Новости от компании

24.08.2010

Пользоватся нашим сайтом стало еще удобнее.


17.08.2010

С 14.08.10 начался активный выход компании TRANSTECNO в Россию.


09.08.2010

Закажите новый каталог мотор-редукторов: (351) 771-59-10 или mail@tpkred.ru


Все новости

ТПК Редуктор / 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 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 =Ттреб 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:
Креж=К1 х К2 х К3 х КПВ х Крев     (4)
 
            Для червячных редукторов:
Креж=К1 х К2 х К3 х КПВ х Крев х Кч     (5)
           
            где
            К1 – коэффициент типа и характеристик двигательной установки, таблица 2
            К2 – 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. 
 
ПРИМЕР ВЫБОРА РЕДУКТОРА
Кинематическая схема
 
Транспортер для сыпучих материалов
Требуемый крутящий момент на выходном валу Ттреб, = 1800 Нхм
Асинхронный электродвигатель nвх, =1500 об/мин
Обороты на выходном валу редуктора nвых = 40 об/мин
Работа непрерывная, нереверсивная, толчки средней силы
Радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала F вых = 5000 Н
Средняя ежесуточная работа 7 часов
Количество включений в час до 10
Продолжительность включений с нагрузкой, ПВ 100 %
Условия окружающей среды: температура до 30oС, условия отвода тепла – естественное охлаждение воздухом окружающей среды
 
 
Выбор типа редуктора
Исходя из расположения осей входного и выходного вала в пространстве, выбираем цилиндрический горизонтальный редуктор. Крепление редуктора на фундамент. Вариант сборки редуктора 12.
Выбор габарита редуктора
1) Передаточное число редуктора (формула 1)
                U = 1500/40= 37,5
По таблице 1 выбираем передаточное отношение редуктора 40. Это передаточное отношение имеют редукторы 1Ц2У, РМ, РЦД, Ц2, 1Ц3У, Ц3У…(Н), Ц3Н
2) Определим коэффициент режима работы (формула 4)
 Креж= 1,0 х 1,0 х 1,2 х 1,0 х 1,0 = 1,2
3) Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2)
 Трасч = 1800 х 1,2 = 2160 Нхм
4) Расчетная радиальная консольная нагрузка (формула 6)
Fвых.расч = 5000 х 1,2 = 6000 Н
5) 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.
Версия для печати