Резиновые напольные покрытия!

Расчет и выбор (Российская методика) – редуктор червячный

Редуктор червячный — один из классов механических редукторов. Редукторы классифицируются по типу механической передачи. Винт, который лежит в основе червячной передачи, внешне похож на червяка, отсюда и название.
Мотор-редуктор – это агрегат, состоящий из редуктора и электродвигателя, которые состоят в одном блоке. Мотор-редуктор червячный создан для того, чтобы работать в качестве электромеханического двигателя в различных машинах общего назначения. Примечательно то, что данный вид оборудования отлично работает как при постоянных, так и при переменных нагрузках.
В червячном редукторе увеличение крутящего момента и уменьшение угловой скорости выходного вала происходит за счет преобразования энергии, заключенной в высокой угловой скорости и низком крутящем моменте на входном валу.

Ошибки при расчете и выборе редуктора могут привести к преждевременному выходу его из строя и, как следствие, в лучшем случае к финансовым потерям.

Поэтому работу по расчету и выбору редуктора необходимо доверять опытным специалистам-конструкторам, которые учтут все факторы от расположения редуктора в пространстве и условий работы до температуры нагрева его в процессе эксплуатации. Подтвердив это соответствующими расчетами, специалист обеспечит подбор оптимального редуктора под Ваш конкретный привод.

Практика показывает, что правильно подобранный редуктор обеспечивает срок службы не менее 7 лет — для червячных и 10-15 лет для цилиндрических редукторов.

Выбор любого редуктора осуществляется в три этапа:

1.       Выбор типа редуктора

2.       Выбор габарита (типоразмера) редуктора и его характеристик.

3.       Проверочные расчеты 

1. Выбор типа редуктора

1.1 Исходные данные:

Кинематическая схема привода с указанием всех механизмов подсоединяемых к редуктору, их пространственного расположения относительно друг друга с указанием мест крепления и способов монтажа редуктора.

1.2 Определение расположения осей валов редуктора в пространстве.

Цилиндрические редукторы:

Ось входного и выходного вала редуктора параллельны друг другу и лежат только в одной горизонтальной плоскости – горизонтальный цилиндрический редуктор.

Ось входного и выходного вала редуктора параллельны друг другу и лежат только в одной вертикальной плоскости – вертикальный цилиндрический редуктор.

Ось входного и выходного вала редуктора может находиться в любом пространственном положении при этом эти оси лежат на одной прямой (совпадают) – соосный цилиндрический или планетарный редуктор.

Коническо-цилиндрические редукторы:

Ось входного и выходного вала редуктора перпендикулярны друг другу и лежат только в одной горизонтальной плоскости.

Червячные редукторы:

Ось входного и выходного вала редуктора может находиться в любом пространственном положении, при этом они скрещиваются под углом 90 градусов друг другу и не лежат в одной плоскости – одноступенчатый червячный редуктор.

Ось входного и выходного вала редуктора может находиться в любом пространственном положении, при этом они параллельны друг другу и не лежат в одной плоскости, либо они скрещиваются под углом 90 градусов друг другу и не лежат в одной плоскости – двухступенчатый редуктор.

1.3 Определение способа крепления, монтажного положения и варианта сборки редуктора.

Способ крепления редуктора и монтажное положение (крепление на фундамент или на ведомый вал приводного механизма) определяют по приведенным в каталоге техническим характеристикам для каждого редуктора индивидуально.

Вариант сборки определяют по приведенным в каталоге схемам. Схемы «Вариантов сборки» приведены в разделе «Обозначение редукторов».

 

1.4 Дополнительно при выборе типа редуктора могут учитываться следующие факторы

      1) Уровень шума

  • наиболее низкий - у червячных редукторов
  • наиболее высокий - у цилиндрических и конических редукторов

      2) Коэффициент полезного действия

  • наиболее высокий - у планетарных и одноступенчатых цилиндрических редукторах
  • наиболее низкий - у червячных, особенно двухступенчатых

Червячные редукторы предпочтительно использовать в повторно-кратковременных режимах эксплуатации

      3) Материалоемкость для одних и тех же значений крутящего момента на тихоходном валу

  • наиболее высокая - у конических
  • наиболее низкая - у планетарных одноступенчатых

      4) Габариты при одинаковых передаточных числах и крутящих моментах:

  • наибольшие осевые - у соосных и планетарных
  • наибольшие в направлении перпендикулярном осям – у цилиндрических
  • наименьшие радиальные – к планетарных.

