Редукторы с расстоянием червячной пары 90 мм типоразмера B5
Редукторы с расстоянием червячной пары 90 мм типоразмера B5: технические характеристики, конструкция и применение
Редукторы червячные с межосевым расстоянием червячной пары 90 мм и типоразмером фланца B5 представляют собой специализированный класс механических редукторов, предназначенных для преобразования крутящего момента и угловой скорости. Ключевым параметром является межосевое расстояние (aw) 90 мм, определяющее габариты и мощностные возможности агрегата. Типоразмер B5 указывает на фланцевое исполнение корпуса, соответствующее стандарту IEC, где двигатель монтируется непосредственно на фланец редуктора, что обеспечивает компактность и соосность привода. Данные редукторы характеризуются высоким передаточным числом в одной ступени, самоторможением и плавностью хода.
Конструктивные особенности и устройство
Основу редуктора составляет червячная передача, состоящая из червяка (винт с резьбой трапецеидального или близкого к нему профиля) и червячного колеса. Червяк, как правило, изготавливается из закаленных сталей (например, 20Х, 40Х, 18ХГТ) с последующим шлифованием витков для снижения шума и повышения КПД. Червячное колесо представляет собой зубчатый венец из антифрикционного материала (чаще всего оловянной или безоловянной бронзы БрА10Ж4Н4, БрА9Ж3Л) на стальном или чугунном центре. Корпус редукторов 90 мм B5 отливается из чугуна СЧ20 или алюминиевых сплавов, что обеспечивает жесткость и эффективный отвод тепла. Фланец B5 стандартизирован под крепление электродвигателей со степенью защиты IP55, IP65 и выше. Вал червяка устанавливается на радиально-упорных подшипниках, воспринимающих осевые нагрузки, а вал колеса – на радиальных шариковых или роликовых подшипниках. Обязательным элементом является система смазки – заливная (масляная ванна) для средних и низких скоростей вращения червяка.
Основные технические параметры и таблицы характеристик
Ключевыми параметрами для выбора являются передаточное число, номинальный крутящий момент на выходном валу, допустимая радиальная нагрузка на вал и тепловая мощность.
Таблица 1. Стандартный ряд передаточных чисел (i) и КПД (η) для червячных редукторов aw=90 мм
| Передаточное число, i | Примерное значение КПД, η (при зацеплении ZA/ZI) | Рекомендуемая область применения по динамике |
|---|---|---|
| 8, 10 | 0.85 — 0.90 | Высокооборотные приводы, требующие умеренного снижения скорости |
| 12.5, 16 | 0.80 — 0.85 | Универсальные приводы конвейеров, смесителей |
| 20, 25 | 0.75 — 0.80 | Приводы с повышенным моментом: шнеки, подъемные механизмы |
| 31.5, 40 | 0.70 — 0.75 | Низкоскоростные приводы с высоким моментом, механизмы с частыми пусками |
| 50, 63 | 0.65 — 0.70 | Приводы заслонок, дозаторов, где критично самоторможение |
Таблица 2. Примерные мощностные и моментные характеристики (для редукторов общего машиностроения)
| Тип исполнения | Номинальный крутящий момент на выходном валу, T2Н, Нм | Допустимая радиальная нагрузка на выходном валу, Fr, Н | Макс. входная мощность при n1=1500 об/мин, кВт |
|---|---|---|---|
| Одноступенчатый, B5 | 300 — 500 | 8000 — 12000 | 4.5 — 7.5 |
| В составе мотор-редуктора (алюминиевый корпус) | 280 — 450 | 7000 — 10000 | 4.0 — 6.5 |
| В составе мотор-редуктора (чугунный корпус) | 320 — 550 | 9000 — 13000 | 5.0 — 8.0 |
Области применения и монтажные особенности
Редукторы 90 мм B5 широко применяются в промышленности благодаря компактности и высокому передаточному отношению.
- Энергетика и ЖКХ: Приводы задвижек и шиберов, регуляторов тяги, механизмы очистных сооружений (мешалки, скребковые транспортеры).
- Конвейерные системы: Наклонные и горизонтальные ленточные транспортеры малой и средней мощности, роликовые конвейеры.
- Машиностроение: Поворотные механизмы, приводы станков (делительные головки, подачи), смесительное оборудование.
- Автоматизация и КИПиА: Исполнительные механизмы в системах управления технологическими процессами.
- Определение требуемого передаточного числа: i = nвх / nвых, где nвх – частота вращения двигателя (об/мин), nвых – требуемая частота вращения механизма.
- Расчет требуемого выходного момента: T2треб = Tнагр
- Kа, где Tнагр – момент нагрузки, Kа – коэффициент режима работы (коэффициент безопасности). Для равномерной нагрузки Kа=1.0-1.2, для ударной – до 2.0.
