей на водило.

Цена нового экземпляра колеблется от 12000 до 60000 рублей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector