TLL Media | IndustryInfoBG | South-East European INDUSTRIAL Market | Български Технически Каталог | Енерджи ревю | Енерджи Инфо БГ | ТД ИНСТАЛАЦИИ | Екология & Инфраструктура
TLL Media ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ - СПИСАНИЕТО НА БЪЛГАРСКАТА ИНДУСТРИЯ
НАЧАЛО     ENGLISH
Търси
TLL Media
TLL Media
ИздателствотоЗа изданиетоАрхивАбонамент РекламаКонтактиПредстоящо
TLL Media
 

МЕХАНИЧНИ СИСТЕМИ

Инженеринг ревю » Сп. Инженеринг ревю - брой 9, 2013, декември
Червячни редуктори

Редукторите са механизми, предназначени да намаляват оборотите на въртене на двигателя, повишавайки въртящия момент без значителни загуби на мощност. Обикновено те се състоят от отделна предавка или от последователно свързани зъбни предавки и по този признак се делят на едностъпални и многостъпални. Редукторите се различават и в зависимост от вида на използваните предавки.

В конструкцията на червячните редуктори е включена червячна предавка. За по-големи предавателни отношения приложение намират едно- и двустъпалните червячни редуктори, както и комбинирани такива, изпълнени от последователно свързани различни по вид предавки - цилиндрични, конусни и червячни.

Червячни предавки
Червячните предавки са вид зъбни предавки с кръстосани най-често под ъгъл 90° геометрични оси, чиито елементи са червячен винт (червяк) и червячно зъбно колело. Червякът представлява ротационно тяло, по околната повърхнина на което са нарязани навивки.

Може да се разглежда като зъбно колело с винтови зъби, броят на които отговаря на броя на ходовете му. Червячното колело представлява зъбно колело с наклонени зъби, чиято геометрия съответства на навивките на червяка. Според формата на червяка в осово сечение червячните предавки биват с цилиндричен и с глобоиден червяк (фиг. 1а, б).

В зависимост от вида на винтовата повърхнина цилиндричните червяци биват еволвентни, конволютни и архимедови. При еволвентния червяк (по БДС 12256-78 се означава с Z1) профилът на навивките в челното сечение е част от кръгова еволвента. Двете страни на навивките се обработват на струг с два трапецовидни ножа, установени съответно под и над линията на центрите (“под” и “над център”).

Конволютният червяк (означава се с ZN) се нарязва с нож с трапецовиден профил, който е установен по такъв начин (завъртян на ъгъл g спрямо оста), че горната му равнина е перпендикулярна на навивката. При нарязването на навивките се получава винтова повърхнина, чието челно сечение представлява кривата конволюта (удължена или скъсена кръгова еволвента).

При по-малки мощности най-разпространени са червячните предавки с цилиндричен архимедов червяк, които предават движение между валове, чиито оси са кръстосани под 90°. Архимедовият червяк (означава се със ZA) представлява винт с трапецовидна резба с ъгъл на изкачване g и профилен ъгъл, който за стандартните червяци е 2a = 40°. Сечението на навивките му с равнина, перпендикулярна на оста (т. нар. челно сечение), представлява кривата архимедова спирала.

Архимедовият червяк се изработва на струг с нож с трапецовиден профил, установен “на център”. С по-висока производителност са методите за нарязване с модулна фреза на фрезова машина и вихровата обработка с въртяща се ножова глава.

Червячното колело се нарязва по правило с червячна фреза, която има същите геометрични данни, както червяка на предавката, но е с по-високи зъби за създаване на радиалната хлабина. При нарязването заготовката на колелото и фрезата извършват такива относителни движения, каквито имат колелото и червяка при съвместната им работа.

Според броя на ходовете червяците биват: едноходови, двуходови и многоходови. Червяци с повече от 5 хода не се използват.
Глобоидният червяк е винт с променлива стъпка, който е нарязан върху повърхнината на тор.

Поради това, че навивките обхващат по-голяма дъга от зъбите на колелото, предавката с глобоиден червяк се характеризира с по-голяма товароносимост и по-висок к. п. д., но се изработва трудно, чувствителна е към грешки при изработване и монтаж.