      5) Относительная стоимость руб/(Нм) для одинаковых межосевых расстояний:

  • наиболее высокая - у конических
  • наиболее низкая – у планетарных

2. Выбор габарита (типоразмера) редуктора и его характеристик

2.1. Исходные данные

Кинематическая схема привода, содержащая следующие данные:

  • вид приводной машины (двигателя);
  • требуемый крутящий момент на выходном валу Ттреб, Нхм, либо мощность двигательной установки Ртреб, кВт;
  • частота вращения входного вала редуктора nвх, об/мин;
  • частота вращения выходного вала редуктора nвых, об/мин;
  • характер нагрузки (равномерная или неравномерная, реверсивная или нереверсивная,  наличие и величина перегрузок, наличие толчков, ударов, вибраций);
  • требуемая длительность эксплуатации редуктора в часах;
  • средняя ежесуточная работа в часах;
  • количество включений в час;
  • продолжительность включений с нагрузкой, ПВ %;
  • условия окружающей среды (температура, условия отвода тепла);
  • продолжительность включений под нагрузкой;
  • радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала F вых и входного вала F вх;

2.2. При выборе габарита редуктора производиться расчет следующих параметров:

      1) Передаточное число

U= nвх/nвых        (1)

Наиболее экономичной является эксплуатация редуктора при частоте вращения на входе менее 1500 об/мин, а с целью более длительной безотказной работы редуктора рекомендуется применять частоту вращения входного вала менее 900 об/мин.

Передаточное число округляют в нужную сторону до ближайшего числа согласно таблицы 1.

По таблице отбираются типы редукторов удовлетворяющих заданному передаточному числу.

      2) Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора

Трасч треб х Креж ,   (2)

            где

            Ттреб - требуемый крутящий момент на выходном валу, Нхм (исходные данные, либо формула 3)

            Креж – коэффициент режима работы

 

            При известной мощности двигательной установки:

Ттреб= (Ртреб х U х 9550 х КПД)/ nвх , (3)

            где

            Ртреб - мощность двигательной установки, кВт

            nвх - частота вращения входного вала редуктора (при условии что вал двигательной установки    напрямую без дополнительной передачи передает вращение на входной вал редуктора), об/мин

            U – передаточное число редуктора, формула 1

            КПД - коэффициент полезного действия редуктора

 

            Коэффициент режима работы определяется как произведение коэффициентов:

            Для зубчатых редукторов:

Креж1 х К2 х К3 х КПВ х Крев     (4)

            Для червячных редукторов:

Креж1 х К2 х К3 х КПВ х Крев х Кч     (5)

            где

            К1 – коэффициент типа и характеристик двигательной установки, таблица 2

            К– коэффициент продолжительности работы таблица 3

            К3 – коэффициент количества пусков таблица 4

            КПВ – коэффициент продолжительности включений таблица 5

            Крев – коэффициент реверсивности , при нереверсивной работе Крев=1,0 при реверсивной работе Крев=0,75

            Кч – коэффициент, учитывающий расположение червячной пары в пространстве. При расположении червяка под колесом Кч = 1,0, при расположении над колесом Кч = 1,2. При расположении червяка сбоку колеса Кч = 1,1. 

      3) Расчетная радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора

Fвых.расч = Fвых х Креж ,     (6)

            где

            F вых - радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала (исходные данные), Н

            Креж - коэффициент режима работы (формула 4,5)

 

3. Параметры выбираемого редуктора должны удовлетворять следующим условиям:

     1)   Тном  > Трасч,      (7)

            где

            Тном – номинальный крутящий момент на выходном валу редуктора, приводимый в данном каталоге в технических характеристиках для каждого редуктора, Нхм

            Трасч - расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2), Нхм

 

     2)     Fном  > Fвых.расч           (8)

            где

            Fном – номинальная консольная нагрузка в середине посадочной части концов выходного вала редуктора, приводимая в технических характеристиках для каждого редуктора, Н.

