Методика выбора редуктора с учетом Kf
ВНИМАНИЕ! Данная методика выбора редуктора, мотор-редуктора применяется при определении необходимого типоразмера только для серий редукторов 7Ц, 7Ц2, 7Ц3, 7Ц4, 7КЦ1, 7КЦ2, 7КЦ3, и мотор-редукторов серий 7МЦ2, 7МЦ3. Она позволяет наиболее точно учитывать влияние рабочей машины на редуктор с использованием эксплуатационного коэффициента Kf (сервис-фактора).
1 Общие положения
1.1 Выбор редуктора заключается в определении его типоразмера на основании:
— Сравнения максимальных и задаваемых значений крутящих моментов на выходном валу.
— Проверки условий отсутствия перегрева редуктора.
1.2 Значения крутящих моментов и передаточных чисел, приведены в таблицах технических характеристик настоящего каталога.
1.3 Значения расчетных параметров для выбора редуктора определяются по настоящей методике при этом необходимо учитывать следующие факторы:
— Мощность двигателя выбирается из ряда мощностей двигателя принятого типа с округлением до ближайшего большего значения к мощности, потребляемой приводимой машиной с учетом КПД привода.
— Б о льшие по мощности двигатели (значительно превышающие требуемые) развивают большие пусковые токи и пусковые мощности более двукратных, что может вызвать неучтенные перегрузки редуктора. Использование подобных двигателей возможно по согласованию с заводом – изготовителем редуктора.
2 Выбор редуктора
2.1 Выбор типа редуктора:
Исходными данными для выбора типа редуктора служат чертеж и кинематическая схема привода, требуемое передаточное число i ред , характеристики режима эксплуатации, требования к расположению осей в пространстве.
По известному передаточному числу определяется количество ступеней редуктора, руководствуясь схемой:
— При значениях 7,1 < i ред выбирают двухступенчатый редуктор.
— При значениях 20 < i ред выбирают трехступенчатый редуктор.
— При значениях i ред превышающих ранее приведенные величины выбирают четырех – и более ступенчатые редукторы.
Положение выходного вала (горизонтальное или вертикальное), расположение входного вала по отношению к выходному валу (параллельное или перпендикулярное), способ монтажа редуктора (на фундаменте или на ведомый вал объекта) определяют по приведенным в каталоге рисункам.
Из рисунков каждого редуктора и размеров, приведенных в таблицах, определяются все монтажные положения, в которые редуктор может быть установлен. При этом в
обозначении редукторов могут быть указаны специальные символы, обозначающие модификации редуктора.
2.2 Выбор габарита (типоразмера) редуктора.
2.2.1 Критериями выбора типоразмера редуктора являются расчетные значения крутящего момента на выходном валу и недопустимость перегрева редуктора.
2.2.2 Исходными данными для определения габарита редуктора являются:
— Вид приводимой машины.
— Требуемый крутящий момент на выходном валу редуктора (валу рабочей машины), ТВЫХ.ТРЕБ , Н ? м.
— Частота вращения выходного вала редуктора, n ВЫХ , об/мин.
— Частота вращения входного вала редуктора, n ВХ , об/мин.
— Характер нагрузки (равномерная и 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 под нагрузкой, ПВ %.
— Условия окружающей среды (температура, условия отвода тепла).
— Соединение редуктора с приводимой машиной (муфтой или передачами: зубчатой, цепной, клиноременной и т.д.).
— Радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала F ВЫХ.ТРЕБ. и входного вала F ВХ.ТРЕБ , Н.
2.2.3 При выборе габарита редуктора производится расчет следующих параметров редукторов по формулам:
• Передаточное отношение редуктора:
• Расчетная мощность двигателя:
Р вх.расч.=Твых.треб.* n вых./9550* n
где РВХ. РАСЧ – расчетная мощность двигателя, кВт,
? – коэффициент полезного действия редуктора,
Значения ? принимается равным:
— Для цилиндрических редукторов: одноступенчатых — 0,98; двухступенчатых — 0,97; трехступенчатых — 0,96; четырехступенчатых — 0,95.
