Редукторы с расстоянием тихоходной пары 150 мм чугунные
Редукторы с расстоянием тихоходной пары 150 мм: конструктивные особенности, материалы и сфера применения
Редукторы с межосевым расстоянием тихоходной пары 150 мм представляют собой механические передачи, относящиеся к среднему и тяжелому классу нагрузок. Ключевой параметр – расстояние между осями выходного вала и предшествующей шестерни в последней, самой низкооборотной ступени редуктора – определяет его габариты, массу и, в значительной степени, крутящий момент на выходном валу. Чугунный корпус (как правило, из чугуна марки СЧ20 или СЧ25 по ГОСТ) является классическим и наиболее распространенным решением для данного типоразмера, обеспечивающим необходимую жесткость, демпфирующие свойства и долговечность в условиях интенсивной эксплуатации.
Конструктивное исполнение и типы редукторов
Редукторы с межосевым расстоянием 150 мм по тихоходной паре чаще всего выполняются в виде горизонтальных или вертикальных цилиндрических редукторов. Основные компоновочные схемы:
- Цилиндрические одноступенчатые (Ц1У): Применяются редко для данного межосевого расстояния, так как обеспечивают ограниченное передаточное число (обычно до 6.3).
- Цилиндрические двухступенчатые (Ц2У) соосные или с развернутой схемой: Наиболее распространенный тип. Передаточные числа – от ~10 до ~50. Обеспечивают баланс между габаритами, моментом и КПД.
- Цилиндрические трехступенчатые (Ц3У): Используются для получения высоких передаточных чисел (от ~50 до ~200) при сохранении компактности по ширине. Имеют большую длину.
- Коническо-цилиндрические (КЦ1, КЦ2): Включают коническую первую ступень для изменения направления потока мощности (обычно на 90°). Межосевое расстояние 150 мм относится к тихоходной цилиндрической паре. Позволяют компактно расположить приводной двигатель.
- Корпус: Изготавливается из серого чугуна методом литья в земляные формы или по выплавляемым моделям. Чугун обеспечивает высокое демпфирование вибраций, хорошие литейные свойства для создания сложных ребер жесткости и маслосборных полостей, а также высокую стойкость к деформации под нагрузкой.
- Валы: Используются стали 40Х, 40ХН, 38ХМ, 34ХН1М с последующей закалкой ТВЧ (токами высокой частоты) на посадочных местах под подшипники и зубья. Это обеспечивает твердую поверхность и вязкую сердцевину.
- Зубчатые колеса (шестерни): Для высоконагруженных редукторов применяется цементация (науглероживание) сталей 20Х, 20ХНМ, 18ХГТ с глубиной упрочненного слоя 1.2-1.8 мм и твердостью 56-62 HRC. Для менее ответственных применений – улучшение (закалка+отпуск) сталей 40Х, 40ХН с твердостью 269-302 HB.
- Подшипники: На тихоходном валу с межосевым расстоянием 150 мм устанавливаются роликовые цилиндрические или конические подшипники, способные воспринимать значительные радиальные и, при необходимости, осевые нагрузки.
- Горнодобывающая промышленность: Приводы ленточных конвейеров большой протяженности, питатели, дробилки среднего дробления.
- Металлургия: Приводы рольгангов, клетей прокатных станов (обжимные и черновые группы), миксеров.
- Цементная промышленность: Приводы шаровых мельниц (в составе редукторов центрального привода), вращающихся печей, дробилок.
- Подъемно-транспортное оборудование: Крановые механизмы передвижения и подъема (для мостовых и козловых кранов грузоподъемностью от 32/10 т и выше), шлюзовые затворы.
- Энергетика: Приводы механизмов золошлакоудаления (шлаковые и скребковые транспортеры), мельничные вентиляторы на ТЭС.
- Судостроение: Приводы брашпилей, шпилей, грузовых лебедок.
Материалы и технология изготовления
Качество и долговечность редуктора определяются материалами ключевых компонентов.
