Редуктор: устройство и классификация

Редуктор – механизм, главная задача которого заключается в преобразовании крутящего момента, передаваемого от двигателя на выходной вал. В результате невысокий крутящий момент и высокая угловая скорость преобразуются в более низкую скорость при условии понижения частоты вращения.

Существуют различные виды редукторов, конструктивные отличия в которых определяют их эффективность и сферу применения. В числе наиболее часто встречаемых: цилиндрические, конические, червячные. Наиболее востребованным вследствие наибольшего КПД является цилиндрический редуктор. Он отличается от прочих разновидностей тем, что зацепление происходит за счет цилиндрической зубчатой передачи. Свое название редукторы цилиндрические получили за счет аналогичной формы зубчатых колес, которые применяются в конструкции. Частота производства редукторов данной конфигурации объясняется простым принципом работы, широким диапазоном передаваемых мощностей, надежностью и долговечностью.

Устройство и конструктивные особенности редуктора

Устройство редуктора предусматривает наличие корпуса, в котором зафиксированы ключевые элементы передачи – валы, подшипники, зубчатые колеса, уплотнения. Корпуса в целях повышения удобства обслуживания изготавливают разъемными. Количество валов и зубчатых передач варьируется, исходя из требуемого передаточного отношения редуктора, передаваемого вращающего момента, направления вращения выходного вала и других факторов. В работе все механизмы редуктора непрерывно смазываются маслом. В некоторых случаях применяется принудительный насос, который устанавливается внутрь редуктора. Также для продления срока службы их оснащают различными системами очистки и масляного охлаждения.

Принцип работы редукторов

Принцип работы редуктора базируется на передаче вращательного момента от одного вала другому путем взаимодействия зубчатых колес, которые неподвижно зафиксированы на них. От привода на входной вал посредством муфты или другого соединительного элемента поступает крутящий момент, при этом он вместе с закрепленным на нем зубчатым колесом начинает вращаться. Посредством цилиндрической передачи усилие передается от колеса входного вала к колесу, которое находится с ним в зацеплении. Колеса могут быть разного диаметра и с разным числом зубьев. Каждое из них совершает различное число оборотов. Меньшее колесо вращается ровно на столько раз больше, во сколько раз его диаметр меньше диаметра большого колеса. Если меньшее колесо является ведущим, то крутящий момент передачи увеличивается, что провоцирует потерю скорости. Таким образом, крутящий момент постепенно передается с входного вала на промежуточный, а далее на выходной вал (если речь идет о двухступенчатом редукторе).

Сфера применения редуктора

Благодаря высоким техническим характеристикам и эксплуатационным свойствам редукторы широко применяются в различных отраслях промышленности. Механизмы выступают неотъемлемой частью конструкции строительной техники – кранов, мешалок. Используются редукторы и в деревообрабатывающих станках, экструдерах для вторичной переработки сырья.

Редукторы планетарного типа встречаются в устройствах и механизмах, где необходима передача больших крутящих моментов. Они удовлетворяют строжайшим критериям долговечности и надежности, активно применяются на предприятиях энергетического комплекса и заводах по нефтепереработке, в отопительных системах, винтовых компрессорах, генераторных установках.

Встречаются редукторы и в электроинструментах и бытовой технике. Редукторы входят в конструкцию миксеров, кухонных комбайнов, стиральных машин, дрелей и болгарок.

Преимущества цилиндрических редукторов

На фоне прочих видов редукторов цилиндрический тип выделяется перечнем впечатляющих достоинств:

• Высоким КПД, как уже было отмечено выше.
• Солидной нагрузочной способностью: при соответствующих размерах такие редукторы передают большую мощность с мизерными потерями.
• Незначительный люфт выходного вала: кинематическая точность цилинрических редукторов выше, чем у червячных.
• Небольшой нагрев из-за высокого КПД: энергия не рассеивается, а поступает от источника к потребителю.
• Отсутствие самоторможения: любой цилиндрический редуктор допускает проворачивание выходного вала.
• Стабильная работа при неравномерных нагрузках и частых пусках-остановках: эта особенность объясняет применение данного типа механизмов в приводах измельчителей, дробилок, шредеров и прочих установок с пульсирующими нагрузками.
• Высокая надежность.
• Длительный срок службы.

Как выбрать редуктор?

Устройство редуктора определяет его сферу применения. От грамотности выбора зависит не только надежность работы механизма, но и долговечность оборудования в целом. Чтобы подобрать редуктор, следует произвести тщательные расчеты. Это не под силу человеку несведущему, поэтому лучше доверять решение проблемы опытному специалисту-конструктору. Он учтет фактор расположения редуктора в пространстве, условия его эксплуатации, температуру нагрева в процессе передачи вращательного момента. Самостоятельные попытки подобрать механизм чреваты его преждевременным выходом его из строя и финансовыми потерями. Как показывает практика, верно подобранная модель гарантирует срок службы не менее 8 лет для червячных и 12–16 лет для цилиндрических редукторов.