В редукторите се използват и други високоредуциращи червячни предавки. Те представляват хиперболоидни пространствени зацепвания на различни типове зъбни колела: тип Spiroid е със зацепване на колело с конусен червяк, тип Helicon - на цилиндричен червяк с конусно колело, тип Wildhaber – на цилиндрично колело с глобоиден червяк. Тези предавки изискват нестандартен инструмент, висока точност на изработка и монтаж и все още имат ограничено приложение.

Използвани материали за червячната двойка
Червяците се изработват от стомана (45, 50, 40ХН, 60 и др.) и се закаляват до висока твърдост HRC 45...55. При отговорни предавки се използват цементуеми стомани 15Х, 20Х и др. с твърдост след закаляване HRC 56...62, като навивките се шлифоват и полират. Конструктивно най-често червякът се изработва като едно цяло с вала.

Червячното колело обикновено е съставно, като зъбният венец се изработва от антифрикционни материали, например калаен бронз CuSn10, aуминиево-железен бронз CuAl9Fe3 или от сив чугун СЧ20, СЧ25 и се свързва с пресова връзка към стоманена или чугунена главина.

При работа на червячната предавка се получават загуби от триене в зацепването, в лагерите и от разпръскване на маслото, но най-съществени са загубите в зацепването. К. п. д. на зацепването hz1,2 при предаване на движение и мощност от червяка към колелото се определя от зависимостта за к. п. д. на двигателната резба: hz1,2 = tgg/tg(g + r'), Тук r' е приведеният ъгъл на триене, който за стоманен червяк и бронзово или чугунено колело, съответно, е r' » 3о до 6о.

Ако е необходимо червячната предавка да притежава свойството самозадържане, т. е. движението да се предава само от червяка към колелото, а не и обратно, необходимо условие е g < r'. Самозадържането е важна характеристика за товароподемните устройства, например асансьори, като при изключване на двигателя товарът остава да виси на въжето, което е намотано на барабан или преминава през шайба, свързана с червячното колело.
Пълният к. п. д. на предавката h = 0,7...0,8 е значително по-нисък от този на другите видове зъбни предавки. Самозадържащите предавки имат още по-нисък к. п. д.

Товароносимост на червячната предавка
В червячната предавка действат периферни, радиални и осови сили, които натоварват зъбите, валовете и лагерите на предавката. Обикновено по-слаб елемент се явява зъбът на колелото, като най-често срещаните повреди на цилиндричните червячни предавки са питинг, износване и задиране на зъбите.

Това се дължи на големите скорости на плъзгане в червячното зацепване. За намаляване на износването навивките на червяка се закаляват и шлифоват, вземат се мерки за сигурно смазване и за филтриране на маслото, избират се материали с високи антифрикционни качества. Сравнително рядко се получава счупване на навивка от червяка или на зъб на колелото, обикновено след значителното му износване.

От най-честите повреди произлизат и критериите за работоспособност на червячните предавки, а именно: питинг и износване на зъбите на колелото, които зависят от контактното напрежение sН; огъване (счупване) от умора на зъбите на червячното колело, което зависи от допустимото напрежение на огъване; деформация от провисване на червячния вал, която не трябва да бъде по-голяма от 0,004 m за закалени червяци и 0,010 m за подобрени червяци; загряване на червячната предавка.

При проектното изчисляване на червячната предавка в зависимост от допустимото контактно напрежение се определя ориентировъчно междуосовото разстояние аw и при отчитане на условието за коравина на червяка може да се определи модулът на зацепването от зависимостта: m = (1,5...1,7) аw / z2.

Прави се и проверка на огъване на зъбите на колелото по формулата sF2 »1,5Ft2 /b2m Ј sFP, където Ft2 е периферната сила, b2 - широчината на колелото, а sFP е допустимото напрежение на огъване, което зависи от материала, дълготрайността и характера на натоварването на предавката; за калаен бронз sFP = 60...90 МРа.

