Газовый редуктор

Конические редукторы

Эти устройства предназначены для передачи мощности от привода к рабочим механизмам с повышением или снижением вращающего момента ведущего вала. Работают такие виды редукторов с помощью конической зубчатой передачи, которая обеспечивает движение между звеньями с переменным межосевым углом. Они имеют высокий уровень КПД, жесткую конструкцию и более герметичный корпус, вследствие чего утечка масла в процессе использования сводится к минимуму. Единственным недостатком таких машин является то, что технология их изготовления значительно сложнее, чем, к примеру, цилиндрических агрегатов. К тому же валы в конических передачах подвергаются большей нагрузке, в связи с консольным расположением зубчатых колес.

В зависимости от конструктивных особенностей, есть:

  • Редукторы с широким типом корпуса.
  • Быстроходные.
  • Тихоходные.
  • Многоступенчатые.
  • Одноступенчатые.

Виды регуляторов давления воды

По видам регуляторы давления можно разделить на поршневые, мембранные, проточные, автоматические и электронные. Рассмотрим каждый в отдельности.

Поршневые

Поршневой регулятор

Конструктивно самый простой регулятор давления, еще называемый механическим. Из-за того что принцип его работы основан на работе подпружиненного поршня. Который регулирует входящее давление из трубопровода и устанавливает его с помощью регулировочного винта. Уменьшая или увеличивая пропускную способность редуктора, согласно требованиям пользователя. Выходное давление в системе показывается с помощью установленного манометра на выходе.

К минусам этого прибора можно отнести чувствительность поршня к различным видам мусора в водопроводе. Из-за чего он быстро приходит в негодность. Эта проблема решается установкой фильтра перед входным отверстием регулятора давления. Пропускная способность такого РДВ – от одной до пяти атмосфер.

Мембранные

Мембранный

Регулятор давления, заслуживший славу надежного и неприхотливого в использовании бытового прибора с пропускной способностью от 0,5 м3 до 3 м3 в час. Имеющего достаточно высокую цену из-за надежности конструкции. В связи со своей высокой стоимостью, замену или установку этого агрегата лучше доверить опытному специалисту.

Основой его работы служит мембрана с пружиной, находящаяся в герметичной камере. Поэтому полностью защищена от различного вида засоров. Пружина передает усилие на небольшой клапан, который в свою очередь регулирует размера выходного потока воды в систему домашнего водопровода.

Проточные

Проточный редуктор воды

Надежность и неприхотливость проточного РДВ обеспечивается полным отсутствием в нем подвижных деталей. Что сказывается на его долговечности.

Стабилизация выходного давления происходит за счет множества узких внутренних каналов. Распределяясь по которым, хаотичное входящее давление воды сначала гасится прохождением через множество поворотов. Приходит к заданному параметру, а затем сливается в один выходной канал.

Применение проточного регулятора давления, как правило, сводится к оросительным системам приусадебных участков.

Автоматические

Автоматический регулятор давления конструктивно является аналогом мембранного РВД. Наличие двух винтов для изменения рабочего диапазона давления в водопроводной системе отличает его от мембранного.

Работу прибора обеспечивают мембрана и две пружины, сила сжатия которых регулируется специальными гайками. При слабом входящем напоре воды мембрана ослабевает. При увеличении входящего давления происходит сжатие мембраны, приводящего к уменьшению выходного канала.

В комплекте с автоматическим РДВ идет автоматический регулятор давления, который приводит в действие пружины на мембране. При слабом давлении, пружинки замыкают контакты, приводя в действие насос. В задачу которого входит поддержание давления в системе на заданном уровне.

Электронные

Электронный регулятор давления воды

Это сложный прибор полностью автоматического типа с бесшумной работой, обеспечивающий полную защиту систему от гидроударов.

Электронный дисплей показывает текущую информацию о характеристиках потока воды в домашнем водопроводе. Электронный механизм производит непрерывный мониторинг напора воды в трубопроводе, используя датчик движения.

