Редукторы серии R с межосевым расстоянием тихоходной ступени 87 мм: технические характеристики, конструкция и применение
Редукторы серии R (цилиндрические горизонтальные одно- и двухступенчатые) с межосевым расстоянием тихоходной ступени 87 мм представляют собой компактные, унифицированные агрегаты, спроектированные для общего машиностроительного применения. Данный типоразмер является одним из базовых в линейке, обеспечивающим оптимальный баланс между габаритами, передаваемым крутящим моментом и стоимостью. Межосевое расстояние тихоходной ступени (обозначаемое как awt2 = 87 мм) является ключевым геометрическим параметром, определяющим размеры корпуса, колес и в целом мощность редуктора.
Конструктивные особенности и исполнения
Редукторы данного типоразмера изготавливаются в соответствии с ГОСТ 20373-94, ISO 6336 и другими отраслевыми стандартами. Конструктивно они представляют собой литой чугунный корпус (реже – сварной стальной), внутри которого размещены пары цилиндрических зубчатых колес с косозубым или шевронным зацеплением. Косозубое зацепление обеспечивает плавность хода и повышенную нагрузочную способность по сравнению с прямозубым.
Основные исполнения для типоразмера awt2=87 мм:
- 1Ц2У (R1) – двухступенчатый редуктор с развернутой схемой. Быстроходная и тихоходная ступени расположены в одной горизонтальной плоскости. Классическая, наиболее распространенная компоновка.
- 1Ц2Н (RN) – двухступенчатый редуктор с соосным расположением входного и выходного валов. Достигается за счет раздвоенной быстроходной ступени (с шевронными или косозубыми колесами, установленными симметрично). Позволяет упростить компоновку привода.
- 1Ц3У (R1+R2) – трехступенчатый редуктор, представляющий собой комбинацию двух двухступенчатых корпусов (например, с awt1=40 мм и awt2=87 мм). Обеспечивает большие передаточные числа.
- Для колес: Сталь 40Х, 40ХН, 38ХМ, 34ХНМ. Твердость после улучшения (закалка+отпуск) обычно составляет 269-302 HB. Для повышения нагрузочной способности зубья часто подвергают поверхностной закалке ТВЧ до твердости 48-55 HRC с последующим шлифованием.
- Для шестерен (особенно быстроходных): Используются более легированные стали (20Х, 20ХНМ, 18ХГТ) с последующей цементацией или нитроцементацией зубьев. Глубина науглероженного слоя составляет 0.8-1.2 мм, твердость поверхности 58-62 HRC. Это обеспечивает высокую контактную и изгибную прочность.
- Приводы ленточных и цепных конвейеров средней мощности.
- Смесительное и дозирующее оборудование (бетоносмесители, миксеры).
- Приводы норий, шнеков и скребковых транспортеров в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
- Вентиляторные установки средней производительности.
- Приводы технологических насосов (центробежных, шестеренных).
- Оборудование для деревообработки (пилорамы, подающие механизмы).
- Требуемого крутящего момента на выходном валу (T2): Рассчитывается исходя из нагрузки на рабочей машине с учетом коэффициента запаса (Kзап = 1.15-1.5).
- Необходимого передаточного числа (u): Определяется требуемым снижением частоты вращения от электродвигателя к исполнительному механизму.
- Режима работы (S1 – продолжительный, S3 – периодический, S5 – с частыми пусками): Влияет на расчетный коэффициент долговечности и выбор редуктора по каталожной мощности.
- Способа монтажа и исполнения: Определяется компоновкой узла (горизонтальное/вертикальное расположение, наличие фланца на входном/выходном валу, тип смазки).
- 1Ц2У – Тип: цилиндрический, двухступенчатый, с развернутой схемой.
- 87 – Межосевое расстояние тихоходной ступени, мм.
- 12.5 – Номинальное передаточное число.
- 23 – Вариант сборки (определяет расположение отверстий для смазки, вид хвостовиков валов).
