Редуктор с параллельным валом: принцип работы, выбор и режим работы

Редуктор с параллельными валами представляет собой коробку передач, которая передает мощность между двумя валами, лежащими на параллельных осях, уменьшая при этом скорость двигателя и умножая крутящий момент. Если ведомой машине требуется соотношение примерно от 1,25:1 до 200:1, КПД выше 95 процентов и агрегат, который можно обслуживать без демонтажа всей трансмиссии, такая компоновка обычно является наиболее экономичным решением. Он перестает быть правильным ответом, как только решающим ограничением становится плотность крутящего момента в ограниченном пространстве или расположение вала под прямым углом.

Далее описывается геометрия, выбор поверхности зубьев, определяющий реальную грузоподъемность, проверки выбора, предотвращающие преждевременный отказ, а также сравнение конструкции с планетарными и червячными альтернативами в обычном промышленном использовании.

Что определяет редуктор с параллельным валом

Определяющей особенностью является геометрия, а не тип шестерни: входной и выходной валы расположены параллельно друг другу, но смещены на фиксированное межосевое расстояние, и каждая ступень редуктора представляет собой просто пару шестерен, установленных на этих параллельных валах.

Такое расположение позволяет получить длинный и относительно низкий корпус, обычно разделенный горизонтально вдоль осевой линии вала, что упрощает осмотр и замену подшипников. Практические характеристики выглядят так:

• Соотношение ступеней примерно от 3:1 до 8:1 на спиральную пару; три этапа достигают 200:1 и выше.
• Винтовая передача является стандартной для легких нагрузок, поскольку перекрывающийся контакт зубьев распределяет нагрузку и снижает шум; Прямозубая передача остается распространенной при медленном реверсе.
• Варианты вывода включают сплошные валы со шпонками, полые валы со стяжными шайбами, а также крепление на фланце или на лапах.
• Входной сигнал может быть напрямую соединен с двигателем, оснащен ременным шкивом или поставляться в виде мотор-редуктора с двигателем, прикрепленным к корпусу фланцем.
• Эффективность высока, а скольжение фактически равно нулю, поэтому выходная скорость точно соответствует входной скорости, что важно для задач измерения и индексации.

Как работает путь власти и где появляются потери

Каждая ступень преобразует скорость в крутящий момент с потерей примерно от 1 до 2 процентов, поэтому общая эффективность редуктора с параллельным валом определяется главным образом количеством ступеней, которые он содержит, а не какой-либо отдельной производственной деталью.

Двухступенчатая установка обычно достигает около 97 процентов, трехступенчатая — около 95–96 процентов. Потери делятся на три области: зацепление зубьев, трение подшипников и сбивание масла. Перемешивание – это то, о чем чаще всего забывают. Переполненная коробка передач, смазанная разбрызгиванием, может поднять температуру поддона выше 90 градусов по Цельсию, даже если механические характеристики далеки от предела, и возникающая в результате деградация масла сокращает срок службы подшипников задолго до того, как шестерни начнут изнашиваться.

Вот почему тепловая мощность должна проверяться наряду с механической. При высоких входных скоростях или когда устройство находится в горячем корпусе без притока воздуха, ограничивающим фактором может быть тепловая мощность, а не крутящий момент.

Варианты поверхности зубьев и допустимая нагрузка

Твердость зубьев определяет, какой крутящий момент может выдержать данное межосевое расстояние, и влияет на цену больше, чем любой другой выбор одной спецификации.

Закаленные и шлифованные зубы не являются автоматически лучшей покупкой. Они стоят дороже за единицу, а при низкой мощности и щадящем режиме дополнительная мощность просто оплачивается и никогда не используется. Обратная ошибка обходится дороже: установка агрегата с мягкими зубьями для конвейера, который начинает работу с полной нагрузкой три раза в час, обычно заканчивается точечной коррозией в течение первого года.

Наши цилиндрические блоки из закаленной стали и средней твердости соответствуют одинаковым стандартам корпуса и монтажа, поэтому при увеличении нагрузки обычно можно увеличить размер рамы на той же занимаемой площади.