Насосная станция, входящая в комплект прибора, включается автоматически при поступлении сигнала от датчиков слежения. При сухом водопроводе электроника не позволит включиться помпе.

Благодаря продуманному электронному механизму, этот прибор полностью обеспечит все потребности пользователя в автоматическом режиме.

Самодельный угловой редуктор для мотоблока

Конструкция редуктора не особо замысловатая, и его вполне можно собрать самостоятельно. Сначала выполняется расчёт мощности номинальной: (Pn);Pn=Ре (л.с.)х FS, что позволит правильно определить угол конической шестерни.

По тому же принципу подсчитывается число возможных оборотов в минуту и расчёт крутящего момента. Сделанное своими руками устройство, нуждается в определении условий работы, среди которых радиальная или осевая нагрузка валов на их концах. Работа оптимальна при правильном подборе температуры и смазки.

Сборка выполняется после этих вышеперечисленных действий. Можно взять заводской корпус. Его диаметр подскажет, каким должен быть корпус у подшипников для вала. Поможет здесь сверло хорошего качества и штангенциркуль. Далее, берётся два подшипника под вал.

Стальной фланец устанавливается на фронтальной части. Внутри располагаются фланцевый подшипник и шайба. Фланец крепится к генератору винтами. Стальная шпонка с ведущей шестерней и ведомым валом-шестерней выбираются заранее.

К роторному генератору присоединяются узлы, соединяющиеся с передаточным механизмом. На нём имеется шкив, который обеспечивает клиноременную передачу. Он закрепляется на ведомый вал гайкой с пружинной шайбой.

Основные элементы редуктора

В автомобилестроении угловые редукторы используются часто, ведь эти агрегаты обеспечивают эффективную работу. Угловой редуктор обеспечивает стыковку трансмиссии с двигателем. Можно доработать уже готовое изделие. Среди основных элементов редуктора такие:

  • Фланец.
  • Корпус генератора.
  • Шкив с клиноременной передачей.
  • Крепление шкива.
  • Стальная шайба.
  • Роторный вал.
  • Стальная шпонка.
  • Фланцевый подшипник.
  • Крепление фланца.

В шестерёночном устройстве разобраться довольно просто, взглянув на его трансмиссию, являющуюся передатчиком между колёсами и мотором. Направление меняется в мотоблоке. Трансмиссией называется коробка передач со сцеплением. Она часто применяется в тяжёлых мотоблоках.

Основные элементы конструкции мотоблока

  1. Станина или рама. На ней крепится мотор, система передачи на колёса, тяговое устройство для навесного оборудования и подвеска.
  2. Силовой агрегат. Мощность — 5−10 л. с. Используются двигатели от мотоциклов, мопедов, компрессоров и бензопил.
  3. Подвеска. Обычно примитивная: из самодельных колёс или готовых колёс от сельхозтехники. Иногда используются мотоциклетные и автомобильные колёса. Бывает портальной или осевой.
  4. Редуктор для мотоблока. Служит для снижения оборотов приводного вала с одновременным линейным повышением крутящего момента. В качестве редуктора довольно часто используется коробка передач от мотороллера или автомобиля.

Самодельное устройство не требует сопряжения с двигателем, потому что расчёт производится под конкретные задачи, и нет ограничения из-за готового технического решения.

Почему подтекает регулятор?

Какой бы тип редуктора ни использовался в водопроводной сети, главной причиной протечки является нарушение его герметизации. Течь – это первый звонок, указывающий на то, что с регулятором что-то не так.

По сути, устройство это простое. Функционирует оно благодаря подвижному механизму: поршню или диафрагме, на которое одновременно воздействует давление воды и усилие нагнетательной пружины.

Ломаться здесь особо нечему, — исключением являются автоматизированные и электронные механизмы, которые используются, как правило, в промышленных целях.

