Загальнопромислові редуктори: правила вибору, установки, причини поломок і ремонт

Редуктор – механізм, що входить до складу приводу і використовується для зниження швидкості обертання валу при одночасному збільшенні крутного моменту. У комплектації перетворювачами потребують приводи всіх виробничих верстатів, насосів, транспортерів, елеваторів, конвеєрів та іншого промислового обладнання. Підбір типу редуктора залежить від умов його експлуатації.

З технічної точки зору редуктор представляє собою одну або кілька зубчастих передач, які взаємодіють між собою і знижують кількість обертів електродвигуна до необхідного показника. Працює пристрій за принципом Золотого правила, практично не змінюючи передану обертанням потужність, а тільки перетворюючи її складові (кутову швидкість і крутний момент). Від правильного вибору редуктора залежить продуктивність обладнання.

Редуктори, використовувані в промисловості, класифікуються за кількома параметрами:

• виду використовуваної передачі;
• кількості ступенів редукції;
• взаємного розташування осей вхідного і вихідного валів;
• способом кріплення.

У редукторних механізмах використовуються наступні види зубчастих передач:

• циліндрична;
• конічна;
• черв’ячна;
• планетарна;
• хвильова.

У сучасних моделях перетворювачів часто використовуються комбіновані передачі, що поєднують різні види зубчастих зачеплень.

Циліндричні редуктори – одна з найчисленніших груп передавальних механізмів. Зубчасті колеса, що входять до складу передачі, мають форму циліндра. За кінематичною схемою циліндричні редуктори діляться на прямолінійні і розгалужені, за профілем зуба – на прямозубі, косозубі і шевронні.

Перетворювачі з циліндричної передачею здатні передавати великі потужності без енергетичних втрат. ККД пристроїв досягає 95%. На передавальне відношення безпосередньо впливає кількість ступень передачі. Наприклад, у одноступінчастих моделей передавальне відношення становить від 1,5 до 10, а у триступеневих може досягати 60-400. Циліндричні редуктори здатні працювати при високих і нерівномірних навантаженнях, а також при будь-якому режимі, в тому числі з частими запусками і зупинками.

Цей тип перетворювачів популярний завдяки компактності, простоті монтажу і невисокій вартості. Передача в таких редукторах складається з двох елементів – гвинта з різьбленням (черв'яка) і черв'ячного колеса. Невелика кількість деталей в складі приводу скорочує витрати на ремонт.

Головна перевага черв'ячних перетворювачів – великі передавальні числа. Навіть при використанні одного ступеня передавальне відношення може досягати 100. Передаточне число залежить від кількості заходів черв'яка і зубів черв'ячного колеса. Завдяки конструкції черв'ячного зачеплення знижується рівень шуму і забезпечується плавність ходу механізму. Черв'ячним редукторам властива така характеристика, як самотогальмування. До недоліків пристроїв відноситься низький ККД і сильне нагрівання під час роботи.

Передача планетарних редукторів включає в себе три групи зубчастих коліс з різними ступенями свободи. Невеликі шестерні (сателіти) обертаються навколо своїх осей і одночасно навколо великої шестерні, яку називають сонячною. Велике зубчасте колесо з внутрішніми зубцями (епіцикл) знаходиться в зачепленні з сателітами. Крутний момент передається по прямій лінії.

Планетарні редуктори здатні реалізувати великі питомі потужності при високій здатності навантаження і компактних габаритах приводу. Пристрої відрізняються високим ККД (до 98%) і великим діапазоном передавальних чисел. Основна сфера використання перетворювачів – машинобудування.

Головна особливість конічних редукторів – кутова передача, що дозволяє змінювати систему обертання обладнання. Перетворювачі бувають двох типів – вузькі і широкі. У перших ширина зубчастого колеса дорівнює чверті зовнішньої конусної відстані, у других – 0,3-0,4 зовнішньої конусної відстані.

Конічні редуктори відрізняються компактністю, міцністю і здатністю витримувати великі потужності. Завдяки стійкості шестерні пристрої можна використовувати разом з асинхронними трифазними електродвигунами. Безшумна робота забезпечує комфортну експлуатацію. Недоліки перетворювачів з конічним типом передачі – висока вартість і дороге обслуговування.

Конструкція хвильових редукторів включає три основних елементи: генератор хвиль, жорстке і гнучке колесо. Генератор виконаний у вигляді шарикопідшипника, що має тонкі і гнучкі стінки. Після установки на еліптичну втулку він приймає форму еліпса. Гнучкий елемент – тонкостінне зубчасте колесо в формі циліндра. Жорсткий елемент – звичайне зубчасте колесо з внутрішніми зубцями.

Для хвильових редукторів характерно дуже велике передавальне число – до 320: 1. У одночасному зачепленні у них знаходиться велика кількість зубів. Пристрої відрізняються не тільки про простотою конструкції, але і високою надійністю, здатні працювати в агресивних середовищах.

Вибором промислового редуктора повинен займатися фахівець. Неправильно зроблені розрахунки можуть стати причиною передчасної поломки перетворювача і виходу з ладу обладнання. Основними параметрами для вибору редуктора є його тип, габарити, передавальне відношення і кінематична схема.

Для визначення габаритів перетворювача можна скористатися каталогом із зазначенням максимальних значень крутного моменту для кожного типорозміру. Момент діючого на перетворювач навантаження визначається за такою формулою:

М2 – вихідний момент на валу пристрою;

Р1 – потужність, що підводиться на швидкохідному валу;

Rd – ККД перетворювача;

n2 – частота обертання тихохідного вала.

Для визначення частоти обертання тихохідного вала необхідно знати передавальне відношення редуктора (i) і швидкість швидкохідного валу (n1). Для розрахунку використовується формула:

Сервіс-фактор sf – ще одна важлива характеристика, яку потрібно враховувати при підборі редуктора. Вона позначає відношення максимально допустимого моменту M2max до номінального моменту M2, який залежить від потужності двигуна:

Значення сервіс-фактора залежить від того, в яких умовах експлуатується редуктор:

• нормальне навантаження (до 60 запусків на годину) – sf = 1;
• середнє навантаження (до 150 запусків на годину) – sf = 1,5;
• важке ударне навантаження – sf = 2.

Кількість ступенів редуктора вибирається залежно від необхідного передавального числа. Якщо воно менше 6,3, буде досить одноступінчастої моделі. При значенні від 7,1 до 20 для пристроїв з евольвентною передачею і від 7,1 до 50 для перетворювачів з зачепленням Новікова необхідний двоступеневий редуктор. Щоб отримати передавальне число від 20 до 100, використовуючи евольвентне зачеплення, або від 50 до 200 з зачепленням Новікова, необхідна триступенева передача.

Перед тим, як почати монтаж редуктора, потрібно вивчити інформацію на його етикетці і переконатися, що вона відповідає параметрам обладнання, на який перетворювач буде встановлюватися. Монтажні поверхні і вали пристрої необхідно очистити від мастильних засобів і фарби за допомогою розчинника. Кінці валів, отвори і шпонки повинні бути чистими.

Якщо під час монтажу редуктор потрібно піднімати, для цього необхідно використовувати тільки спеціальні вушка. Для підйому всього вузла приводу в зборі їх використовувати не можна.

Для монтажу редуктора на лапи потрібно попередньо підготувати фундамент. Він повинен бути досить жорстким, але при цьому мати здатність гасити вібрації. Встановлювати перетворювач можна тільки в зазначеному монтажному положенні – максимальне відхилення може становити не більше 5 градусів. Всі монтажні поверхні повинні бути повноцінно задіяні. При необхідності можна використовувати прокладки. Редуктор кріпиться до жорсткого фундаменту за допомогою високоміцних болтів з класом міцності не нижче 8.8.

Процес установки насадних редукторів включає кілька етапів:

• очищення кінців валів перетворювача, вала веденого механізму, отворів редуктора і віддушини;
• розташування редуктора якомога ближче до підшипника веденого механізму;
• закріплення перетворювача на валу;
• установка упору (стопора повороту);
• фіксація корпусу упором;
• установка захисного огородження;
• заливання масла в редуктор.

Більшість редукторів поставляються без масла, тому на їх корпусі є застережливий ярлик. Відповідний тип мастильного матеріалу вказується на табличці. Заповнювати редуктор маслом потрібно до рівня, зазначеного на жезловому масломасловказнику. Надлишок масла, як і його недостатня кількість, може викликати перегрів перетворювача.

Своєчасне проведення технічного обслуговування й модернізації промислових редукторів дозволяє уникнути складних поломок механізмів і дорогого ремонту. Періодичне ТО черв'ячних і циліндричних перетворювачів включає такі види перевірок:

• контроль температури масла і місць розташування підшипників;
• контроль рівня масла і відсутності його протікання – проводиться перед кожним запуском при тривалій експлуатації перетворювача або щозміни при короткочасній роботі;
• контроль сторонніх шумів при їх виявленні редуктор відключається до з'ясування причини;
• заміна масла.

Першу заміну масла потрібно проводити через 100-150 годин роботи для черв'ячних і через 10-50 годин для циліндричних редукторів. Далі заміна мастильного матеріалу проводиться кожні 500-1000 годин роботи для черв'ячних перетворювачів і 1000-2000 годин для циліндричних. Проведення заміни потрібно фіксувати в журналі і паспорті обладнання.

Для промислових редукторів і мотор-редукторів встановлені такі види техобслуговування:

• ТО1 (кожні 500 годин) – очищення зовнішніх поверхонь, перевірка затяжки болтів і гайок, доливання масла, очищення дренажного отвору;
• ТО2 (кожні 2000 годин) – на додаток до робіт по ТО-1 перевіряються і, при необхідності, регулюються підшипники , Змінюється масло і манжети;
• ТО3 (кожні 4000 годин) – проводяться роботи по ТО2, а також змінюються і регулюються підшипники.

Для промивання редуктора потрібно використовувати гас або нев’язке масло. Обсяг рідини, що очищає повинен відповідати кількості масла, що заливається в перетворювач.

При першому запуску пристрою приблизно через 2-5 годин роботи потрібно відрегулювати підшипники, так як нарізні сполучення і ущільнювальні прокладки прироблюються. В черв'ячних редукторах необхідна підтяжка болтів притискних кришок підшипників, на циліндричних – регулювального гвинта заставної кришки.

Основні причини виходу з ладу промислових редукторів – надмірна вібрація і порушення правил експлуатації. Щоб уникнути повної зупинки обладнання, необхідно звертати увагу на будь-які збої в його роботі.

Основні ознаки несправності перетворювача і причини їх виникнення:

• нагрівання під час роботи – зниження рівня масла або використання невідповідного мастильного матеріалу, пошкодження або знос підшипників, висока температура в приміщенні, сильне забруднення корпусу;
• не обертається вихідний вал при працюючому двигуні – перерваний зв'язок між валами, апарат потребує ремонту;
• постійний шум під час роботи – потрапляння стороннього матеріалу в масло, пошкодження підшипників або дефект зубів;
• протікання масла – дефекти прокладок, засмічення дренажної віддушини, знос сальників;
• підвищена вібрація – помилки при монтажі, порушення співвісності, недостатня затяжка болтів, якими редуктор кріпиться до монтажної плиті, недостатня жорсткість фундаменту.

У каталозі компанії «Зевс» представлені різні типи промислових редукторів: циліндричні, черв'ячні, конічно-циліндричні, планетарні. Щоб підібрати відповідне пристрій і замовити його, ви можете скористатися допомогою наших менеджерів.