Cambio cilindrico: design, tipi e applicazioni

Il cambio è un ingranaggio separato con ingranaggi. Offre una riduzione della velocità con un aumento proporzionale della coppia. Il cambio cilindrico è caratterizzato da assi paralleli di alberi e ingranaggi tra le ruote.

classificazione

I tipi di riduttori cilindrici sono suddivisi in base a diverse caratteristiche.

1. Il numero di ingranaggi - da uno a quattro.
2. Meccanismi con alberi paralleli e coassiali. In quest'ultimo caso, la distanza tra gli assi sugli alberi di ingresso e di uscita è inferiore alla distanza centrale degli ingranaggi.
3. Installazione sui piedini, sulla flangia o montata (albero di uscita - cavo).
4. La posizione dell'albero nello spazio è orizzontale e verticale.

Vantaggi dei cambi di velocità

Il gruppo è più comune, a causa di numerosi vantaggi.

1. L'alta efficienza del 95-98%. Con un aumento del numero di passi, il suo valore diminuisce leggermente. Bassa perdita di energia causata da piccole forze di attrito nel processo.
2. Elevata capacità di carico. Con dimensioni adeguate, un cambio cilindrico è in grado di attraversare se stesso e trasmettere una notevole potenza a distanza. Le caratteristiche di progettazione dei meccanismi non creano inceppamenti nei collegamenti. Nella maggior parte dei dispositivi, le perdite vengono trascurate, ma in unità grandi e ad alta velocità, devono essere prese in considerazione.
3. Un leggero gioco dell'asse consente di ottenere un'elevata cinematica del meccanismo.
4. L'assenza di grandi perdite di energia non porta al surriscaldamento dell'unità. L'energia principale viene trasmessa dal convertitore al consumatore. Durante il riscaldamento c'è una parte di energia insignificante che non causa un forte riscaldamento delle parti. La maggior parte degli ingranaggi non ha bisogno di un sistema di raffreddamento.
5. Funzionamento affidabile sotto effetti dinamici (avvii frequenti, carichi non uniformi). A questo proposito, gli ingranaggi cilindrici sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature, dove i corpi di lavoro sono soggetti a carichi impulsivi significativi: frantumatori, smerigliatrici, trituratori, ecc. Il vantaggio è dovuto alla piccola quantità di attrito radente, dovuto al fatto che le parti si consumano un po '. Alberi, ingranaggi e cuscinetti ad alta risorsa.
6. Ampia selezione di dispositivi con diversi rapporti di trasmissione.

Svantaggi dei riduttori

Insieme con i vantaggi, il tipo di ingranaggio cilindrico presenta degli svantaggi.

1. Uno stadio non fornisce un rapporto di trasmissione elevato. Il numero minimo di denti della ruota è uguale a 17. Ciò richiede un aumento significativo delle dimensioni con il rapporto di trasmissione massimo possibile (fino a 1: 12,5).
2. Elevato livello di rumore generato dal contatto alternato delle coppie di denti. Il design più semplice quando sono dritti. Il contatto qui avviene lungo l'intera lunghezza del dente. Ciò garantisce la trasmissione di potenza elevata, ma anche un'usura significativa e un rumore maggiore durante la rotazione. Negli ingranaggi elicoidali, ogni collegamento successivo viene afferrato gradualmente, riducendo le vibrazioni e gli urti. Richiede meno sforzo per ruotare l'albero.
3. Nessuna frenata Il carico esterno può ruotare l'albero di uscita, il che non è sempre consigliabile. In un caso questo è uno svantaggio, nell'altro - un vantaggio.
4. Ruote dentate possiedono un'elevata rigidità e non danno l'opportunità di compensare i carichi dinamici.

Uso di cambi di ruote dentate

A causa della loro elevata efficienza, i cambi di trasmissione sono i più comuni. Sono utilizzati in azionamenti di cilindri del mulino, macchine per la lavorazione dei metalli, miscelatori, ecc. Il carico può essere uniforme, variabile, reversibile, unidirezionale. Altri tipi di attrezzi sono utilizzati quando è necessario fornire condizioni speciali: marcia regolare, elevato rapporto di trasmissione con dimensioni ridotte, disposizione angolare della trasmissione.

I riduttori vengono utilizzati per i seguenti scopi:

• riduzione della velocità di rotazione - cambio;
• variazione continua della velocità angolare - variatore;
• conversione da bassa velocità ad alta - moltiplicatore;
• combinazione con il motore in una unità: il motoriduttore.

Cambio monostadio

Esecuzione orizzontale cilindrica monostadio più comune del cambio.

Si applicano anche i modelli verticali. Questo o quel design è correlato alla praticità del layout del convertitore. Le ruote sono fatte con denti diritti, obliqui o chevron. L'alloggiamento della scatola ingranaggi cilindrici è in ghisa o è saldato all'acciaio.

Sono applicati cuscinetti volventi e meno spesso scivolare (per ingranaggi pesantemente caricati).

Il cambio cilindrico orizzontale ha un rapporto di trasmissione non superiore a 6,3. Un ulteriore aumento del rapporto di trasmissione (è consentito aumentare a 12,5) aumenta in modo inefficiente le dimensioni dell'unità. Se il riduttore cilindrico monostadio supera le dimensioni ammissibili, applicare il dispositivo di dimensioni più piccole con 2 passaggi.

