Редуктор – устройство работы, маркировка, назначение и классификация

Редукторы классифицируются:

• по типу передачи;

• по числу ступеней;

• по типу зубчатых колес

Принцип работы и устройство редуктора

Функционирование устройства такого типа основано на передаче вращательного усилия от одного вала к другому посредством зубчатых элементов, установленных неподвижно. Изменяя показатели угловой скорости и оборотов, оно увеличивает тягу, которая передается на исполнительный механизм с выходного вала. Чтобы лучше понять, для чего нужен редуктор, следует подробно разобраться с особенностями его конструкции и функционирования. 

Детальное описание принципа работы и устройства редуктора

Стандартная конструкция редуктора включает защитный корпус с установленными внутри парами зацеплений (передачами), состоящих из шестерни и зубчатого колеса. Эти детали или фиксируются неподвижно на валах, или сразу изготавливаются с ними как единое целое. 

Главная передача всегда представлена быстроходной шестерней, связанной с двигателем, и определяет эксплуатационные параметры всего узла. Дополнительно в состав редуктора могут входить паразитные шестерни, которые меняют направление движения колеса с сохранением крутящего момента. 

В нижней части корпуса обычно имеется отверстие для слива отработанного масла и измерения уровня смазочного вещества с помощью щупа или глазка. Также в стандартную комплектацию узла входят крышки, комплект уплотнителей и подшипники. 

Принцип работы редуктора базируется на тяговой силе зуба, которая крутит ведомую шестерню посредством передачи усилия на зубчатую поверхность расположенного рядом колеса. Результатом процесса является уменьшение скорости вала с сохранением линейной скорости зацеплений. 

При непарном количестве передач ведомое колесо вращается в противоположной траектории относительно ведущего. Если число зацеплений четное, все валы крутятся в одну сторону. Чтобы изменить направление вращения с сохранением остальных параметров, используют паразитку. 

Маркировка редукторов

Современные виды редукторов различаются между собой по широкому спектру параметров. Для обозначения их типа и характеристик используется специальная буквенно-цифровая маркировка. 

Первой всегда идет цифра, которая обозначает общее количество передач. Данный параметр определяется числом зацеплений, у которых передаточное число превышает значение 1. 

Далее может следовать обозначение специальных параметров, например, «В» для редуктора с вертикальной установкой или «Б» для быстроходной модели. 

Следующим в маркировке идет обозначение типа передачи: 

• Ч – червячная; 

• Ц – цилиндрическая;

• К – коническая;

• П – планетарная;

• В – волновая;

• Г – глобоидная. 

Комбинированные редукторы обозначаются двумя буквами, начиная с типа первой передачи: 

• ЦЧ – цилиндрически-червячный;

• КЦ – конически-цилиндрический;

• ЧЦ – червячно-цилиндрический. 

Также в состав стандартной маркировки входит величина передаточного числа, климатическое исполнение, дистанция между валами, форма хвостовика выходного вала и ГОСТ, в соответствии с которым изготовлен механизм. 

Расшифровка условного обозначения маркировки редуктора 1ЦУ-200-2,5-23-К-УЗ:

• 1ЦУ - тип редуктора (цилиндрический одноступенчатый горизонтальный);

• 200 -  межосевое расстояние тихоходной ступени, мм;

• 2,5 - номинальное передаточное число

• 23 -  вариант сборки (два выхода тихоходного вала и одного – быстроходного)

• К - исполнение конца выходного вала (конический);

• У3 - климатическое исполнение (умеренное) и категория размещения (крытое помещение с естественной вентиляцией).

Технические параметры

Основное назначение редуктора определяется формой и габаритами корпуса, а также основными рабочими характеристиками. Их правильное определение влияет на возможность использования устройства в составе того или иного оборудования. 

Рассмотрение технических параметров редукторов

Главными критериями выбора устройств данного типа являются: 

• количество пар зацепления;

• массогабаритные параметры;

• передаточное число;

• особенности расположения;

• крутящий момент; 

• передаточное отношение. 