Цилиндрический зубчатый редуктор с твердыми зубьями Для тяжелых промышленных приводов этот компактный редуктор предлагает закаленную зубчатую передачу, высокую грузоподъемность и функции защиты для сложных условий эксплуатации. Посмотреть продукт →

Соответствие редуктора реальной нагрузке

Выбор следует начинать с кривой крутящего момента рабочей машины, а не с паспортной таблички двигателя, поскольку пусковой момент, момент трогания с места и мгновенные перегрузки определяют фактический размер коробки передач.

Прежде чем исправлять размер кадра, проработайте следующие моменты:

1. Коэффициент эксплуатации: около 1,0 для равномерных нагрузок, 1,25 для умеренных ударов, 1,5 или выше для сильных ударов и частых запусков.
2. Пиковый крутящий момент, включая условия запуска и остановки, а не только рабочий крутящий момент.
3. Требуемая выходная скорость и ее допуск; ошибка скорости в один или два процента может нарушить процесс измерения или дозирования.
4. Радиальные и осевые нагрузки, прикладываемые к выходному валу шкивами, звездочками или муфтами.
5. Рабочий цикл в часах в день, количество пусков в час и наличие реверса привода.
6. Температура окружающей среды, высота над уровнем моря и доступный охлаждающий воздух вокруг корпуса.
7. Ориентация установки, поскольку вместе с ней изменяются уровень масла и положение сапуна.
8. Допуск люфта, если к приводному оборудованию предъявляются требования к позиционированию.
9. Тепловая мощность относительно фактической потребляемой мощности в условиях площадки.

Устройства этого класса доступны в широком диапазоне типоразмеров и передаточных чисел, что делает практичной замену на аналогичный вариант при переоценке существующего привода.

Цилиндрический редуктор с зубьями средней твердости Экономичный цилиндрический редуктор для умеренных нагрузок, с шестерней из закаленной легированной стали, модульным монтажом и широкими вариантами рамы и передаточных чисел для изменения номинальных характеристик существующих приводов. Посмотреть продукт →

Планетарные и червячные схемы с параллельным валом

Блоки с параллельными валами выигрывают по эффективности и стоимости приобретения при умеренных передаточных числах, планетарные блоки выигрывают по плотности крутящего момента и коаксиальному монтажу, а червячные агрегаты выигрывают по передаточному отношению на ступень и удержанию нагрузки без тормоза.

Разрыв в эффективности легко недооценить. Для привода мощностью 75 кВт, работающего 6000 часов в год, разница между 96 и 70 процентами составляет десятки тысяч киловатт-часов в год, что обычно перевешивает разницу в цене в течение нескольких лет. Если вы хотите получить более широкую картину перед совершением сделки, это руководство по как работает промышленный редуктор охватывает основы каждой семьи.

Если ведомой машине требуется поворот на 90 градусов, обычно предпочтительнее использовать коническо-винтовой агрегат под прямым углом, чем добавление отдельной раздаточной коробки, поскольку каждый дополнительный компонент увеличивает стоимость, работу по центровке и дополнительную точку смазки.

Где редукторы с параллельными валами зарабатывают себе на жизнь

Они появляются везде, где приводная машина постоянно работает на средней или высокой мощности, а в трансмиссии есть место для рядной коробки передач.

• Ленточные и цепные конвейеры в горнодобывающей промышленности, портах и ​​перевалке сыпучих грузов.
• Шаровые и стержневые мельницы, где высокий крутящий момент и постоянная скорость имеют большее значение, чем компактность.
• Крановые ходовые, подъемные и длинноходные механизмы.
• Миксеры, мешалки и загустители с высоким пусковым моментом.
• Вспомогательное оборудование для прокатных станов, штабелеукладчики-реклаймеры и трубопрошивное оборудование.
• Экструдеры, насосы и вентиляторы на технологическом заводе.

