Этoт прoгреccивный вид зацеплений – разрабoтка oтечеcтвенных кoнcтруктoрoв. Ее применение придает редуктoрам и мoтoр-редуктoрам cпocoбнocть вocпринимать пoвышенные нагрузки любoй прoдoлжительнocти. Причем cтойкоcть обеcпечиваетcя без утяжеления агрегатов: не имея необходимоcти в дополнительном укреплении деталей «про запаc», они одинаково продуктивны как при легких, так и при тяжелых режимах работы.
Главный конcтруктор завода «Редуктор» (г. С-Петербург), А.Г. ДЕМЬЯНОВИЧ
Для того чтобы обеcпечить равноправную конкуренцию c широко предcтавленными в Роcсии зарубежными производителями, в том числе с мировыми лидерами в этой отрасли – компаниями Flender, Sew Eurodrive, Bonfiglioli, на заводе «Редуктор» осуществляется и постоянно обновляется программа развития. Хотя уже сегодня предприятие изготавливает более 60 наименований червячных одноступенчатых, двухступенчатых, цилиндрическо-червячных и цилиндрических редукторов и мотор-редукторов с межосевым расстоянием ступени от 25 до 180 мм, с широким рядом передаточных чисел и диапазоном крутящих моментов на тихоходном валу.
Но растущие потребности рынка не позволяют стоять на месте. Составленная на их основе специалистами завода программа обновления производства предусматривает три основных направления:
• создание прогрессивных видов зацеплений;
• разработка современных конструкций редукторов и мотор-редукторов, способных воспринимать повышенные нагрузки при работе с новыми передачами;
• внедрение новой методики выбора приводной техники, более полно учитывающей влияние условий эксплуатации на надежность работы изделий и позволяющей потребителю оптимальным образом применять редукторы и мотор-редукторы как при легких, так и при тяжелых режимах работы.
К стратегии подошли не формально, она осуществляется по всем намеченным направлениям. Так, наша работа в области исследования геометрии прогрессивных видов зацеплений уже принесла ощутимые результаты. Завод наладил серийное производство мотор-редукторов на базе цилиндро-тороидной червячной передачи.
Площадь контакта
Цилиндро-тороидная червячная передача является новейшей разработкой завода и не имеет аналогов в мировой практике. Особенности геометрии и кинематики зацепления позволили получить КПД и нагрузочную способность не ниже, чем у глобоидной передачи, и превзойти по этим параметрам цилиндрические передачи с вогнутым профилем витка червяка (типа ZT и с зацеплением Cavex фирмы Flender).
В новой передаче контактные линии расположены почти перпендикулярно к вектору скорости скольжения. Это создает благоприятные условия для образования в зацеплении масляного клина и перехода от граничного трения к жидкостному. Одновременно в зацеплении находится не менее четырех зубьев колеса (коэффициент перекрытия больше 4).
Суммарная площадь контакта в зацеплении существенно выше, чем в обычных передачах и передачах типа Cavex, следовательно, пропорционально меньше контактные напряжения. Приведенные свойства значительно уменьшают трение и износ в передаче, снижают вероятность возникновения задира червяка при единичных перегрузках и, в конечном итоге, существенно повышают ее надежность, долговечность, КПД и несущую способность.
Цилиндро-тороидная передача является существенным шагом в развитии редукторостроения и позволяет удовлетворить спрос широкого круга потребителей на высокоэффективную, надежную и сравнительно недорогую приводную технику. Можно с гордостью отметить, что это единственная за последние полвека разработанная и принятая в серийное производство действительно новая червячная передача.
Сегодня завод производит цилиндро-тороидные мотор-редукторы типов МРЦТ, 2МРЦТ и редукторы типов РЦТ с межосевыми расстояниями 63 мм, 80 и 100 мм с увеличенной в 1,4–1,9 раза несущей способностью, с повышенной до 7-й степени точностью передачи и с увеличенным в 1,5 раза ресурсом работы.
К современным конструкциям – через моделирование
Интенсивную разработку новых редукторов и мотор-редукторов обеспечило широкое применение при расчете конструкции и параметров технологических процессов специального, разработанного на предприятии программного обеспечения. Так, оно дает возможность оптимизации параметров передачи и параметров модификации режущего инструмента на основании результатов численного моделирования процессов нарезания колеса и зацепления его с червяком.
При разработке технической документации наряду с выпуском рабочих чертежей проводится построение 3D-моделей изделий. Проектирование редукторов ведется с учетом обеспечения возможности реализации модульного построения многоступенчатых приводов.
Воплощением этого принципа является поэтапное освоение выпуска новых редукторов 2Ч-…М1, РЦТ-…М1 и мотор-редукторов МРЧ-…М2, МРЦТ-…М2 с межосевыми расстояниями 80, 63 и 40 мм.
Отличительной особенностью новой продукции является корпус повышенной жесткости. Конструкция обеспечивает высокую точность базирования валов, позволяет применять всевозможные рабочие положения и способы установки редуктора, в том числе фронтальную – с использованием опорного фланца, и навесную – с использованием реактивной штанги. Корпус предназначен для монтажа как обычных червячных пар для редукторов 2Ч-80М1 и мотор-редукторов МРЧ-80М2, так и цилиндро-тороидных червячных передач для редукторов РЦТ-80М1 и мотор-редукторов МРЦТ-80М2. В ряде случаев редукторы РЦТ-80М1 и мотор-редукторы МРЦТ-80М2 могут применяться вместо редукторов и мотор-редукторов с межосевыми расстояниями 100 мм.
Методика выбора
Необходимость разработки и внедрения новой методики выбора приводной техники вызвана следующими соображениями. По ГОСТ 16162, а затем в соответствии с заменившим его ГОСТ Р 50891 отечественные производители долгие годы были вынуждены декларировать основные параметры редукторов применительно к случаю достаточно жестких условий эксплуатации. Это приводило к тому, что во многих случаях потребитель выбирал привод большего габарита и стоимости, чем тот, который мог быть применен исходя из реальных условий работы, определяемых характером действующих нагрузок. По той же причине характеристики приводов зарубежных фирм, заданные для более легких режимов эксплуатации, выглядят привлекательнее, чем у отечественных аналогов.
Например, допускаемый крутящий момент на тихоходном валу итальянского редуктора W 63-30 (межосевое расстояние 63 мм, передаточное число 30) равен 160 Нм. У аналогичного нашего редуктора 2ЧМ-63-31,5 данный показатель заметно ниже – 130 Нм. Но следует принять во внимание, что нагрузочная способность импортного редуктора рассчитана для кратковременного режима работы без динамических перегрузок. Между тем, нагрузочная способность редуктора 2ЧМ-63, в строгом соответствии с ГОСТ Р 50891-96, задана для непрерывного режима работы продолжительностью 24 ч в сутки. А для кратковременного режима работы нагрузочная способность редуктора 2ЧМ-63 нисколько не хуже, чем у зарубежного аналога.
Сегодня производственная программа завода дополняется конструктивными исполнениями мотор-редукторов как для легких, например кратковременных и повторно-кратковременных, режимов работы, так и для более тяжелых, чем предусмотрено ГОСТ Р 50891-96, режимов эксплуатации. Имеются в виду большое количество включений в час, работа со значительными динамическими перегрузками и т.п. Потребителю предлагается по достаточно простой методике определить величину коэффициента эксплуатации редуктора (мотор-редуктора) и с его помощью выбрать u1087 привод, наиболее полно соответствующий условиям его работы.