— Для конических редукторов: одноступенчатых — 0,97; двухступенчатых — 0,96.
— Для коническо-цилиндрических редукторов – как произведение значений ? конической и цилиндрической частей редуктора.
• Мощность двигателя Р ДВИГ. назначается из ряда мощностей двигателей принятого типа с округлением до ближайшего б о льшего значения от расчетной мощности РВХ.РАСЧ.
• Номинальный крутящий момент на выходном валу редуктора, с учетом сервис фактора К f :
Т f = ТВЫХ.ТРЕБ. ? К f , (4 f )
где К f — эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор) определяется по формуле:
К f = К f 1 х К f 2 (5 f )
Коэффициент К f 1 определяется по ежедневному времени работы и количеству включений с учетом характера нагрузки в зависимости от коэффициента инерции по таблице 1.
Таблица 1 Коэффициент характеристики нагрузки К f 1
Число включений в час
Характер нагрузки и время работы (час / сутки)
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РЕДУКТОРЫ (РОССИЙСКАЯ МЕТОДИКА)
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
- 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:
2.2.1. Передаточное число
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.
2.2.2. Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора
Трасч =Ттреб х Креж , (2)
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)
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)
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.
2.2.3. Расчетная радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора
Fвых.расч = Fвых х Креж , (6)
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)
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)
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.
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 nвх)/(9550 х U), (10)
Твых — расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2), Нхм
nвых — частота вращения входного вала редуктора, об/мин
U – передаточное число 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
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)
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.
Вам нужно больше информации?
Напишите свой вопрос и наши менеджеры перезвонят Вам в максимально короткое время
Методика выбора мотор-редуктора Brevini
ВНИМАНИЕ! Методика выбора планетарных редукторов и мотор-редукторов достаточно сложна.
Обращайтесь в нашу Техническую Службу для правильного подбора редуктора или мотор-редуктора для Вашего механизма.
Методика выбора планетарных редукторов для общепромышленного применения базируется на использовании таблиц п. 5.3
(см. стр. 35), которые отображают мощность и тип редуктора, в зависимости от частоты вращения выходного вала, и передаточное число, применительно к входной частоте (частота вращения вала стандартного 4-х полюсного электродвигателя, при работе от сети 50 Гц).
После того, как выполнен предварительный выбор типа и габарита редуктора, должны быть проверены следующие характеристики:
o Максимально допустимый кратковременно действующий (пиковый) крутящий момент
o Теплонагруженность редуктора (см. п. 5.2)
o Величины консольных нагрузок на входной и выходной валы (см. п. 6).
Для случаев, когда частота вращения вала быстроходной ступени отличается от значения 1400 об/мин, номинальная передаваемая редуктором мощность может быть вычислена следующим образом:
, кВт (эта формула применима при условии 700? n1? 1800)
Полученное значение далее используют для подбора редуктора.
Существуют три основных варианта условий работы редуктора:
Постоянная мощность
Выбор производится по требуемой мощности на выходном валу P2 для приводного механизма, с учетом коэффициента эксплуатации fs, приведенного в таблице. Выбранный редуктор должен удовлетворять следующим условиям:
Коэффициент эксплуатации fs учитывает количество пусков механизма, продолжительность суточной работы и характер нагрузки (легкая, умеренная, тяжелая), который определяется, исходя из соотношения приведенного момента инерции нагрузки и ротора электродвигателя (см. таблицу ниже).
Переменная мощность
В случае, когда нагрузка переменна во времени, значение требуемой мощности можно скорректировать, учитывая циклограмму нагрузки. Если, известны значения требуемой мощности P1,P2. Pn и соответствующие им периоды времени t1,t2. tn в процентном выражении, тогда эквивалентная мощность определяется как:
, где Pi должно удовлетворять следующему условию: 0,6·PN
Когда определены значения P2(экв) и fs, становится возможным подобрать редуктор, удовлетворяющий условию:
Однако, производя выбор, следует помнить, что значение пиковой мощности должно удовлетворять условию:
Малые скорости
Когда частота вращения тихоходного вала редуктора , выбор редуктора следует производить по лимитирующему крутящему моменту.
Методика выбора аналогична. Редуктор должен удовлетворять следующему условию: .
Значение коэффициента эксплуатации fs назначается, исходя из следующих данных:
· Число включений в час
· Время работы в сутки
Классификация нагрузки (без ударов; средние удары; сильные удары
Классификация внешней нагрузки
Как обозначаются редукторы и мотор-редукторы
Unfortunately, you are using an outdated browser. Please update your browser to improve performance, quality of the displayed material, and improve security.
- товарный знак изготовителя
- условное обозначение редуктора, включающие: модель редуктора, габарит (типоразмер), номинальное передаточное отношение, номинальный крутящий момент на тихоходном валу в Н·м
- масса редуктора в кг
- порядковый номер редуктора (по системе нумерации изготовителя)
- год выпуска.
Каждый производитель может добавлять информацию о редукторе и его характеристики.
Пример обозначения
- Модель редуктора.
- Габарит редуктора.
- Передаточное число.
- Вариант сборки.
- Исполнение валов, Цвх/Квых (вх- входной вал, вых- выходной вал),
- Ц — цилиндрический вал,
- К — конический вал,
- М- вал в виде части зубчатой муфты.
Обозначение мотор-редукторов
Мотор-редуктор — это механизм, состоящий из двух основных агрегатов: редуктора и электродвигателя. Мотор-редуктор обозначается двумя способами: раздельным, имеет обозначение на редукторе и на электродвигателе, и общим, информация об агрегате указывается на одном шильде.
Обозначение мотор-редуктора идет по ГОСТ 12971, где на редукторе должны быть указаны следующие данные:
- товарный знак изготовителя
- условное обозначение редуктора, включающие: модель редуктора, габарит (типоразмер), номинальное передаточное отношение, номинальный крутящий момент на тихоходном валу в Н·м
- масса редуктора в кг
- порядковый номер редуктора (по системе нумерации изготовителя)
- год выпуска.
Каждый производитель может добавлять информацию о редукторе и его характеристики.
Пример обозначения
Модель редуктора и мотор-редуктора один из основных критериев при подборе, который: задает его назначение, может включать тип передачи, количество ступеней и передач, межосевое расстояние, индивидуальные зашифрованные обозначения производителя.
В современных редукторах используются различные виды маркировок:
- Червячные — Ч, МЧ, RV, NMRV, NMRW, …
- Планетарные — П, МП, SPN…
- Конические — К, SK…
- Цилиндрические — Ц, РМ, TRC, R, F…
- Волновые — МВз…
- Комбинированные механические передачи одно-, двух-, трех- и четырехступенчатой модификации- КЦ, DRV, МКЦ…
- С различными видами зубьев и применением термообработки (термоулучшение, закалка, азотирование, отпуск)
Габарит (типоразмер) редуктора и мотор-редуктора
Обозначение зависит от размеров механизма может содержать осевое расстояние, линейные размеры и индивидуальные обозначения производителя.
Передаточное число
Передаточное число редуктора — характеристика, которую обязательно нужно учитывать при выборе оборудования. Показатель рассматривают как отношение количества зубьев большого колеса, либо шестерни к количеству зубьев малой шестерни, либо колеса, вне зависимости от того какое из колес ведущее, а какое — ведомое.
Суть передаточных чисел — в соотношении частоты (скорости) вращения входного вала и тихоходного (на выходе). Характеристика определяет количество полных оборотов, которые должен совершить входной вал, пока тихоходный совершает 1 оборот.
Число оборотов выходного вала
PAM — обозначение присоединительных размеров под электродвигатель с указанием диаметра входного вала и наружного диаметра присоединительного фланца.