Основные причины протечек зависят от конструкции и происходят из-за:

  • истирания поршневых колец (поршневой вид);
  • нарушения герметизации между камерой редуктора и его диафрагмой (мембранный вид).

Герметизация нарушается из-за коррозионных процессов внутри устройства, загрязнения его внутреннего механизма и, как следствие, выхода из строя уплотнительных элементов.

Факторами риска, повышающими износ оборудования, могут выступать:

  1. Повышенное давление в водопроводе, — бытовая арматура, в том числе понижающая давление, быстрее выходит из строя при завышенных показателях.
  2. Резкие скачки давления в водопроводной сети, —редуктор давления принято считать оборудованием, снижающим негативные последствия от гидроударов, однако это не так.
  3. Вертикальное расположение поршневого манометра, — такое положение может вызвать неравномерный ход поршня и ассиметричное истирание его уплотнительных колец.
  4. Повреждение рабочего механизма при замерзании воды в арматуре – необходимо утепление технического отсека или перенос его в отапливаемое помещение.
  5. Ржавчина и прочая грязь значительное уменьшают срок эксплуатации уплотнительных элементов, особенно у конструкций с подвижными частями, к которым относятся все поршневые вариации.
  6. Отключение водопроводной сети и её обезвоживание увеличивает образование ржавчины внутри и загрязнение редуктора.

Принципиальной разницы того, в какой водопроводной сети эксплуатируются редукторы нет. Однако если давление в центральных системах водоснабжения регламентировано и контролируется службами водоканала, то в частном секторе эти показатели зависят только от домовладельцев, а потому состояние регулирующих агрегатов полностью зависит от последних.

Как устроен стандартный регулятор?

Принцип функционирования регулятора довольно прост для понимания. Вода своим давлением задействует внутренний клапан, сдвигая его.

Затвор устройства сохраняет свое положение благодаря встроенной пружине. Если водяное давление растет, внутренняя пружина сжимается, из-за чего клапанная тарелка сдвигается к седлу редуктора, снижая тем самым давление воды.

Если напор воды снизился, либо был изначально незначительным – клапан регулятора раскрывается и высвобождает поток в трубопроводе.

Основный принцип работы РДВ заключается в автономной работе

Не менее важная функция редуктора – защита от возникающих гидроударов, которые могут вывести из строя обогревательные приборы.

Регуляторы давления надежны и просты в эксплуатации. Их не надо подключать к каким-либо источникам энергии. Настройка устройства также проста, как и последующее техническое обслуживание.

Виды

В зависимости от типа передачи, используемой в редукторе, преобразователи делятся на несколько видов. Разные устройства применяются в механизмах разных сфер деятельности.

Цепной

Название обусловлено конструкцией редуктора, имеющей в своей основе цепь, как передающий элемент. В одном устройстве она может быть не одна. Движение обеспечивается звездочками, маленькая – ведущая, большая – ведомая. Принцип схож с действием системы на велосипеде. Производительность и надежность существенно зависят от качества материалов, используемых для производства основных движущих деталей.

Среди отрицательных моментов следует выделить необходимость регулярного технического обслуживания: подтяжку цепи, смазку. В отличие от ременной передачи цепная не допускает пробуксовки и служит дольше.

С реверсом

Реверсивный механизм обеспечивает технику возможностью заднего хода. В этом случае муфта обратного вращения устанавливается между коническими шестернями, которые размещены на главном валу.

Ременный

Самый простой из имеющихся на рынке редукторов относится к ременному типу. Как правило, бюджетные модели редукторов используют именно такое устройство. Ремень служит передающим элементом, который крепится на шкивы. При больших нагрузках ремень проскальзывает либо рвется.

Ременные преобразователи снижают агрессивное действие на силовую установку, уменьшая рывки. Кроме того, их устройство просто, а ремонт легок.

Среди минусов, к сожалению, факторов больше.

  • При высоких температурах ремень растягивается. Именно это снижает сцепление.
  • Быстрый износ (истирается).
  • Разрыв ременной передачи вследствие перегибов или скруток.
  • При увеличении оборотов ремень начинает проскальзывать.
  • Шкивы должны находиться в одной плоскости.

