Редукторы 1 к 40 с расстоянием червячной пары 63 мм
Редукторы с передаточным отношением 1:40 и межосевым расстоянием червячной пары 63 мм: технические характеристики, применение и подбор
Червячные редукторы с передаточным отношением 1:40 и межосевым расстоянием червячной пары 63 мм представляют собой широко распространенный типоразмер в линейке цилиндрическо-червячных (ЧЦУ) и чисто червячных (Ч) редукторов. Межосевое расстояние (aw) 63 мм является ключевым геометрическим параметром, определяющим габариты, моментные характеристики и область применения агрегата. Данные редукторы относятся к категории механизмов общего машиностроительного применения средней мощности и находят применение в различных отраслях промышленности.
Конструктивные особенности и принцип действия
Редуктор с aw=63 мм и передаточным числом i=40 основан на червячной передаче, часто в составе двухступенчатой схемы. Первая ступень – червячная, вторая – цилиндрическая (для моделей ЧЦУ). Червяк (винт) изготавливается из закаленной стали, а червячное колесо – из литейной оловянистой бронзы (БрО10Ф1, БрО5Ц5С5) или безоловянистых аналогов (БрА9Ж3Л) для снижения коэффициента трения и повышения износостойкости. Вал червяка обычно расположен под редуктором (нижнее расположение), что обеспечивает эффективное смазывание зацепления при стандартном монтаже. Корпус выполняется из чугуна (СЧ20) или алюминиевых сплавов. Уплотнения валов – манжетного типа, с возможностью установки лабиринтных или торцевых уплотнений для тяжелых условий. Смазка – жидкая индустриальная масла (ISO VG 220, 320), залитая в корпус.
Основные технические характеристики
Для редукторов данного типоразмера с i=40 параметры могут варьироваться в зависимости от производителя, конструкции (одно- или двухступенчатый) и назначения. Ниже приведены усредненные данные.
| Параметр | Значение / Диапазон | Примечание |
|---|---|---|
| Межосевое расстояние червячной пары, aw | 63 мм | Основной параметр типоразмера |
| Номинальное передаточное отношение, iном | 40 | Фактическое значение может иметь небольшое отклонение |
| Номинальный крутящий момент на выходном валу, T2 | 120 – 250 Н·м | Зависит от режима работы и ресурса |
| Допускаемая радиальная нагрузка на выходной вал, Fr | 5000 – 7000 Н | На расстоянии, равном половине диаметра вала |
| КПД (коэффициент полезного действия) | 0.78 – 0.85 | Для червячно-цилиндрических редукторов (ЧЦУ) |
| Диапазон частот вращения входного вала, n1 | до 3000 об/мин | Рекомендуемая рабочая частота 1500-2000 об/мин |
| Масса (без масла) | 12 – 18 кг | Зависит от материала корпуса и конструкции |
| Степень защиты корпуса (IP) | IP55, IP65 | Стандартная защита от пыли и струй воды |
Области применения
Редукторы данного типоразмера используются в приводах, требующих значительного снижения частоты вращения и увеличения крутящего момента в компактном корпусе.
- Приводы ворот и шлагбаумов: Обеспечивают необходимое усилие для перемещения створок.
- Конвейерные системы: Приводы роликовых, ленточных и цепных транспортеров средней длины и нагрузки.
- Оборудование для пищевой промышленности: Мешалки, дозаторы, элеваторы, где требуется точность и надежность.
- Системы вентиляции и кондиционирования: Приводы заслонок и шиберов.
- Упаковочное и полиграфическое оборудование: Передачи с циклическим режимом работы.
- Приводы поворотных механизмов: В манипуляторах, поворотных столах, антенных установках.
- Требуемый выходной крутящий момент (T2потр): Рассчитывается исходя из нагрузки на исполнительном механизме с учетом запаса прочности (коэффициента службы Ks ≥ 1.15-1.5). Номинальный момент редуктора T2ном должен быть больше или равен T2потр.
- Режим работы (S1-S10): Определяется по продолжительности включения (ПВ%) и количеству пусков в час. Для продолжительного режима S1 подходит номинальный момент. Для повторно-кратковременных режимов необходим учет тепловой мощности.
- Коэффициент эксплуатации (Ke): Учитывает тип нагрузки (равномерная, умеренные толчки, сильные толчки), количество стартов/стопов в час.
- Схема монтажа и исполнение валов: Определяется способ крепления редуктора (лапы или фланец) и тип выходного вала (цилиндрический, полый, с шпонкой или шестигранником).
- Контроль уровня и периодическая замена масла: Первая замена – после 300-400 часов обкатки, последующие – каждые 8000-10000 часов работы или не реже одного раза в 2 года. Используются масла типа ISO VG 220, 320.
- Проверка состояния уплотнений: Визуальный контроль на отсутствие течей.
- Контроль температуры корпуса: В нормальном режиме температура не должна превышать 80-85°C.
- Регулировка подшипников и червячной пары: Проводится при появлении повышенного люфта или шума.