            Fвых.расч  - расчетная радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора (формула 6), Н.

 

     3)     Р вх.расч < Р терм х Кт , (9)

            где

            Р вх.расч – расчетная мощность электродвигателя (формула 10), кВт

            Р терм – термическая мощность, значение которой приводится в технических характеристиках редуктора, кВт

            Кт - температурный коэффициент, значения которого приведены в таблице 6

 

Расчетная мощность электродвигателя определяется:

            Р вх.расч=( Твых х nвых)/(9550 х КПД),         (10)

            где

            Твых - расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2), Нхм

            nвых - частота вращения выходного вала редуктора, об/мин

            КПД - коэффициент полезного действия редуктора,

       А) Для цилиндрических редукторов:

  • одноступенчатых - 0,99
  • двухступенчатых - 0,98
  • трехступенчатых - 0,97
  • четырехступенчатых - 0,95

       Б) Для конических редукторов:

  • одноступенчатых - 0,98
  • двухступенчатых - 0,97

       В) Для коническо-цилиндрических редукторов – как произведение значений конической и цилиндрической частей редуктора.

       Г) Для червячных редукторов КПД приводиться в технических характеристиках для каждого редуктора для каждого передаточного числа. 

 

Купить редуктор червячный, узнать стоимость редуктора, правильно подобрать необходимые компоненты и помочь с вопросами, возникающими во время эксплуатации, Вам помогут менеджеры нашей компании. 

 

Таблица 1

Тип редуктора Диапазон передаточных чисел
Цилиндрический одноступенчатый

2...6,3

Цилиндрический двухступенчатый

8...50

Цилиндрический трехступенчатый

31,5...200

Червячный одноступенчатый

8...80

Червячный двухступенчатый

100...4000

Коническо-цилиндрический одноступенчатый

6,3...28

Коническо-цилиндрический двухступенчатый

28...180

 

Таблица 2

Ведущая машина

Генераторы, элеваторы, центробежные компрессоры, равномерно загружаемые конвейеры, смесители жидких веществ, насосы центробежные, шестеренные, винтовые, стреловые механизмы, воздуходувки, вентиляторы, фильтрующие устройства.

Водоочистные сооружения, неравномерно загружаемые конвейеры, лебедки, тросовые барабаны, ходовые, поворотные, подъемные механизмы подъемных кранов, бетономешалки, печи, трансмиссионные валы, резаки, дробилки, мельницы, оборудование для нефтяной промышленности.

Пробойные прессы, вибрационные устройства, лесопильные машины, грохот, одноцилиндровые компрессоры.

Оборудование для производства резинотехнических изделий и пластмасс, смесительные машины и оборудование для фасонного проката.

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

 

Таблица 3

Ежедневное пользование, ч/сут

< 2

< 8

< 16

> 16

K2

0,9

1,0

1,12

1,25

 

Таблица 4

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

 

 

Таблица 5

ПВ %

100

60

40

25

15

KПВ

1,0

0,90

0,80

0,70

0,67

 

Таблица 6

Способ

охлаждения

Температура окружающей среды, Со

Продолжительность включения, ПВ %.

100

80

60

40

25

Редуктор без

постороннего

охлаждения. 

10

1,12

1,34

1,57

1,79

2,05

20

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

30

0,88

1,06

1,23

1,41

1,58

40

0,75

0,9

1,05

1,21

1,35

50

0,63

0,76

0,88

1,01

1,13

Редуктор со спиралью водяного охлаждения.

10

1,1

1,32

1,54

1,76

1,98

20

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

30

0,9

1,08

1,26

1,44

1,62

40

0,85

1,02

1,19

1,36

1,53

50

0,8

0,96

1,12

1,29

1,44