- Проверка по тепловой мощности: P1т = (T2треб n2) / (9550 η) ≤ P1доп, где P1доп – допустимая мощность на входе редуктора при заданном тепловом режиме.
- Проверка радиальной нагрузки: Frрасч (от натяжения цепи, ремня или давления шестерни) ≤ Frдоп из каталога.
- Высокое передаточное число в одной ступени.
- Компактность и возможность получения большого снижения скорости.
- Плавность и бесшумность работы.
- Самотормозящий эффект при определенных условиях (угол подъема витка меньше угла трения), что повышает безопасность.
- Удобство компоновки с электродвигателем за счет фланца B5.
- Сравнительно низкий КПД (0.65-0.90), что приводит к потерям энергии и нагреву.
- Необходимость применения дорогостоящих материалов (бронза) для колеса.
- Ограниченная способность к перегрузкам по сравнению с зубчатыми редукторами.
- Требовательность к качеству смазки и теплоотводу.
Монтаж фланцевого редуктора B5 требует точной центровки с электродвигателем, несмотря на компенсацию небольших смешений фланцевым соединением. Крепление редуктора к раме осуществляется через лапы или фланец на выходном валу. Критически важно обеспечить качественную смазку рекомендованным маслом (чаще всего ISO VG 220 или VG 320) и контролировать его уровень. Для предотвращения перегрева при постоянной работе в режиме S1 (продолжительный) может потребоваться дополнительный теплоотвод или вентилятор охлаждения на червячном валу.
Расчет и подбор редуктора aw=90 мм B5
Процедура подбора включает несколько этапов:
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами редукторов
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое отличие типоразмера B5 от других фланцев (B14, V1)?
Типоразмер B5 предполагает крепление двигателя непосредственно к фланцу редуктора, при этом вал двигателя входит в полость редуктора и соединяется с червяком через упругую муфту или напрямую. Фланец B14 – это фланец на корпусе редуктора для крепления к ответному фланцу двигателя, а V1 – это фланцевое крепление редуктора на выходном валу. B5 обеспечивает максимально компактную и жесткую конструкцию мотор-редуктора.
2. Когда проявляется самотормозящий эффект и насколько он надежен?
Самоторможение (необратимость передачи) теоретически возникает при угле подъема витка червяка менее приведенного угла трения. На практике для редукторов с aw=90 мм оно характерно для передаточных чисел примерно от 30-40 и выше. Однако в ответственных случаях (грузоподъемные механизмы) нельзя полагаться исключительно на самоторможение редуктора. Необходимо использовать дополнительные тормозные устройства, так как при вибрации или реверсе эффект может снижаться.
3. Какое масло и как часто его нужно менять?
Рекомендуются минеральные или полусинтетические масла для червячных передач с противозадирными присадками, класс вязкости ISO VG 220 или VG 320 (зависит от скорости и температуры). Первая замена – после 200-500 часов обкатки. Последующие замены – каждые 4000-10000 часов работы или не реже одного раза в год. При тяжелых условиях (высокая температура, влажность, пыль) интервал сокращается.
4. Можно ли использовать редуктор 90 мм B5 в вертикальном положении вала?
Да, но с ограничениями. При вертикальном расположении вала колеса (выходного вала) необходимо убедиться, что конструкция редуктора и система смазки это допускают. Часто требуется дополнительный маслоуловитель или изменение уровня заливки масла. Данный момент необходимо уточнять в паспорте на конкретную модель.
5. Как правильно выбрать двигатель для такого редуктора?
Двигатель выбирается по требуемой входной мощности P1т с учетом КПД редуктора и коэффициента запаса. Критически важны посадочные размеры фланца (B5) и длина входного вала редуктора, которая должна соответствовать глубине расточки фланца двигателя. Часто используются асинхронные двигатели IE2, IE3 с числом полюсов 2 или 4 (3000 или 1500 об/мин при 50 Гц).
6. Что означает термин «тепловая мощность» и почему она важна?
Тепловая мощность (Pт) – это мощность, которую редуктор может непрерывно передавать в установившемся тепловом режиме без превышения допустимой температуры масла в картере (обычно +85°C…+95°C). Из-за низкого КПД червячной передачи значительная часть входной мощности превращается в тепло. Поэтому даже если редуктор прочен механически (высокий момент), он может перегреться. При постоянной работе на мощности, близкой к предельной, необходим расчет теплового баланса.
Заключение
Червячные редукторы с межосевым расстоянием 90 мм и исполнением B5 являются надежным и компактным решением для широкого спектра промышленных задач, где требуются высокое передаточное число, плавность хода и удобство компоновки с электродвигателем. Их корректный подбор требует комплексного учета не только моментных и скоростных характеристик, но и теплового режима работы, радиальных нагрузок и условий эксплуатации. Соблюдение правил монтажа, смазки и обслуживания гарантирует длительный и безотказный ресурс данных агрегатов в системах привода.