УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА
Перед тем, как приступить к непосредственному конструктивно-функциональному разбору цилиндрического редуктора (ЦР), дадим общее определение. Редуктор (или передача) цилиндрического типа – это механизм, призванный преобразовывать скорость вращения в силу. Говоря простым языком, ЦР получает высокую скорость на входе и выдает меньшее вращение на выходе, но происходит это вращение с большим усилием.
В своем корпусе цилиндрические редукторы скрывают зубчатые колеса и подшипники, соединенные последовательно. Имеется входной и выходной валы, соединяемые с силовым агрегатом. ЦР выделяется высоким коэффициентом полезного действия, обусловленным простотой и надежностью конструкции.
Характеристики и принцип работы редуктора цилиндрического типа
На входной вал поступает импульс от силовой установки. Зубчатое колесо приводится в движение. Вращение сообщается шестерне, пребывающей в сцеплении с зубчатой передачей. При этом стоит отметить, что диаметр, как и количество зубьев шестерни, бывает разным. После этого момент вращения передается промежуточному валу, и уже с него на выходной. Описанная схема характерна для двухступенчатых редукторов.
Оценивая агрегат, учитывают следующие рабочие характеристики:
- КПД
- Мощность
- Частота вращения
- Тип передачи
- Соотношение передачи
- Число ступеней
Соотношение определяется, как зависимость изначальной и получаемой скорости вращения. КПД редуктора – это соотношение мощностных показателей двух валов.
Разновидности цилиндрических редукторов
ЦР классифицируются по нескольким признакам, но наиболее распространена градация по типу резьбы, колес, числу ступеней. В зависимости от типа колес, ЦР подразделяются на:
- прямозубые;
- косозубые;
- криволинейные;
- шевронные.
Прямозубые версии проще всего изготавливать, но такое расположение зубьев повышает шумность узла, если сравнивать агрегат с косозубыми или шевронными моделями. Причиной износа зубьев является вибрация, возникающая в результате ударных нагрузок. Для улучшения показателей износа были изобретены редукторы с косозубым расположением зубьев. Изготавливать такие шестерни сложнее и дороже, но зато служат они дольше, плюс, работают заметно тише остальных.
По расположению валов ЦР делятся на:
- Параллельноосевые
- Одноступенчатые
- Перекрещивающиеся
- Двухступенчатые и многоступенчатые.
Подбор узла по этому параметру напрямую связан с величиной передаточного числа. Что до расположения передачи, то в цилиндрическом редукторе она может быть соосной, развернутой или раздвоенной.
Сильные и слабые стороны цилиндрических передач
Особенности ЦР необходимо оценивать с учетом конкретной сферы применения, ведь то, что для одного производственного процесса критично, в других условиях может оказаться вполне терпимым компромиссом.
Достоинства
- Высокий КПД при малом нагреве. Эти параметры взаимосвязаны, так как высокий коэффициент полезного действия способствует тому, что вся энергия направляется на вращение, не рассеиваясь на обогрев деталей. Эта особенность позволяет не использовать охлаждающие решения для снижения температуры корпуса ЦР.
- Высокая мощность. Надежная конструкция с минимумом переходных узлов, обеспечивает отличные выходные характеристики. Изначальное усилие, после трансформации утраивает свое значение.
- Минимальный люфт выходного вала. Система взаимозависимых шестерней, исключает любые нерабочие зазоры, благодаря чему достигается ювелирная кинематическая точность. ЦР подходит для систем, не допускающих малейших отклонений в параметрах.
- Вращение в любую сторону. Эту особенность считают, как достоинством, так и недостатком (зависит от условий эксплуатации). Обратное вращение создает сложности с торможением.
- Надежность. Редукторы цилиндрического типа легко переносят частые пуски, пульсирующие нагрузки.
Теперь, когда мы упомянули сильные стороны, стоит рассказать о слабостях.
- Шумность. Сопряжение и скорость работы металлических узлов продуцирует грохот, который усиливается эхом рабочих помещений.
- Ограничения ступеней для одной шестерни. Это значение не может превышать показатель 6,3. Если производственный процесс требует более высокого показателя, в конструкцию добавляют еще одно колесо. В таком случае увеличиваются габариты агрегата, что иногда просто недопустимо.
- Отсутствие механизма самоторможения, обусловленного конструкцией ЦР.
Применение цилиндрических редукторов
Цилиндрические передачи являются самым распространенным агрегатом в своей категории. Применяются в строительстве, промышленности, машиностроении. Все производственные измельчители работают на базе ЦР. Встретить редуктор также можно в составе бетономешалок, деревообрабатывающих станков, конвейеров, тележек, прессов.
За счет высокого КПД применение цилиндрических редукторов оправдано в любых приводных механизмах, но только при условии, что к габаритам не предъявляются особые требования, так как мощные редукторы обладают внушительными размерами.