Шестеренчатый

Шестеренчатые редукторы чаще всего употребляются в двигателях тяжелой техники. Трансмиссия при этом состоит из коробки передач, дифференциалов и регулятора, шестеренок и ремней. Конструкция устройства простая.

Шестеренчатая трансмиссия содержит конические или цилиндрические шестеренки. Благодаря тому, что их на одном валу можно расположить сразу несколько, габариты преобразователя уменьшаются.

Среди достоинств можно также выделить бесшумность двигателя на указанном типе редуктора.

Червячный

Преобразователь с червячной передачей характеризуется длительным сроком службы и высокой степенью надежности. Конструкция считается не очень сложной, требующей квалифицированного обслуживания. Червячный механизм уже является угловым. Кроме того, он имеет реверс, что дает возможность технике двигаться не только вперед, но и назад.

Свое название редуктор получил по наличию в своем составе специального червячного зубчатого колеса, которое двигается по винту, имеющему трапецеидальную четырех или двухзаходную резьбу. Варьируя количество зубьев, можно менять вращательную скорость. Все комплектующие изготавливаются из антифрикционной стали, которая характеризуется повышенной прочностью.

Преобразователь состоит всего из двух основных комплектующих. Кроме того, он малошумный и плавноходный.

Угловой

Один из самых эффективных и надежных редукторов. Поэтому его используют для оснащения производственных машин и техники, работающей под большими нагрузками. В автомобилестроении также активно используется данный тип преобразователя.

Угловой редуктор обеспечивает соединение двигателя с трансмиссией, которая рассчитана под цепную передачу

Следует обратить внимание, что величина нагрузки будет зависеть от качества смазочных материалов и температурного режима

Понижающий

Задача понижающего редуктора – снизить количество оборотов, увеличивая при этом мощность. Добиваются этого путем использования шестеренчатой системы. Как правило, современные преобразователи подобного типа оснащают воздушной охлаждающей системой.

Аналитическое определение передаточного отношения планетарного механизма

Рассмотрим порядок
получения формулы для расчета
передаточного отношения планетарного
механизма через известные числа зубьев
его колес на примере редуктора Джемса
(рис.1) или (рис.2,а).

Входным звеном в
этом механизме является солнечное
колесо 1, а выходным — водило Н.

Тогда искомым
является выражение
==?,
(2.1)

где обозначение
читается как “передаточное отношение
от
1-го колеса к водилу Н при неподвижном
3-м колесе”.

Для определения
передаточного отношения планетарного
механизма используется метод обращения
движения или метод остановки (“фиксации”)
водила.

Для реализации
этого метода всем звеньям механизма
сообщается дополнительное воображаемое
вращательное движение вокруг центральной
оси О1Он
с угловой скоростью (- н).
Тогда получим новый — обращенный
механизм, который будет примечателен
тем, что его звено Н , бывшее ранее
водилом, станет неподвижным. Следовательно,
неподвижным станет и центр О2,
т.е. обращенный механизм будет представлять
собой обычную зубчатую передачу с
неподвижными осями вращения колес. При
этом угловые скорости звеньев нового
обращенного механизма будут равны:

— солнечного колеса
1 — 1
=1-н;

— корончатого
колеса 3 — 3=0-н=-н;

— водила Н —
н=н-н=0.

Таким образом,
при остановленном водиле ведомым звеном
становится корончатое колесо 3, и
передаточное отношение обращенного
механизма будет равно

=1-(2.2)

Следовательно,
искомое передаточное отношение
планетарного механизма
будет равно:

=1-(2.3)

где U(н)13
является передаточным отношением
обычной зубчатой передачи
с неподвижными
осями, для которой по формуле Виллиса:

(2.4)

Тогда, подставляя
полученное значение, имеем для
планетарного механизма редуктора
Джемсa:

=1+.
(2.5)

Аналогично можно
вывести формулы для определения
передаточных отношений механизмов,
изображенных на рис.2.б, рис.3, а и б:

— для схемы на
рис.2.б:
=1+
; (2.6)

— для схемы на
рис.3.а:
;
(2.7)

— для схемы на
рис.3.б:
=
. (2.8)

При назначении
чисел зубьев колес планетарной передачинеобходимо
учитывать ряд требований и условий,
важнейшие из которых следующие.