Cambio a due stadi

Meccanismi distribuiti del tipo orizzontale. Il cambio cilindrico a due stadi contiene gli alberi principali, intermedi e guidati. Il primo stadio è chiamato ad alta velocità, e il secondo - a bassa velocità.

Il design razionale a due stadi di un cambio cilindrico ha un rapporto di trasmissione non superiore a 50. Con l'ulteriore aumento aumenta significativamente il peso e le dimensioni del dispositivo. Per rapporti di trasmissione di grandi dimensioni, si consiglia un tipo a tre fasi.

Il cambio cilindrico a due stadi può essere realizzato con uno schema forked, pine o unfolded. Quest'ultimo è più comune a causa della semplicità del design. Il posizionamento asimmetrico delle ruote comporta un carico disuguale su cuscinetti e denti.

In uno stadio biforcuto ad alta velocità con inclinazione opposta dei denti sulle ruote, le forze assiali sono bilanciate e le forze circonferenziali sono livellate a causa dell'autoallineamento dell'albero motore.

Layout del cambio

Il palco ad alta velocità viene eseguito più spesso con una marcia elicoidale, e il palco a bassa velocità - con una ruota dentata. Per la produzione di massa di ingranaggi elicoidali, è normale eseguire ingranaggi con la direzione sinistra del dente e ruote con quella destra. Nella produzione di ingranaggi di piccole serie del primo stadio sono realizzati come al solito, e il secondo - con la giusta direzione. A causa di ciò, si verifica il bilanciamento delle forze assiali sull'albero intermedio.

Se è necessario trasmettere una coppia che non dipende dall'angolo del cavo, vengono utilizzati ingranaggi conico-cilindrici. I dispositivi verticali sono fatti di un tipo a vite cilindrica. Hanno un'efficienza inferiore, quindi i riduttori vengono utilizzati principalmente per modalità operative a breve termine.

Lo schema espanso è più comune, poiché i componenti del meccanismo (alberi, ruote, ingranaggi) vengono utilizzati per produrre diverse dimensioni di riduttori. Lo svantaggio è l'aumento della concentrazione di stress nell'area di lavoro del dente, che richiede l'uso di alberi rigidi.

I riduttori con un circuito biforcato hanno una massa del 20% in meno, a causa della maggiore compattezza.

Lubrificazione del cambio

Il cambio impegna l'olio liquido. Vengono utilizzati i seguenti metodi di lubrificazione.

1. Carter - immersione in bagno d'olio, se la velocità non è superiore a 10 m / s. Con ulteriore aumento aumenta significativamente la perdita di energia degli schizzi d'olio. La ruota dentata si trova nella parte inferiore ad una profondità di due o tre altezze dei denti.
2. Flusso del carter: da un lato, l'olio viene pompato nel bagno di aggregato e, dall'altro, viene scaricato. Questo raffredderà l'olio.
3. Centralizzato (getto). Il metodo viene applicato a una velocità periferica massima di trasmissione di oltre 10 m / s. L'olio viene pompato per ingranaggi e cuscinetti. Allo stesso tempo, viene pulito in filtri a rete o piastre e raffreddato con acqua attraverso le pareti dei frigoriferi tubolari.
4. Combinato: uno stadio può essere lubrificato centralmente e l'altro in modalità basamento.

Riduttori verticali

I circuiti verticali sono necessari per i meccanismi che non possono funzionare usando gli ingranaggi orizzontali convenzionali. La trasmissione verticale con uno o tre stadi viene spesso utilizzata nei meccanismi che funzionano in modalità gru. Può anche essere utilizzato in posizione inclinata.

I passaggi vengono solitamente eseguiti con ingranaggi elicoidali. Le ruote e gli ingranaggi sono fatti di acciaio legato forgiato con trattamento termico. I cuscinetti a rulli conici a una corona sono utilizzati come supporti.

produttori

La produzione interna è molto indietro rispetto a quella straniera. I modelli di importazione entrano nel mercato russo senza adattarsi alle condizioni locali. I tradizionali cambi russi sono progetti estremamente semplificati, che danno loro l'opportunità di abbassare in qualche modo i prezzi e supportare la domanda. Il consumatore è sempre più convinto della sua scarsa affidabilità, preferendo acquistare prodotti importati. Il cambio cilindrico domestico presenta i seguenti svantaggi:

• mancanza di operazioni di finitura e finitura sul trattamento superficiale dei denti;
• bassa potenza e coppia, fragilità e mancanza di affidabilità;
• una limitazione significativa della diversità dei disegni, che rende impossibile applicarli in macchine e meccanismi moderni con un azionamento multifunzionale.

Pochissime imprese sono impegnate nel miglioramento dei prodotti nazionali, migliorando le loro prestazioni a livello straniero. Tra questi c'è il SEC "Reducer", il cui obiettivo principale è la modernizzazione dei prodotti tipici attraverso l'uso delle conquiste della scienza dei cambi e l'introduzione di innovazioni straniere.

conclusione

Il cambio cilindrico è il più comune grazie ai suoi vantaggi, i principali sono di piccole dimensioni, alta efficienza e durata. Si manifestano nella produzione precisa di meccanismi attraverso l'uso di materiali di qualità e metodi moderni di lavorazione di pezzi.