Обработка больших партий — это самый масштабный разовый вид использования, а также эта обязанность, которая наиболее заметно наказывает за выбор слишком большого размера, потому что конвейер, который застревает и перезапускается при полной нагрузке, применяет ударный момент, намного превышающий его рабочий показатель.

Конвейерный редуктор для ленточных конвейерных систем Прочный привод конвейера с закаленной передачей с высоким крутящим моментом, защитой IP65 и дополнительным ограничителем обратного хода, подходящий для непрерывной транспортировки сыпучих материалов в условиях пыли и ударов. Посмотреть продукт →

Установка и обслуживание, предотвращающие преждевременный отказ

Большинство преждевременных отказов коробки передач связано с выравниванием, смазкой или вентиляцией, а не с самими зубьями шестерен.

• Проверьте соосность вала с помощью циферблатного индикатора или лазерного инструмента; Угловой погрешности в несколько сотых миллиметра достаточно, чтобы нагружать подшипник неравномерно в течение нескольких месяцев.
• Следите за натяжением ремня и цепи в пределах, установленных производителем, поскольку чрезмерное натяжение напрямую нагружает выходной подшипник.
• Используйте указанный класс вязкости для фактической температуры окружающей среды и никогда не заливайте масло выше отметки смотрового стекла.
• Слейте и залейте масло после первых 300–500 часов работы, затем через каждые 5000–8000 часов берите пробы масла при каждом втором обслуживании.
• Убедитесь, что сапун и пробка уровня масла расположены в соответствии с монтажной ориентацией; блок, перевернутый из горизонтального в вертикальное положение без их замены, приведет к утечке или голоданию.
• Записывайте шум и вибрацию при вводе в эксплуатацию, чтобы можно было сравнить последующие тенденции с базовым уровнем.

Для агрегатов, находящихся на хранении, заливайте масло, ежемесячно проворачивайте вал вручную и оставляйте сапун закрытым до момента установки. Коробка передач, которая находится на открытом воздухе в течение года с открытым вентиляционным отверстием, будет собирать конденсат задолго до того, как начнет собирать нагрузку.

Часто задаваемые вопросы

Какое передаточное отношение может обеспечить одноступенчатый редуктор с параллельным валом?

На практике от 3:1 до 8:1 с косозубыми шестернями. Возможны более высокие передаточные числа одноступенчатой ​​передачи, но шестерня становится меньше, а корпус увеличивается, поэтому две ступени обычно дешевле и долговечнее.

Можно ли установить редуктор с параллельным валом вертикально?

Да, но уровни масла, положения сапуна и слива должны быть изменены в соответствии с ориентацией. Агрегат, предназначенный для горизонтальной установки, не следует поворачивать без подтверждения схемы смазки.

Всегда ли косозубые шестерни лучше прямозубых?

Косозубые шестерни работают тише и несут большую нагрузку на единицу ширины, поскольку контакт происходит постепенно. Цилиндрические шестерни стоят дешевле, не создают осевого усилия и остаются разумным выбором для работы на медленной скорости, реверсе или при малой мощности.

Почему моя коробка передач нагревается сильнее, чем ожидалось?

Обычно перелив, неправильная вязкость масла, засор сапуна, постоянная перегрузка или недостаточное движение воздуха вокруг корпуса. Сначала проверьте уровень масла, а затем соответствие тепловой мощности фактической потребляемой мощности.

Выдерживает ли редуктор с параллельным валом нагрузку без тормоза?

Вообще нет. При косозубой или прямозубой передаче эффективность слишком высока для самоблокировки, поэтому для наклонных конвейеров и подъемников требуется стояночный тормоз или ограничитель обратного хода.

Редуктор с параллельным валом — это простая машина, которая требует тщательной спецификации, а не умной установки. Правильно определите коэффициент эксплуатации, твердость зубьев и температурные характеристики, следите за чистотой масла и выравниванием валов, и правильно выбранный агрегат будет работать десять лет или больше, не требуя ничего, кроме регулярной замены жидкости. Начните с крутящего момента и рабочего цикла приводной машины, затем перед заказом проверьте размер рамы на соответствие механическим и термическим ограничениям.