1. Числа зубьев
Z1,
Z2
должны быть целыми числами.

2. Сочетание чисел
зубьев колес должно обеспечивать
требуемое передаточное отношение Uпл
с допустимой
точностью ±3 % .

3. При отсутствии
специальных требований желательно
использовать в передаче нулевые колеса.
Это ограничение записывают в форме
отсутствия подреза зубьев: для колес
с внешними зубьями, нарезанными
стандартным инструментом, Zi
≥ Zmin=17;
для колес с внутренними зубьями – Zi
≥ Zmin=85.

4. Оси центральных
колес и водила Н планетарной передачи
должны лежать на одной
прямой для
обеспечения движения точек по соосным
окружностям (условие
соосности ).

5. При расположении
сателлитов в одной плоскости, т. е. без
смещения в осевом направлении, соседние
сателлиты должны быть расположены так,
чтобы между окружностями вершин
обеспечивался гарантированный зазор

(условие
соседства)
:

(
Z1+Z2)sin
>Z2+2,
(3.1)

где k
– число сателлитов.

6. Сборка нескольких
сателлитов должна осуществляться без
натягов так, чтобы зубья всех сателлитов
одновременно вошли во впадины солнечного
и корончатого колес:

,
(3.2)

где Z1
число зубьев центрального колеса,
k-число
сателлитов, р — число оборотов водила,
Сo-целое
число.

Рассмотрим порядок
синтеза планетарных механизмов,
представленных на рис. 2 и рис. 3.

Волновые моторы редукторы

Один из самых современных и высокотехнологичных типов этого оборудования. Волновой тип передачи, который сочетает в себе надежность зубчатой передачи с динамизмом гибких элементов, которые используются в его конструкции. Они имеют общепромышленной применение, отличаются легкостью и компактностью, а также возможностью получения большого передаточного числа при минимальном количестве движущихся частей.

К их преимуществам можно отнести:

  • возможность герметизировать агрегат, отделив его от двигателя, поэтому эти редукторы можно использовать в запыленных цехах или на взрывоопасных производствах;
  • хорошо работает при любых нагрузках, которые не превышают номинальную, одинаково крутит как в прямом, так и реверсивном направлении;
  • нормально работает при высоких и низких давлениях;
  • могут применяться на высокоточных машинах;
  • обладают очень хорошей плавностью хода.

К недостаткам можно отнести:

  • сниженную крутильную жесткость;
  • повышенную механическую напряженность гибких элементов, которые быстро выходят их строя при неправильной эксплуатации.

Для определения технических характеристик приведем такие два мотора:

Устройство и принцип работы кислородного редуктора

Прямое назначение редуктора – обеспечивать постоянное соотношение между входным давлением газа из баллона и выходным, рабочим, которое поступает на сварочную горелку.

Простейший кислородный редуктор состоит из следующих элементов:

  1. Запорной пружины.
  2. Впускного клапана.
  3. Толкателя.
  4. Мембраны.
  5. Нажимного диска.
  6. Нажимной пружины.

Впускной клапан является наиболее ответственным узлом кислородного редуктора. Он постоянно находится под влиянием двух усилий, действующих в противоположных направлениях. Одно из них создаётся исходным давлением кислорода, который находится в баллоне. Это давление стремится отжать запорную пружину вверх, и пропустить газовый поток к толкателю. Вместе с тем второе давление, от мембраны препятствует этому. В результате камера пониженного давления всегда поддерживается равновесие усилий, которые создаются запорной пружиной и мембраной, что обеспечивается настройкой редуктора. В принципе, устройство схоже с ацетиленовым редуктором.

