Что такое редуктор? Характеристики. Виды.
В настоящее время сотни миллионов редукторов работают на повышение эффективности на суше, в воде и воздухе во всем мире. Редукторы применяются уже не один десяток лет в различных областях техники и приборостроения, однако, наибольшее распространение, редукторы получили в автомобильной промышленности при производстве узлов и агрегатов автомобилей.
Ответить на вопрос «Что такое редуктор?» поможет данная статья. Мы постарались по-максимуму осветить теоретические аспекты понятия «редуктор».
Большая советская энциклопедия определяет редуктор как механизм, который входит в приводы различных машин, и который служит для снижения угловых скоростей ведомого вала для повышения крутящего момента.
Редуктор, также, является устройством для снижения и поддержания постоянного давления рабочей среды, например, газа, пара или жидкости на выходе из ёмкости с высоким давлением (баллона), при этом выполняющим функции запорного и предохранительного клапана. Редукторы устанавливаются в аппаратах газовой сварки, в сатураторах, хлораторах воды и др., и используются в различных аппаратах для осуществления таких дополнительных операций, как смешение, подогрев и охлаждение.
Многообразие сфер применения редукторов обусловило появление огромного количества его разновидностей. В зависимости от сферы применения и конструктивных особенностей выделяют: общепромышленные редукторы и мотор-редукторы. Выделяют, также, и другие разновидности: турборедуктор, мультипликатор (вариатор), конический, цилиндрический, червячный, волновой, планетарный редуктор.
Однако, в любом редукторе, главными характеристиками служат: коэффициент полезного действия (КПД), передаточное отношение, мощность, угловые скорости валов, количество ступеней или передач.
Итак, рассмотрим некоторые виды редукторов подробнее.
Мотор-редуктор – это сложная конструкция, которая представляет собой систему, состоящую из двух элементов: двигателя и, непосредственно, редуктора (Рисунок 1.)Используется мотор-редуктор в тех механизмах, в которых не требуется чрезмерно точное позиционирование. Конструктивно, в мотор-редукторе могут быть использованы червячные, цилиндрические или планетарные редукторы. Так, например, червячный мотор-редуктор предполагает использование, в своей конструкции, червячной передачи. Такой мотор-редуктор обладает относительно бесшумной работой и сравнительно небольшими размерами.
Рисунок 1. Мотор-редуктор
В редукторах используются зубчатые передачи, червячные передачи и цепные передачи, которые также могут применяться в различных сочетаниях одновременно, например, червячные и зубчатые, цепные и зубчатые и др. Существуют комбинированные приводы, в которых редукторы компонуют с вариатором.
Цилиндрический редуктор - такая конструкция редуктора является одной из самых популярных. Цилиндрические редукторы используются для изменения скорости вращения при передаче крутящего момента (Рисунок 2). Такие редукторы активно применяются в современных узлах и механизмах общепромышленного назначения.
Рисунок 2. Цилиндрический редуктор.
Цилиндрические редукторы представлены одно-, двух- и трехступенчатыми модификациями. Такие редукторы надежны и долговечны, поэтому, обладающие цилиндрическими редукторами машины и оборудование, выносливы и производительны.
Червячный редуктор – конструкция такого редуктора использует передачу, обладающую резьбой с червячным профилем (Рисунок 3). Механизм червячного редуктора является превосходным решением для передачи крутящего момента между двумя перпендикулярными осями. Так, например, Червячный редуктор используется в рулевом управлении механических транспортных средств, таких, как автомобили. Достоинством червячного редуктора является возможность получения большого передаточного числа в одной ступени (от 80 до нескольких сотен). Червячные редукторы бесшумны, обладают плавностью хода, а также, не требуют использования тормозных механизмов благодаря возможности самостоятельного торможения при достижении определенных передаточных чисел.
Рисунок 3. Червячный редуктор.
Комбинированный редуктор - данный тип редукторов - это совокупность нескольких конструктивных решений, включающая в себя разные виды передач объединенных в одном корпусе. Комбинированный редуктор относится к ряду наиболее практичных редукторов. Он выгодно отличается от других типов редукторов хорошими эксплуатационными характеристиками, при небольших габаритах, а также относительно невысокой ценой. К редукторам комбинированного типа относят: цилиндро-червячные редукторы (Рисунок 4), коническо-цилиндрические и др.
Рисунок 4. Цилиндро-червячный редуктор.
Коническо-цилиндрический редуктор - конструктивно включает в себя одну коническую и несколько цилиндрических передач (Рисунок 5). Использование коническо-цилиндрического редуктора оправдано в случаях, когда ось вала подвода перпендикулярно пересекается с осью вала отбора мощности. Коническо-цилиндрический редуктор, в зависимости от специфики эксплуатации, может быть изготовлен в вертикальном или горизонтальном исполнении. В первой ступени конические колеса, как правило, имеют зубья с криволинейным профилем, поскольку именно на эту ступень приходятся максимальные (до 60 тыс. об/мин) линейные и угловые скорости. В подобных случаях, зубья с плавным профилем не могут обеспечить плавность хода. Несомненными преимуществами конструкции коническо-цилиндрического редуктора являются достаточно высокий КПД, износостойкость и долговечность.
Рисунок 5. Коническо-цилиндрический редуктор.
Планетарный редуктор - один из типичнейших представителей механических редукторов. В основе конструкции такого редуктора лежит использование планетарной передачи, которая преобразует крутящий момент при помощи нескольких зубчатых шестерен, которые взаимодействуя с центральной шестернёй, изменяют скорость вращения на выходе (Рисунок 6).
Рисунок 6.
Планетарный редуктор также называют дифференциальным. В таком редукторе может использоваться как одна, так и несколько планетарных передач (Рисунок 7).
Рисунок 7. Планетарный редуктор.
На сегодняшний день, редукторы широко распространены во всех сферах промышленности и народного хозяйства. Любая строительная, дорожная, землеройная, карьерная техника оснащается стандартными и специальными редукторами. Редукторы интегрируются как в гусеничный, так и в традиционный колесный привод; благодаря этому, специальные машины, эксплуатируемые в сложных условиях, имеют большой клиренс.
Используемое в лесной отрасли и сельском хозяйстве оборудование, такое, как транспортеры, погрузчики, приводы подъемников, поворотные механизмы и многое другое, должно соответствовать самым строгим критериям надежности, эффективности и долговечности. Именно поэтому, редукторы в этих механизмах, а также в оборудовании для горнорудной и добывающей сферы характеризуются максимальной выносливостью и способностью работать продолжительное время в режиме интенсивной эксплуатации.
Редукторы планетарной конструкции подходят для работы в устройствах и механизмах, в которых осуществляется передача очень больших крутящих моментов. Редукторы, удовлетворяющие самым жестким критериям долговечности и надежности, применяются на предприятиях энергетики и нефтепереработки в отопительных системах, вентиляторах, винтовых компрессорах, генераторных установках.
Редукторы, также, нашли применение в пищевой промышленности, особенно в тех механизмах, где реализуются циклы с высоким крутящим моментом при низких оборотах. Это такие механизмы, как мельницы, экструдеры, мешалки, спиральные морозильные аппараты.
В бытовой технике и электрооборудовании, в составе которого имеются электродвигатели, также применяются редукторы, как понижающие и регулирующие обороты устройства. Невозможно представить без редукторов конструкцию миксеров, стиральных машин, кухонных комбайнов, болгарок, дрелей.
Редукторы - необходимая и незаменимая часть очистных сооружений, насосных систем, вентиляционного оборудования.