Основные технические характеристики и параметры
Редукторы с межосевым расстоянием 150 мм характеризуются следующими ключевыми показателями:
| Параметр | Диапазон значений / Типовое исполнение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальный крутящий момент на выходном валу (Твых) | 12 000 – 25 000 Нм | Зависит от передаточного числа и схемы редуктора |
| Передаточное число (u) | 8 – 160 (стандартный ряд R20) | Наиболее востребованный диапазон: 16 – 63 |
| Номинальная мощность на быстроходном валу (Pвх) | 55 – 200 кВт | При частоте вращения входного вала 1500 об/мин |
| КПД (η) | 0.94 – 0.97 для 2-ступенчатых 0.92 – 0.95 для 3-ступенчатых 0.92 – 0.94 для коническо-цилиндрических | Снижается с уменьшением передаточного числа и увеличением ступеней |
| Масса (сухая) | 800 – 1800 кг | Зависит от исполнения, наличия теплообменника и т.д. |
| Смазка | Окунанием (картерная) + принудительная циркуляция для мощных моделей | Масло индустриальное ISO VG 150, VG 220 |
| Класс защиты корпуса | IP65, IP66 | Защита от пыли и струй воды |
Области применения
Данные редукторы используются в качестве привода тяжелого промышленного оборудования, где требуется высокий крутящий момент при умеренной или низкой скорости вращения:
Особенности монтажа, эксплуатации и обслуживания
Монтаж редуктора требует тщательного выверения соосности с электродвигателем (через муфту) и рабочим механизмом. Несоосность более 0.05 мм на 100 мм длины полумуфты приводит к повышенным вибрациям, износу подшипников и зубьев. Фундаментная плита или рама должны иметь запас жесткости. Перед пуском выполняется заливка масла до контрольного уровня на смотровом окне. Первая замена масла – через 250-500 моточасов (обкаточный период), последующие – согласно регламенту (обычно 4000-8000 часов). Обязателен периодический контроль температуры масла (норма +70…+80°C, максимум +90°C), уровня масла, наличия посторонних шумов и вибрации. Чугунный корпус требует защиты от ударных нагрузок, которые могут привести к образованию трещин.
Сравнение с редукторами на алюминиевых корпусах и корпусах из стального литья
| Критерий | Чугунный корпус (СЧ20/25) | Алюминиевый сплав | Стальное литье/сварная конструкция |
|---|---|---|---|
| Масса | Высокая | Низкая (примерно в 3 раза легче чугуна) | Наибольшая |
| Демпфирование вибраций | Отличное | Удовлетворительное | Плохое |
| Жесткость | Высокая | Низкая (требуются массивные ребра) | Очень высокая |
| Стойкость к коррозии | Хорошая (требуется покраска) | Отличная | Низкая (требуется защитное покрытие) | Стоимость изготовления | Средняя | Высокая (дорогое сырье, сложное литье) | Высокая (сварка) или средняя (литье) |
| Типичное применение для Aт=150мм | Основное, универсальное | Специальное, где критична масса (мобильные установки) | Специальное, ударные и сверхтяжелые режимы |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему для данного типоразмера чаще выбирают чугун, а не алюминий?
Для межосевого расстояния 150 мм нагрузки и крутящие моменты значительны. Чугун обеспечивает оптимальное сочетание жесткости, демпфирующей способности (поглощает вибрации от зацепления) и стоимости. Алюминиевый корпус аналогичной жесткости потребовал бы массивного оребрения, что нивелирует преимущество в массе и увеличивает стоимость. Чугун менее подвержен температурным деформациям.
2. Как определить необходимую мощность двигателя для редуктора с Aт=150 мм?
Исходить нужно от требуемого момента на выходном валу (Tвых) и скорости его вращения (nвых). Расчетная мощность на входе редуктора: Pвх = (Tвых nвых) / (9550 η), где η – КПД редуктора. Мощность двигателя выбирается на 10-15% выше Pвх с учетом пусковых нагрузок и возможных перегрузок.
3. Какие муфты рекомендуется использовать для соединения с двигателем?
Для данного класса редукторов применяются упругие муфты с торообразным элементом (тип MUHR, RADAX) для компенсации несоосностей и демпфирования крутильных колебаний. Допускается использование зубчатых муфт при точном выверении соосности. Выбор конкретной муфты осуществляется по передаваемому крутящему моменту и частоте вращения.
4. Как часто нужно менять масло в таком редукторе?
После обкатки (первые 250-500 часов) – обязательная замена. В дальнейшем интервал замены зависит от режима работы: при круглосуточной работе в две смены – каждые 4000-6000 часов или раз в год; при работе в тяжелом режиме с ударными нагрузками (дробилки, мельницы) – каждые 2000-3000 часов. Необходим регулярный контроль качества масла по результатам лабораторного анализа.
5. Можно ли установить редуктор в вертикальном положении?
Стандартные горизонтальные редукторы не предназначены для длительной работы в вертикальном положении из-за конструкции системы смазки. Для вертикального расположения валов существуют специальные исполнения (например, Ц2В, КЦВ) с измененной конструкцией картера, дополнительными маслонасосами и системой разбрызгивания для обеспечения смазки всех узлов.
6. Что означает в обозначении редуктора «1Ц2У-150-40-12К»?
Это пример обозначения по отечественным каталогам: «1» – модификация, «Ц2У» – цилиндрический двухступенчатый горизонтальный, «150» – межосевое расстояние тихоходной ступени в см (т.е. 150 мм), «40» – номинальное передаточное число, «12К» – исполнение по способу крепления и типу выходного вала (с консолью).
7. Какой класс точности зубчатых передач обычно используется?
Для редукторов общего машиностроения с Aт=150 мм стандартным является класс точности 8-7-7-С по ГОСТ 1643 (нормы кинематической точности – 8, плавности – 7, контакта зубьев – 7, боковой зазор – «С», т.е. нормальный). Для более ответственных приводов (прокатные станы) может требоваться класс 7-6-6-В.