Критерии выбора и расчет
Подбор редуктора 1:40 с aw=63 мм осуществляется на основе следующих параметров:
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечности редуктора. Необходимо обеспечить соосность валов редуктора и двигателя/рабочей машины с использованием гибких муфт, компенсирующих несоосность. Основание должно быть жестким и ровным. При монтаже запрещается наносить ударные нагрузки по корпусу или валам.
Обслуживание включает:
Сравнение с редукторами других типоразмеров и типов передач
| Тип редуктора / aw | Передаточное число | Преимущества | Недостатки | Предпочтительная область |
|---|---|---|---|---|
| Червячный 1:40, aw=63 мм | 40 | Компактность, большое передаточное число на одной ступени, самоторможение, плавность хода. | Сравнительно низкий КПД, нагрев при длительной работе. | Приводы с непостоянной нагрузкой, средним моментом. |
| Червячный 1:30, aw=63 мм | 30 | Более высокий КПД, меньший нагрев. | Меньшее передаточное число. | Приводы, где важнее КПД, чем максимальное снижение скорости. |
| Цилиндрический 2-х ступенчатый | ~40 | Высокий КПД (0.95-0.97), высокая нагрузочная способность, лучший теплоотвод. | Большие габариты и масса, отсутствие самоторможения. | Приводы с постоянной интенсивной нагрузкой, длительным режимом работы. |
| Планетарный редуктор | 40 | Высокий КПД, компактность, большая нагрузочная способность. | Более высокая стоимость, сложность конструкции. | Высоконагруженные приводы с ограниченным монтажным пространством. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Обладает ли редуктор 1:40 с aw=63 мм эффектом самоторможения?
Да, червячная передача при определенных условиях обладает свойством самоторможения, когда обратная передача движения с колеса на червяк невозможна из-за большого угла трения. Для передачи 1:40 это свойство, как правило, присутствует (КПД менее 0.5), но не является абсолютным и зависит от конкретных условий (износ, смазка, вибрация). Для ответственных применений, где необходимо гарантированное удержание нагрузки, следует использовать дополнительный тормоз.
Как правильно подобрать электродвигатель к данному редуктору?
Подбор осуществляется по требуемой выходной мощности редуктора. Мощность двигателя Pдв (кВт) рассчитывается по формуле: Pдв = (T2 n2) / (9550 η), где T2 – требуемый выходной момент (Н·м), n2 – частота вращения выходного вала (об/мин), η – КПД редуктора (например, 0.82). Для редуктора с i=40 при n2=35 об/мин и T2=200 Н·м потребуется двигатель мощностью примерно Pдв = (200 35) / (9550 0.82) ≈ 0.89 кВт. Выбирается ближайший стандартный двигатель, например, 1.1 кВт.
Какое масло и в каком объеме необходимо заливать в редуктор?
Объем масла для редуктора aw=63 мм составляет примерно 0.8 – 1.2 литра, точное значение указано в паспорте изделия. Рекомендуемые марки масел: индустриальные масла вязкостью по ISO VG 220 или VG 320 (например, Mobil Gear 630, Shell Omala 220). В условиях низких температур (ниже -10°C) старта можно использовать полусинтетические масла с низкой температурой застывания. Уровень масла контролируется через смотровое окно или щуп.
Что означает обозначение, например, ЧЦУ-63-40?
Это условное обозначение по отечественной классификации: ЧЦУ – Червячно-Цилиндрический Универсальный; 63 – межосевое расстояние червячной пары в мм; 40 – номинальное передаточное число. Аналогичные обозначения могут быть Ч-63-40 (одноступенчатый червячный) или РЧУ-63-40 (редуктор червячный универсальный). У импортных аналогов (SEW, Nord, Bonfiglioli) своя система маркировки, основанная на типоразмерной сетке.
Какой ресурс у редуктора данного типоразмера?
Номинальный расчетный ресурс при работе в номинальном режиме, с правильным монтажом и обслуживанием, составляет не менее 10 000 часов. Для червячного колеса ресурс часто выражается в миллионах циклов нагружения и напрямую зависит от нагрузки: при работе с моментом, составляющим 70-80% от номинального, ресурс может превышать 25 000 часов. Критическим фактором является износ зубьев червячного колеса и старение масла.
Можно ли использовать редуктор в вертикальном положении вала?
Да, но это требует специального исполнения. В стандартном горизонтальном исполнении (валами в одну сторону) при вертикальном монтаже возможны проблемы со смазкой нижних подшипников и зацепления. Для вертикального монтажа необходимо заказывать редуктор с соответствующим конструктивным исполнением (например, с дополнительными маслоуловительными канавками, смазкой подшипников консистентной смазкой или специальной системой смазки), что должно быть отражено в его обозначении.
Заключение
Редукторы с передаточным отношением 1:40 и межосевым расстоянием 63 мм являются надежным и сбалансированным решением для широкого спектра промышленных задач, требующих получения средних крутящих моментов при значительном снижении скорости. Их выбор должен основываться на точном расчете нагрузочных характеристик, учете режима работы и условий эксплуатации. Правильный монтаж, использование рекомендованных смазочных материалов и соблюдение регламента технического обслуживания являются ключевыми факторами для достижения полного расчетного ресурса и безотказной работы агрегата в составе привода.