Tехнически характеристики
При червячните предавки обикновено задвижващ е червякът и предавателното отношение i се определя чрез броя на зъбите на червячното колело z2 и броя на ходовете на червяка z1 или i = z2 /z1. Основен геометричен параметър (габаритен размер) на червячните редуктори е междуосовото разстояние аw, което е стандартизирано: аw = 25, 30, 40, 50, 63, 75, 90, 110, 130, 150, 180 mm.

Повечето едностъпални червячни редуктори с цилиндричен червяк се конструират за i = 8 до 100, (в отделни случаи в уредостроенето до 500). Броят на ходовете на червяка z1 = 1...4 се избира в зависимост от i по такъв начин, че броят на зъбите на червячното колело z2 да се получи от 30 до 80.

Предимствата на редукторите с червячни предавки са: компактност - възможност за получаване на голямо предавателно отношение само чрез два елемента; плавна и безшумна работа; възможност за самозадържане при g < 6°. Като конструктивно предимство се счита и кръстосаното на 90° положение на входящия и изходящия вал.

Това се явява удобство в случаите, когато няма възможност (например по изискванията за габарити или компановка) да се разположи съосен или редуктор с успоредни валове. Като техни недостатъци обикновено се посочват: нисък к. п. д., което води до загряване; по-сложна изработка; използване на скъпи цветни метали за изработване на колелото, повишеното му износване и склонност към задиране.

Червячните редуктори предимно се използват за прекъсната работа при малки мощности (от 0,06 до 8...10 kW, и много рядко до 60 kW) в машиностроенето и уредостроенето, битовата и градинска техника, хранително-вкусовата, химическата и преработвателната промишленост, за задвижвания на асансьори, транспортьори, в металорежещите машини, делителни механизми, в предавката на някои транспортни средства.

Тенденции в развитието на червячните редуктори
У нас се предлага голям избор на качествени червячни редуктори и мотор-редуктори с общо или специфично приложение, произведени  от български или чужди фирми. В редукторите се използват архимедови, а все по-често конволютни и хиперболоидни червячни предавки. Съвременните конструкции са с алуминиеви тела, а за по-големите типоразмери – от чугун.

Червячният вал обикновено се изработва от закалена легирана стомана, като се шлифова и полира. Кухият вал се предлага като стандартно изпълнение. Гамата редуктори позволява голям брой варианти като плътен вал, втори вход, конусно-ролкови лагери на червячното колело, изходящ фланец, единично или двойно удължен вал, ограничител на въртящия момент през кухия вал, ръчно задвижване. Редукторите могат да се монтират чрез фланец, „на лапи” или с реактивна опора.

Предлагат се и специални изпълнения на редуктори с червячен вал и две червячни колела, които имат два изходящи вала със синхронно въртене. Тези редуктори могат да бъдат сглобени с електрически двигатели или механични вариатори, за което имат фиксиран фланец с размери, които отговарят на изискванията и спецификациите на IEC. Произвеждат се и двустъпални редуктори, които представляват комбинация от два последователно свързани червячни редуктора.

Такъв редуктор има много ниска ефективност (к. п. д.), но фактът, че може да бъде получено значително намаляване на скоростта при изключително редуцирано пространство прави това решение много интересно, а понякога и незаменимо.

За смазване на червячните редуктори се използват синтетични и минерални масла по ISO VG320 за температури от -25 до +50 °С или ISO VG460 за температури от -5 до +40 °С. Обикновено се препоръчва след 10 000 работни часа маслото да бъде сменено.

Фирмите, произвеждащи червячни редуктори и мотор-редуктори, предлагат електронни каталози за избор и софтуер за 2D и 3D модели на задвижването. На български език има и програми за избор, сравнение и оптимизация на изделията от фирмената номенклатура.



Етикети:   червячни редуктори   червячни предавки  

« Назад

Noark
IFP
 
TLL Media
Уеб дизайн            © 2014 TLL Media        Начало   |   Права за ползване   |   XML    
TLL Media
TLL Media