Кислородный редуктор работает в следующей последовательности. При попытке поднять тарелку запорного клапана вверх сила, передаваемая на мембрану от нажимной пружины, стремится воспрепятствовать этому. Если рабочее давление кислорода уменьшить, то нажимная пружина начинает перемещаться вверх и перемещать в том же направлении мембрану. Толкатель преодолевает сопротивление запорной пружины и открывает входное отверстие для прохода газа, находящегося в кислородном баллоне. Расход кислорода соответственно увеличивается. И наоборот, при возрастании рабочего давления оно воздействует на толкатель, тот движется вниз, и производит перекрытие части входного отверстия. При правильно отрегулированном кислородном редукторе между этими двумя процессам постоянно поддерживается динамическое равенство.

Регулировка кислородного редуктора заключается в том, что силу натяжения нижней, нажимной пружины можно изменять. В большинстве случаев для этого используется винт с мелким шагом резьбы. Если этот винт вывёртывается, то натяжение пружины ослабевает, а рабочее давление кислорода снижается. При вворачивании винта давление увеличивается.

В комплект обычных редукторов, которые требуются для выполнения газосварочных работ входят два манометра. Один из них контролирует давление на входе в редуктор, а второй – давление после редуцирования.

Конструктивно кислородные редукторы производятся двух исполнений – прямого и обратного. В редукторах прямого давления исходный кислород, который поступает из баллона, стремится открыть клапан, а в редукторах обратного действия – закрыть его, прижав толкатель к седлу.

Зависимость давления кислорода в баллоне, который снабжён редуктором, изменяется по параболической зависимости: оно максимально в начальный период, а со временем понижается до уровня рабочего давления сварочного процесса (в таком случае редуктор фактически уже и не требуется). На практике редуктор обратного действия оказывается более работоспособным, поскольку может обеспечивать постоянство значений рабочего давления (независимо от исходного давления кислорода в баллоне) до полного опоражнивания баллона. В то же время кислородный редуктор прямого действия при полупустом баллоне рабочее давление понижает, поскольку нарушается соотношение сил, действующих на толкатель. Поэтому такие устройства нуждаются в постоянной регулировке сварщиком.

Цилиндрические двухступенчатые редукторы.

Цилиндрические двухступенчатые редукторы могут иметь развернутую (рис. 9…16) и соосную схему (рис. 17…21). При развернутой схеме оси всех валов редуктора могут быть расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 9); в наклонной плоскости (рис. 10), в плоскости параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 11), в плоскости, перпендикулярной основанию редуктора (рис. 13 быстроходный вал внизу, рис. 14 — быстроходный вал наверху). Кроме того, при развернутой схеме валы могут быть расположены перпендикулярно к основанию редуктора (рис. 16 — выходные концы валов направлены в одну сторону).

При соосной схеме оси валов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 17), и в плоскости, перпендикулярной основанию корпуса редуктора (рис. 18 промежуточный вал внизу, рис. 19 — промежуточный вал наверху). На рис. 20 показана соосная двухпоточная схема (оси валов расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора), на рис. 21 — соосная трехпоточная схема (промежуточные валы расположены равномерно по окружности).

Расчет конического редуктора

При проектировании конического редуктора необходимо определить его тип, размеры и технические характеристики исходя из требований и возможностей его эксплуатации на предприятии, а также экономичность его изготовления.

Далее будет описана последовательность расчета конического редуктора, для которого необходимо предварительно определить:

  • крутящий момент;
  • частоту вращения валов;
  • планируемый срок работы.

Чтобы выполнить расчет потребуется специализированная литература, содержащая таблицы коэффициентов и значений, а также знание определенных формул.

Последовательность действий при расчете конического редуктора:

  1. Определить передаточное число.