- У3 – Климатическое исполнение (умеренный климат) и категория размещения (для работы в закрытых помещениях).
Основные технические параметры и размеры
Ключевые характеристики редукторов определяются не только межосевым расстоянием тихоходной ступени, но и передаточным числом, которое задает соотношение межосевых расстояний быстроходной (awt1) и тихоходной (awt2) пар. Для awt2=87 мм стандартный ряд передаточных чисел (u) и соответствующие им межосевые расстояния быстроходной ступени приведены в таблице.
Таблица 1. Стандартный ряд передаточных чисел для редукторов с awt2=87 мм
| Номинальное передаточное число, u | Межосевое расстояние быстроходной ступени, awt1 (мм) | Диапазон крутящих моментов на выходном валу, T2 (Нм)* | Пример условного обозначения редуктора |
|---|---|---|---|
| 8 | 40 | 630 — 800 | 1Ц2У-87-8-23-У3 |
| 10 | 40 | 630 — 800 | 1Ц2У-87-10-23-У3 |
| 12.5 | 50 | 900 — 1100 | 1Ц2У-87-12.5-23-У3 |
| 16 | 50 | 900 — 1100 | 1Ц2У-87-16-23-У3 |
| 20 | 63 | 1400 — 1700 | 1Ц2У-87-20-23-У3 |
| 25 | 63 | 1400 — 1700 | 1Ц2У-87-25-23-У3 |
| 31.5 | 71 | 1800 — 2200 | 1Ц2У-87-31.5-23-У3 |
| 40 | 71 | 1800 — 2200 | 1Ц2У-87-40-23-У3 |
*Значения крутящего момента приведены ориентировочно и зависят от режима работы (S1, S5), материала колес (сталь 40Х, 20ХНМ и т.д.), твердости зубьев и производителя.
Габаритные и присоединительные размеры
Для монтажа и интеграции в привод необходимо знать основные габаритные и посадочные размеры. Они стандартизированы, но могут иметь незначительные вариации у разных производителей. Типовые размеры для редуктора 1Ц2У с awt2=87 мм и передаточным числом u=20 (awt1=63 мм) приведены в таблице.
Таблица 2. Типовые габаритные и присоединительные размеры (пример для 1Ц2У-87-20)
| Параметр | Обозначение | Значение, мм (примерное) |
|---|---|---|
| Длина корпуса по подшипниковым узлам | L | ~520 |
| Ширина корпуса | B | ~340 |
| Высота редуктора | H | ~380 |
| Высота оси выходного вала от основания | H1 | ~160 |
| Диаметр выходного вала (тихоходного) | d2 out | 45-50 (часто 50h6) |
| Диаметр входного вала (быстроходного) | d1 in | 30-32 (часто 30h6) |
| Длина выходного конца вала | l2 | ~82-110 |
| Размеры монтажных лап (ширина x длина отверстий) | — | ~50 x 15 (под болт М12-М16) |
Материалы и термообработка зубчатых колес
Надежность и ресурс редуктора напрямую зависят от материалов и технологии изготовления зубчатых колес. Для данного типоразмера применяются следующие стандартные варианты:
Области применения и выбор редуктора
Редукторы с awt2=87 мм находят широкое применение в промышленности благодаря своему удачному сочетанию мощности и габаритов. Типичные области использования:
Выбор конкретной модели осуществляется на основе расчета:
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной работы. Основание должно быть жестким, ровным. Допустимое отклонение по уровню – не более 0.05 мм на 100 мм длины. Соединение с двигателем и рабочей машиной должно осуществляться через упругие муфты (MUVP, MZ, пальце-втулочные) для компенсации несоосностей. Жесткое соединение недопустимо.
Система смазки: В редукторах данного размера применяется картерная (окунанием) смазка индустриальными маслами (ISO VG 150 или VG 220, в зависимости от скорости и температуры). Уровень масла контролируется через смотровое окно или щуп. Первая замена масла – после 250-500 часов обкатки, последующие – каждые 4000-8000 часов работы в зависимости от условий.
