Расчет и выбор редуктора


Расчет и выбор редуктора

От правильности выбора редуктора во многом зависит не только его надежность, но и долговечность. Ошибки при расчете и выборе редуктора неизбежно 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. Для тех кто желает получить больше информации по расчету различных приводов и редукторов мы рекомендуем обратиться на сайты студентов МАТИ и МВТУ им. Баумана.Выбор любого редуктора осуществляется в три этапа: 1. Выбор типа редуктора2. 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 редукторов2) Коэффициент полезного действия- наиболее высокий - у планетарных и одноступенчатых цилиндрических редукторах- наиболее низкий - у червячных, особенно двухступенчатыхЧервячные редукторы предпочтительно использовать в повторно-кратковременных режимах эксплуатации3) Материалоемкость для одних и тех же значений крутящего момента на тихоходном валу- наиболее высокая - у конических- наиболее низкая - у планетарных одноступенчатых4) 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 характеристик2.1. 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 Fвыхи входного вала F <>вх;2.2. При выборе габарита редуктора производиться расчет следующих параметров: 1) Передаточное числоU= 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 редуктораТрасчтребх Креж, (2)гдеТтреб- требуемый крутящий момент на выходном валу, Нхм (исходные данные, либо формула 3)Креж– коэффициент режима работыПри известной мощности двигательной установки:Ттреб= (Ртребх U х 9550)/ nвх, (3)гдеРтреб - мощность двигательной установки, кВтnвх - частота вращения входного вала редуктора (при условии что вал двигательной установки напрямую без дополнительной передачи передает вращение на входной вал редуктора), об/минU – передаточное число редуктора, формула 1Коэффициент режима работы определяется как произведение коэффициентов:Для зубчатых редукторов:Креж1х К2х К3х КПВх Крев(4)Для червячных редукторов:Креж1х К2х К3х КПВх Кревх Кч(5)гдеК1– коэффициент типа и характеристик двигательной установки, таблица 2К2– коэффициент продолжительности работы таблица 3К3– коэффициент количества пусков таблица 4КПВ– коэффициент продолжительности включений таблица 5Крев– коэффициент реверсивности , при нереверсивной работе Крев=1,0 при реверсивной работе Крев=0,75Кч– 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 редуктораFвых. расч= Fвыхх Креж, (6)гдеFвых- радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала (исходные данные), НКреж- коэффициент режима работы (формула 4,5) 3. Параметры выбираемого редуктора должны удовлетворять следующим условиям: 1)Тном> Трасч, (7)гдеТном– номинальный крутящий момент на выходном валу редуктора, приводимый в данном каталоге в технических характеристиках для каждого редуктора, НхмТрасч- расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2), Нхм2)Fном> Fвых. расч(8)гдеFном– 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)Рвх. расч< Ртермх Кт, (9)гдеРвх. расч– расчетная мощность электродвигателя (формула 10), кВтРтерм– термическая мощность, значение которой приводится в технических характеристиках редуктора, кВтКт- температурный коэффициент, значения которого приведены в таблице 6Расчетная мощность электродвигателя определяется:Рвх. расч=( Твыхх nвых)/(9550 х КПД), (10)гдеТвых- расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2), Нхмnвых- частота вращения выходного вала редуктора, об/минКПД- коэффициент полезного действия редуктора,А) Для цилиндрических редукторов:- одноступенчатых - 0,99- двухступенчатых - 0,98- трехступенчатых - 0,97- четырехступенчатых - 0,95Б) Для конических редукторов:- одноступенчатых - 0,98- двухступенчатых - 0,97В) 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.ПРИМЕР ВЫБОРА РЕДУКТОРА Кинематическая схема

Транспортер для сыпучих материаловТребуемый крутящий момент на выходном валу Ттреб, = 1800 НхмАсинхронный электродвигатель nвх, =1500 об/минОбороты на выходном валу редуктора nвых= 40 об/минРабота непрерывная, нереверсивная, толчки средней силыРадиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала Fвых= 5000 НСредняя ежесуточная работа 7 часовКоличество включений в час до 10Продолжительность включений с нагрузкой, ПВ 100 %Условия окружающей среды: температура до 30oС, условия отвода тепла – естественное охлаждение воздухом окружающей средыВыбор типа редуктораИсходя из расположения осей входного и выходного вала в пространстве, выбираем цилиндрический горизонтальный редуктор. Крепление редуктора на фундамент. Вариант сборки редуктора 12. Выбор габарита редуктора1) Передаточное число редуктора (формула 1)U = 1500/40= 37,5По таблице 1 выбираем передаточное отношение редуктора 40. Это передаточное отношение имеют редукторы 1Ц2У, РМ, РЦД, Ц2, 1Ц3У, Ц3У…(Н), Ц3Н2) Определим коэффициент режима работы (формула 4)Креж= 1,0 х 1,0 х 1,2 х 1,0 х 1,0 = 1,23) Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2)Трасч= 1800 х 1,2 = 2160 Нхм4) Расчетная радиальная консольная нагрузка (формула 6)Fвых. расч= 5000 х 1,2 = 6000 Н5) Исходя из соблюдения условия формулы 7,8, наиболее эффективно использование в данном приводе редуктора 1Ц2У-200-40-12 со следующими характеристиками: Тном= 2500 Нхм; Fном= 12500 Н.

Выбор редуктора по климатическим условиям

Обозначение климата

Категория размещения

t 0 C - воздуха для категории размещения

У-умеренныйТ-тропическийУХЛ-умеренно-холодный

1-открытый воздух2-под навесом3-нерегулярно отапливаемое помещение1-открытый воздух2-под навесом3-нерегулярно отапливаемое помещение4-жилое помещение

-45o С …+40o С-15o С …+50o С+1o С …+45o С

 
Оригинал текста доступен для загрузки на странице содержания