    U = nвх/nвых ; где

    nвх – частота вращения входного вала;

    nвых – частота вращения выходного вала.

  1. Вычислить количество зубьев.Для шестерни входного вала:

    Z1=22-9lgU

    Для шестерни выходного вала:

    Z2=Z1U

    Полученные значения округляют в большую сторону до стандартного.

  1. Вычислить фактического передаточное значение.

    Uф=Z1/Z2

  1. Определить КПД.Стандартное значение 0,96
  1. Произвести расчет мощности.Мощность на выходном валу:

    p = Tnвых/9550

    Мощность электродвигателя:

    рэл = р/КПД

    Т – крутящий момент.По таблицам следует выбрать электродвигатель с приближенной большей мощностью.

  1. Определить твердость шестерней и материал.

    НВ =7000×√(Т/dэл)

    где dэл— диаметр вала электродвигателя.

    Полученное число округлить в большую сторону кратно 10. Выбрать материал с подходящей твердостью и записать его пределы текучести и прочности.

  1. Произвести расчет допускаемых напряжений.Наибольшим нагрузкам при работе подвергается шестерня. Поэтому необходимо выяснить количество циклов нагружения на всем сроке эксплуатации механизма. Для этого определяем время его работы в часах:

    t = 365LKгод24Kсут

    где L – срок работы агрегата;

    Kгод– коэффициент загрузки в год;

    Kсут– коэффициент загрузки в сутки.

    Количество вращений шестерни:

    N = 60tnэлектродвигателя

    Допустимое значение контактной выносливости:

    δH×δH0/SH×KHL

    где δH0 — предельное значение контактной выносливости в МПа;

    SH – коэффициент запаса контактной прочности (равен 1,1);

    KFH — коэффициент долговечности.

    Допустимое значение выносливости на изгиб:

    δF×δF0/SF×KFL

    где δF0 — предельное значение выносливости на изгиб в МПа;

    SF – коэффициент запаса прочности на изгиб (равен 1,75);

    KFL — коэффициент долговечности.

  1. Рассчитать предварительный делительный диаметр зубчатого колеса.

    dпр = 18163√(1,2T/δ2нU)

  2. Вычислить предварительный модуль.

    mпр = dпр/Z1

    Полученный модуль уточнить по ГОСТу.

  1. Найти внешнее конусное расстояние.

    R = (m√(Z21+Z22))/2

  2. Найти диаметры вершин зубьев и делительных окружностей шестерни.dвнеш1 = mZ1;dвнеш2 = mZ2;dвер1 = dвнеш1+2mcosδ1;dвер2 = dвнеш2+2mcosδ2
  3. Вычислить ширину колеса.

    b = 0,285R

    Полученную ширину округлить в большую сторону до стандартного значения.

  1. Определить высоту зубьев.

    h = 2,2m

  2. Произвести расчет валов редуктора.

    D = 3√(T/0,2τ)

    где τ — допустимое значение касательного напряжения в МПа.

  1. Выбрать по размеру диаметров валов тип и размеры подшипников.
  2. Произвести расчет зубчатого колеса.
  3. Произвести расчет размеров корпуса.

Добиться необходимой прочности стенок корпуса агрегата и его деталей можно при помощи дополнительных ребер жесткости. Рекомендуется по возможности использовать пластмассы и другие легкие материалы, если это позволяют делать конструктивные возможности механизма. В целях экономии при создании редуктора следует выбирать материалы с более дешевой стоимостью, при условии, что это никак не скажется на его дальнейшей работе.

Конические редукторы нашли широкое применение на производстве. Несмотря на небольшие недостатки, они часто применяются в станках, поворотных механизмах и машинах. Использование таких агрегатов позволяет передать вращение под углом в 90 градусов, а также сделать реверс.

Основные характеристики редуктора

Таковыми являются: тип передачи, тип зацепления, КПД, передаточное отношение, величина передаваемой мощности (номинальный крутящий момент на тихоходном валу и максимальные окружные скорости зубчатых колёс), число ступеней редукции.