Контроль состояния: В процессе эксплуатации необходимо регулярно контролировать температуру масла в картере (не должна превышать 80-85°C), отсутствие течей через уплотнения и уровень шума/вибрации. Повышенный шум часто указывает на износ подшипников или нарушение зацепления.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается редуктор R1 (1Ц2У) от RN (1Ц2Н) в данном типоразмере?
Главное отличие – расположение валов. В R1 входной и выходной валы находятся на разных осях (смещены), что обусловлено развернутой схемой. В RN валы соосны за счет использования шевронной или сдвоенной косозубой быстроходной ступени. Это влияет на компоновку привода в целом. По нагрузочной способности и КПД модели близки, но RN может иметь несколько большие габаритные размеры в ширину.
Как расшифровать условное обозначение, например, 1Ц2У-87-12.5-23-У3?
Можно ли использовать редуктор для вертикального монтажа?
Стандартное исполнение рассчитано на горизонтальное расположение. Для вертикального монтажа требуется специальное исполнение (индекс «В» в обозначении), которое включает в себя конструктивные изменения для обеспечения эффективной смазки всех узлов (дополнительные маслоотражатели, каналы, возможно наличие принудительной циркуляционной системы смазки). Использование горизонтального редуктора в вертикальном положении без доработок приведет к быстрому выходу из строя из-за недостатка смазки в верхних подшипниковых узлах.
Какой электродвигатель рекомендуется подбирать к данному редуктору?
Мощность двигателя подбирается исходя из требуемого выходного крутящего момента (T2), передаточного числа (u) и КПД редуктора (η ≈ 0.96-0.97 на ступень). Примерная формула: Pдв = (T2 n2) / (9550 ηобщ), где n2 – частота вращения выходного вала (об/мин), ηобщ – общий КПД редуктора. Для редуктора с u=20 и T2=1500 Нм при n2=75 об/мин потребуется двигатель мощностью около 11-12 кВт. Необходимо также согласовать посадочные размеры валов и фланцев.
Что означает «нагрузочная способность по режиму S5 40%»?
Это означает, что редуктор рассчитан на работу в повторно-кратковременном режиме (S5) с относительной продолжительностью включения (ПВ) 40%. То есть, он может работать с номинальной нагрузкой циклами: 4 минуты под нагрузкой, 6 минут на холостом ходу или в отключенном состоянии. При выборе редуктора для такого режима его каталожную мощность, указанную для режима S1 (непрерывного), необходимо умножить на коэффициент, зависящий от ПВ (для 40% это примерно 1.2-1.3). Работа в режиме S5 с более высокой ПВ, чем паспортная, ведет к перегреву и сокращению ресурса.
Каков типовой расчетный ресурс (срок службы) таких редукторов?
При соблюдении условий монтажа, эксплуатации и обслуживания (регулярная замена масла, отсутствие перегрузок) расчетный ресурс редукторов серии R с awt2=87 мм составляет 25 000 – 30 000 часов работы. Ресурс определяется в первую очередь усталостной прочностью зубьев (контактная и изгибная выносливость) и долговечностью подшипников качения. На практике при среднем использовании это соответствует 7-10 годам службы.
Заключение
Редукторы серии R с межосевым расстоянием тихоходной ступени 87 мм являются надежным, проверенным решением для широкого спектра промышленных приводов средней мощности. Их унификация, наличие различных исполнений и передаточных чисел позволяют гибко проектировать приводные системы. Ключом к долговечной и безотказной работе является правильный выбор типоразмера на основе точного расчета нагрузок, грамотный монтаж с использованием компенсирующих муфт и соблюдение регламентов технического обслуживания, в первую очередь, касающихся системы смазки. Понимание конструктивных особенностей и технических параметров, изложенных в данной статье, позволяет инженерам и специалистам по закупкам эффективно интегрировать данное оборудование в технологические линии.