Как подобрать редуктор.
От правильного выбора редуктора зависит не только его надежность, но и долговечность. Ошибки при расчете и выборе редуктора неизбежно могут привести к преждевременному выходу его из строя. А это в лучшем случае - финансовые потери. Поэтому надо учитывать все факторы от расположения редуктора в пространстве и условий работы до температуры его нагрева в процессе эксплуатации. При правильно подобранном редукторе увеличивается его срок службы. Червячных - до 7 лет, цилиндрических до 10-15 лет. При подборе редуктора надо учитывать следующие коэффициенты:
К1 - динамическая характеристика двигателя.
Ведущая машина
|
Степень толчкообразности ведомой машины
|
А
|
Б
|
В
|
Г
|
Электродвигатель,
паровая турбина
|
1,0
|
1,2
|
1,5
|
1,8
|
4-х, 6-ти цилиндровые двигатели внутреннего сгорания, гидравлические и пневматические двигатели
|
1,25
|
1,5
|
1,8
|
2,2
|
1-х, 2-х, 3-х цилиндровые двигатели внутреннего сгорания
|
1,5
|
1,8
|
2,2
|
2,5
|
Характер нагрузки
|
Ведомая машина
|
А (плавная нагрузка)
|
Генераторы, элеваторы, центробежные компрессоры, равномерно загружаемые конвейеры , смесители жидких веществ, насосы центробежные, шестеренные, винтовые, стреловые механизмы, воздуходувки, вентиляторы, фильтрующие устройства.
|
Б (слабые толчки)
|
Водоочистные сооружения, неравномерно загружаемые конвейеры , лебедки, тросовые барабаны, ходовые, поворотные, подъемные механизмы подъемных кранов, бетономешалки, печи, трансмиссионые валы, резаки, дробилки, мельницы, оборудование для нефтяной промышленности.
|
В (толчки средней силы)
|
Пробойные прессы, вибрационные устройства, лесопильные машины, грохот, одноцилиндровые компрессоры.
|
Г (сильные толчки)
|
Оборудование для производства резинотехнических изделий и пластмасс, смесительные машины и оборудование для фасонного проката.
|
К2 - продолжительность работы в сутки.
Ежедневное пользование, ч/сут
|
< 2
|
< 8
|
< 16
|
> 16
|
K2
|
0,9
|
1,0
|
1,12
|
1,25
|
К3 - количество пусков в час.
Количество пусков в час
|
1
|
< 20
|
< 40
|
< 80
|
< 160
|
> 160
|
Коэффициент
характеристики двигателя, K1
|
1
|
1,0
|
1,2
|
1,3
|
1,5
|
1,6
|
2,0
|
1,25
|
1,0
|
1,1
|
1,2
|
1,3
|
1,4
|
1,7
|
1,5
|
1,0
|
1,07
|
1,1
|
1,15
|
1,25
|
1,4
|
1,8
|
1,0
|
1,05
|
1,05
|
1,07
|
1,1
|
1,2
|
Кпв - продолжительность включения (ПВ%).
ПВ %
|
100
|
60
|
40
|
25
|
15
|
KПВ
|
1,0
|
0,90
|
0,80
|
0,70
|
0,67
|
Крев - реверсивность редуктора:
- для реверсивной работы Крев = 0,75;
- для нереверсивной работы Крев = 1,0
Коэффициент условия режима работы редуктора (Ккур) равен произведению всех вышеуказанных коэффициентов (Кур = К1 х К2 х К3 х Кпв х Крев)
Для специальных редукторов указанные параметры определены для фактических условий их работы.
При определении параметров для выбора редуктора необходимо учитывать следующие факторы:
- мощность двигателя потребляемой приводимой машиной с учетом КПД привода (определяется с округлением до ближайшего большего значения к мощности).
- эксплуатация редуктора при частоте вращения на выходе ≤ 1500 об./мин. является наиболее экономичной.
- эксплуатация редуктора при частоте вращения входного вала ≤ 900 об./мин. делает работу редуктора безотказной и более длительной.
Исходными данными для выбора ТИПА редуктора служат:
1. Чертеж
2. Кинематическая схема привода с указанием всех механизмов подсоединяемых к редуктору, их пространственного расположения относительно друг друга с указанием мест крепления и способов монтажа редуктора.
3. Требуемое передаточное число (i)
Передаточное число редуктора (i) = ( n вх. об/мин.) / ( n вых. об/мин.).
При известном передаточном числе можно определить количество ступеней редуктора:
Если при значениях передаточное число (i) ≤ 6,3 - одноступенчатый редуктор.
Если при значениях 7,1 ≤ i ≤ 20 для шлифованных, закаленных, эвольвентных зубьев и 7,1 ≤ i ≤ 50 для улученных зубьев в т.ч. с зацеплением Новикова - двухступенчатый редуктор.
Если при значениях 20 ≤ i ≤ 100 для шлифованных, закаленных, эвольвентных зубьев и 50 ≤ i ≤ 200 для улученных зубьев в т.ч. с зацеплением Новикова - трехступенчатый редуктор.
Если значение передаточного числа превышает ранее перечисленные величины - четырех и более ступенчатые редукторы.
4. Режим эксплуатации
5. Расположение осей в пространстве:
Расположение осей
входного и выходного вала
|
ТИП редуктора
|
Параллельны друг другу и лежат только в одной горизонтальной плоскости
|
Горизонтальный цилиндрический
|
Параллельны друг другу и лежат только в одной вертикальной плоскости
|
Вертикальный цилиндрический
|
Лежат на одной прямой (совпадают) находятся в любом пространственном положении
|
Соосный цилиндрический или планетарный
|
Перпендикулярны друг другу и лежат только в одной горизонтальной плоскости
|
Коническо-цилиндрический
|
Скрещиваются под углом 90° друг к другу (не лежат в одной плоскости) находятся в любом пространственном положении
|
Червячный одноступенчатый
|
Параллельны друг другу, либо скрещиваются под углом 90° друг к другу,(не лежат в одной плоскости) находятся в любом пространственном положении
|
Червячный двухступенчатый
|
Исходными данными для выбора ТИПОРАЗМЕРА (габарита) редуктора служат:
1. Вид приводной машины.
2. Требуемый крутящий момент на выходном валу (Т вых.треб. )
3. Частота вращения выходного вала редуктора ( n вых. об/мин.)
4. Частота вращения входного вала редуктора ( n вх. об/мин.)
5. Вид двигателя.
6. Характер нагрузки:
6.1 равномерная или неравномерная,
6.2 реверсивная или нереверсивная,
6.3 наличие перегрузок и их величина,
6.4 наличие толчков, ударов, вибраций.
7. Длительность эксплуатации редуктора в часах.
8. Средняя ежесуточная работа в часах.
9. Продолжительность включений (ПВ%) под нагрузкой.
10. Условия окружающей среды (температура, условия отвода тепла)
11. Соединения редуктора с приводимой машиной (муфтой или цепной, клиноременной, зубчатыми передачами и т.д.)
12. Радиальная консольная нагрузка, приложенная к середине посадочной части концов выходного (Т вых.треб ) и входного валов (Т вх.треб )
13. Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора
(Т вых.расч ) = (Т вх.треб ) х КУР , где Кур = К1 х К2 х К3 х Кпв х Крев
14. Расчетная мощность двигателя ( Рвх.расч):
, где n - КПД редуктора.
Значения n принимаемые для:
|
Цилиндрических
|
Конических
|
Коническо - цилиндрических
|
редукторов
|
Одноступенчатых
|
0,99
|
0,98
|
как произведение значений h конической и цилиндрической частей редуктора.
|
Двухступенчатых
|
0,98
|
0,97
|
Трехступенчатых
|
0,97
|
-
|
Четырехступенчатых
|
0,95
|
-
|
15. Расчетная радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора
(F вых.расч.) = F вых х КУР.
ПРИМЕР выбора редуктора:
Транспортер для сыпучих материалов, плавная нагрузка (К1 (А) = 1,0);
Требуемый крутящий момент на выходном валу (Т треб.=1800 Нхм );
Асинхронный электродвигатель при частоте вращения входного вала (nвх = 1500 об./мин);
Обороты на входном валу редуктора (nвых = 40 об./мин);
Средняя ежесуточная работа - 7 часов (К2 = 1,0)
Работа непрерывная (К3 = > 160= 1,2);
Продолжительность включений с нагрузкой ПВ 100% (Кпв = 1,0)
Нереверсивная (Крев = 1,0);
Радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала ( F вых.= 5000Н;
До 10 включений в час;
Температура до 30° С при естественном охлаждении воздухом окружающей среды.
Ось входного и выходного вала редуктора параллельны друг другу и лежат только в одной горизонтальной плоскости.
Тип редуктора: Цилиндрический горизонтальный. Крепление на фундамент. Вариант сборки - 12.
Габарит редуктора:
- передаточное число: i = n вх. об/мин. / n вых. об/мин. = 1500 / 40 = 37,5 (округляем в большую сторону и получаем 40)
Такое передаточное отношение имеют следующие редукторы: Ц2У, Ц3У, Ц2, РМ, РЦД, Ц3Н.
- коэффициент режима работы: Кур = К1 х К2 х К3 х Кпв х Крев = 1,0 х 1,0 х 1,2 х 1,0 х 1,0 = 1,2
- расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора: (Т вых.расч ) = (Т вх.треб ) х КУР = 1800 х 1,2 = 2160 Нхм
- расчетная мощность двигателя:
(2160 х 40) / (9550 х 0,98) = 86400 / 9359 = 10 кВт, где η=0,98 - КПД двухступенчатого цилиндрического редуктора.
- расчетная радиальная консольная нагрузка: F вых х КУР = 5000 х 1,2 = 6000 Н
Исходя из данных условий наиболее эффективное использование в данном приводе редуктора Ц2У 200 - 40 - 12 (Т ном.= 2500Нхм, Fном. = 12500Н)
Варианты сборки редукторов:
ПРИМЕР УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ РЕДУКТОРА ПРИ ЗАКАЗЕ:
1ЦУ-250-6,3-12-У3, где:
1ЦУ - тип редуктора;
250 - межосевое расстояние, мм;
6,3 - номинальное передаточное число;
12 - вариант сборки;
У3 - климатическое исполнение и категория размещения.