Классификация редукторов по ГОСТу

Прежде всего редукторы классифицируются по типам механических передач: цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые, спироидные и комбинированные.

Также редукторы можно классифицировать по типу корпусов, по способу охлаждения, по типам используемых подшипников, по скоростям вращения, передаточному числу; передаваемой мощности.

Корпуса редукторов

В серийном производстве широко распространены стандартизованные литые корпуса редукторов. Чаще всего в тяжёлой промышленности и машиностроении применяются корпуса из литейного чугуна, реже из литейных сталей. Когда требуется максимально облегчить конструкцию применяют легкосплавные корпуса. На корпусе редуктора чаще всего имеются места крепления — лапы и/или уши, за которые перемещают и/или крепят редукторы к основанию. На выходе валов располагают уплотнения для предотвращения вытекания масла. На корпусах редукторов зачастую располагают конструкционные элементы, предотвращающие увеличение давления внутри редуктора, возникающее от нагрева редуктора при его работе.

В штучном производстве широко используются сварные корпуса, позволяющие получать индивидуальные конструктивные решения.

Передаточное отношение

В дополнение к общему определению передаточного отношения, предполагающему отношение угловых скоростей ведущей и ведомого валов , в любом механическом редукторе на зубчатых колёсах таковое может быть подсчитано без замеров угловых скоростей по формулам, учитывающим число зубьев. Для определения передаточного отношения любого редуктора из двух взаимозацепленных зубчатых колёс, независимо от их формы и типа зацепления (цилиндрического, конического, гипоидного, червячного), верна формула вида где — число зубьев ведущего зубчатого колеса (число заходов червяка), а — число зубьев ведомого зубчатого колеса. Передаточное отношение планетарного редуктора определить таким образом также возможно, хотя оно не имеет единой формулы подсчёта, и для его определения по числу зубьев всегда надо понимать, какое звено планетарного редуктора является ведущим/ведомым/опорным, а также учитывать тип и форму конкретного планетарного механизма.

Общее передаточное отношение всех редукторов, задействованных в конкретной кинематической цепи, равно произведению их передаточных отношений.

Редуктор со ступенчатым изменением передаточного отношения называется коробкой передач, с бесступенчатым — вариатор.

Применение волнового редуктора

За ряд особенностей, недоступных другим механизмам такого типа, привод с волновым редуктором получил широкое распространение во многих отраслях промышленности. Такое устройство встречается:

  • в космонавтике и авиастроении;
  • в судостроении и на подводных лодках;
  • в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли;
  • на химическом производстве;
  • в атомных электростанциях;
  • в робототехнике и автоматизированных системах;
  • при добыче полезных ископаемых.

Герметичность устройства позволяет использовать его в сложных климатических условиях, в вакууме и под водой. Устойчивость к большим нагрузкам и сложным условиям работы нашло применение для этих аппаратов в атомной энергетике и местах с возможностью взрывов и землетрясений. Точность передаваемых движений позволяет использовать их в станках с числовым программным управлением. Высокий запас прочности и длительный срок эксплуатации позволяет использовать редуктор в любом производстве, внедрить его в технологический процесс, задействовать в работе конвейера, автоматизированных систем и другом оборудовании.

Простая конструкция позволяет собрать такой механизм своими руками, но, если цели использования предполагают применение редуктора в сложном технологическом процессе, стоит приобрести профессиональное оборудование. Его стоимость окажется существенно выше, но производитель дает гарантию на оборудование и выполнение им всех поставленных задач.

Волновые редукторы имеют множество преимуществ, за которые нашли повсеместное применение. Они обладают высоким коэффициентом полезного действия, множеством вариантов передаточных чисел, небольшими размерами, высокой точностью и плавной работой движущихся элементов. Высокая стоимость таких устройств в сравнении с другими редукторами, окупается в длительном сроке эксплуатации и недорогом обслуживании.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector