Введение

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных (колес) передач, выполненных в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающегося момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещены элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также другие вспомогательные устройства.

Редукторы классифицируются по следующим основным признакам:

- типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные);

- .числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.);

- типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.);

- относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные);

- особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т. д.).

Наиболее распространены двухступенчатые горизонтальные редукторы, выполненные по развернутой схеме. Эти редукторы отличаются простотой, но из-за несимметричного расположения колес на валах повышается концентрация нагрузки по длине зуба. Поэтому в этих редукторах следует применять жесткие валы.

В ТОО «Компания Нефтехим LTD» при работе мотор-редуктора с электродвигателем выходит из строя зубчатая передача I ступени, а именно:

1) Разрушены подшипники ведущей шестерни в крышке редуктора;

2) Разбиты посадочные места в крышке редуктора под установку подшипников до 0,6 мм;

3) Износ зубьев ведущей шестерни составил 100 %

1 Расчет мотор-редуктора

На правильную и долговечную работу зубчатого зацепления влияют такие факторы, как точность изготовления зубчатой передачи, конструкция опоры, а так же качество сборки редуктора.

1.1 Расчет реакций в опорах первичного вала мотор-редуктора

В конструкции опоры ведущего вала применены два подшипника: шариковый радиально упорный и с короткими цилиндрическими роликами, отдельно воспринимающие осевую и радиальную нагрузки.

С этой целью шариковый радиально упорный подшипник 176315 (75х160х37), имеющий четырехточечный контакт, воспринимает двухстороннюю нагрузку. Подшипник не требует регулировки осевого зазора, т.к. он обеспечивается при его изготовлении. Для восприятия только осевой силы между наружным кольцом и посадочным отверстием предусматривается зазор 0,2÷0,5 мм.

В роликовом подшипнике осевое смещение вала происходит при малых осевых силах, т.к. эти силы воспринимаются шариковыми подшипниками. Роликовый подшипник 2315 (75х160х37) воспринимает только радиальную нагрузку.

Рисунок 1 – Расчетная схема с шариковым и роликовым подшипниками

Реакции в горизонтальной и вертикальной плоскостях от составляющих сил в зацеплении

Во второй опоре (роликовый подшипник)

В первой опоре (шариковый подшипник)

Нарушение точности монтажа при сборке крышки и корпуса мотор-редуктора, наличие зазоров в соеденительной муфте способствуют появлению радиальной реакции муфты, величина которой

Сила от муфты действует в плоскости вращения и складывается с радиальной реакцией в опоре:

Эквивалентная нагрузка на второй подшипник

где - коэффициент, учитывающий характер нагрузки ( =1 – спокойный режим работы);

- коэффициент, учитывающий температурный режим ( =1 – при t до 100 ºС)

Долговечность роликового подшипника:

,

где =142 кН – динамическая грузоподъемность подшипника

Долговечность шарикового подшипника:

Допустимая долговечность подшипников в стандартных редукторах

Если за допускаемую принять 5000 часов, то в первом подшипнике отношение долговечностей равно 6, во втором – 1,85, т.е долговечность больше к допустимого значения.

Однако, при перекрытии зазора между наружним кольцом шарикового подшипника и отверстия в корпусе, последний воспринимает радиальную и осевую нагрузку. Расчетная схема изменяется. Недостатки этой схемы очевидны: расстояния между опорами (центрами подшипников) небольшое и не соответствует рекомендуемому отношению , что приводит к увеличению реакции в опорах. От радиальной реакции в шариковом радиально-упорном подшипнике возникает осевая сила, которая при большом угле конусности ( может стать значительней и способствовать осевому смещению ведущего вала.

Рисунок 2 – Расчетная схема с роликовым и шариковым подшипниками

(без зазора)

Вертикальная плоскость YOZ

…….. (1)

ю///////////////. (2)

Горизонтальная плоскость XOZ

……….. (3)

……….. (4)

…….. (5)

……….. …. (6)

Силы реакции от соединительной муфты

Рисунок 3 - Расчетная схема с соединительной муфтой

Полные реакции опор

Точка приложения реакции R, смещена на величину

Тогда расстояние между точками приложения реакции:

Расстояние между точкой приложения реакции первого подшипника и центром венца

Расстояние от центра подшипника 2 до муфты

Тогда

/…… (4)

//////// (5)

Полная реакция в первой опоре

По формуле (3)

По формуле (4)

Полная реакция во второй опоре

Радиальная реакция, возникающая от муфты

Тогда