Ключевое значение для редуктора имеет передаточное число. Оно отражает количество оборотов, которое совершает ведомое звено относительно ведущего, и определяет остальные рабочие характеристики. Передаточное число рассчитывается по специальной формуле сначала для каждой пары зацепления, а затем – общее для всех передач. 

При определении этого значения обязательно учитывают, из чего состоит редуктор. В моделях с зубчатыми передачами расчет ведут с учетом соотношения диаметра или количества зубьев каждого звена. В редукторах червячного и цилиндрического типа данный параметр определяется соотношением количества заходов червяка и числа зубьев на поверхности ведомого колеса. При расчете значения для цепных моделей учитывают диаметр звездочек и количество зубьев. 

Передаточное отношение

Данный показатель определяет соотношение величины крутящего момента на выходе и входе устройства. То есть, он показывает, насколько уменьшается или увеличивается скорость и тяговая сила при его передаче через редуктор. 

Объяснение понятия передаточного отношения

Данный параметр рассчитывается на основе формулы, связывающей угловые скорости и тяговую силу ведомого и ведущего колес. Как правило, он соответствует общей величине передаточных чисел всех передач. Чем выше значение, тем больше передаточное отношение. 

Для обозначения этого параметра используются соотношения чисел, например, 1:3 или 10:1. Первая цифра показывает количество оборотов, которое необходимо совершить входному валу для одного полного поворота выходного. Второе число имеет обратное значение. Оно показывает количество оборотов выходного вала, которое происходит за одно проворачивание входного. 

Оптимальное передаточное отношение выбирается с учетом того, для чего нужен редуктор. То есть, под конкретные условия и задачи. Если для работы оборудования важна большая скорость, нужно выбирать модель с малым значением. Для случаев, когда необходимо значительно увеличить тяговое усилие, подойдет механизм с большим передаточным отношением.

Правильный выбор этого параметра имеет огромное значение. Ведь именно передаточное отношение определяет эффективность и точность работы редуктора, а также его долговечность.

Климатическое исполнение редукторов

Конструкции редукторов различного климатического исполнения не имеют существенных отличий и направлены сугубо на эксплуатационную составляющую, а именно подбор масла. Исключение составляют механизмы для тропических регионов, где применяются специализированные манжеты, которые не теряют своих свойств при длительном воздействии высоких температур.

Существует 7 видов климатического исполнения редукторов:

1. У - умеренное. Для эксплуатации оборудования в районах с умеренным климатом.

2. ХЛ - холодное. Для оборудования. которое может применяться в регионах с температурой до -60 °С.

3. УХЛ - сочетание умеренного и холодного. Для оборудования, которое будет работать в диапазоне температур +40/-60 °С.

4. Т- тропическое. Для редукторов. которые эксплуатируются диапазоне температур +40/+1 °С. Корпус оборудования дополнительно покрывается жаропрочной краской.

5. О - общий район суши. Не допускается присутствие предельно низких температур.

6. М- морское. Оборудование может быть покрыто дополнительным слоем антикоррозионной обработки для сохранения эксплуатационных свойств в условиях повышенной влажности.

7. В - все районы. Универсальный вид, может эксплуатироваться в любом климате, кроме мест, где наблюдаются предельно низкие температуры.

Цифры после климатического исполнения в маркировке характеризуют категорию размещения. Их всего пять вариантов:

1. Эксплуатация редуктора на открытом воздухе.

2. Применение механизма под навесом (идет защита только от осадков).

3. Использование оборудования в крытых помещениях, где предусмотрена только естественная вентиляция.

4. Оборудование работает в крытом помещении с отоплением.

5. Пространств, где нет отопления и присутствует высокий уровень влажности.

При подборе редуктора стоит учитывать, что каждому климатическому исполнению с категорией размещения соответствует определенный диапазон рабочих температур.