Для чего нужен планетарный редуктор
Планетарный редуктор: устройство, виды и принцип работы
Из чего состоит планетарная передача
Планетарным редуктором называется один из типов механических редукторов. Этот широко распространённый во многих отраслях тип редукторов основан на планетарной передаче. Планетарная передача представляет собой зубчатый механизм, характерной особенностью которого является то что оси некоторых зубчатых колёс являются подвижными.
Наиболее популярная разновидность планетарной передачи состоит из следующих элементов:
Как работает планетарный редуктор
Работа планетарной передачи простейшей конструкции в случае остановленного эпицикла происходит следующим образом. Во вращение приводится солнечная шестерня. Вместе с ней начинают поворачиваться сцепленные с ней сателлиты. По мере того как сателлиты поворачиваются, они перекатываются по солнечной шестерне и по эпициклу. Тем самым они перемещаются вокруг солнечной шестерни, приводя во вращение водило, на котором закреплены оси сателлитов.
Конструкция планетарного механизма позволяет работать не только с остановленным эпициклом, используя в качестве входа солнечную шестерню, а в качестве выхода – водило. Из трёх перечисленных элементов: солнечная шестерня – водило – эпицикл любые два можно использовать как вход или как выход, а оставшийся третий – затормозить. Планетарная передача при таких способах включения всё равно будет работать, изменится лишь передаточное отношение как по величине, так и по знаку. Всего возможно шесть подобных способов включения, но наиболее широко применяется описанный выше: вход – солнечная шестерня, выход – водило, эпицикл – неподвижен. Такое включение имеет самое большое передаточное отношение из всех имеющихся способов.
Если в планетарном механизме вращаются, и солнечная шестерня и водило и эпицикл, то механизм начинает работать как дифференциал, позволяя производить сложение угловых скоростей на разных входах или их разложение угловой скорости на два различных выхода.
От планетарной передачи к планетарному редуктору
На практике планетарная передача используется как основной элемент для построения планетарных редукторов. В состав редуктора помимо самой передачи входят корпус, опорные подшипники, входной и выходной вал (или иные элементы для подключения вала двигателя и вала нагрузки).
Поскольку передаточное отношение планетарной передачи описанной конструкции чаще всего находится в диапазоне от 3 до 7, то для получения более высоких передаточных отношений применяют последовательное соединение нескольких планетарных механизмов. Получившийся в результате многоступенчатый редуктор может иметь передаточное отношение до нескольких тысяч и даже десятков тысяч.
Варианты планетарного редуктора: отличия друг от друга
Планетарные редукторы имеют большое количество разновидностей, отличающихся друг от друга по самым различным признакам. Отличия могут заключаться в конструктивной схеме – несколько солнечных шестерён, водил или эпициклов, вместо одной солнечной шестерни, одного водила и одного эпицикла в простейшем варианте редуктора. В некоторых вариантах редукторов плоскости вращения различных планетарных колёс могут быть не параллельны друг другу (пространственные планетарные механизмы).
Для построения планетарного редуктора могут быть использованы различные виды зубчатых колёс: прямозубые, косозубые, шевронные, конические. Использование каждого из этих видов зубчатых колёс может придать редуктору особенные свойства. Например, косозубые зубчатые колёса могут быть использованы для построения малошумных редукторов.
Количество сателлитов также может изменяться. Обычно используется от трёх (наиболее распространённый вариант) до шести сателлитов (выходные ступени компактных высоконагруженных редукторов). Форма сателлитов также может быть различной – например двухвенцовые зубчатые колёса в планетарных редукторах, построенных по сложным конструктивным схемам или разрезные подпружиненные зубчатые колёса в редукторах с пониженным люфтом.
Отличие планетарного редуктора от других редукторов
Планетарный редуктор имеет небольшой диаметр если сравнивать редукторы разных типов, рассчитанные на одинаковый номинальный момент. При этом осевая длина планетарных таких редукторов как правило больше чем у других типов редукторов.
В стандартных конструкциях планетарных редукторов доступен широкий ассортимент передаточных чисел (например, до шести тысяч в случае планетарных редукторов maxon motor) в отличие, например, от волновых редукторов (от 30 до 160 в стандартных моделях).
Среди планетарных редукторов можно найти модели с самым разным люфтом: от нескольких градусов для моделей стандартного исполнения до особо низколюфтовых редукторов специальной конструкции (например, планетарные редукторы Harmonic Drive). С одной стороны, это позволяет им быть более точными чем распространённые модели рядных редукторов, с другой стороны они не достигают точности волновых редукторов.
Планетарный редуктор
Подписка на рассылку
Планетарный редуктор. Устройство и принцип работы
Рассмотрим устройство планетарного редуктора на примере одноступенчатой модели. Конструктивно этот механизм состоит из:
• корпуса, в котором неподвижно зафиксирована коронная шестерня (эпицикл);
• выходного вала, жестко соединенного с водилом, на котором на осях установлены шестерни-сателлиты;
• входного вала с закрепленной на нем центральной солнечной шестерней.
После запуска приводного двигателя его вал, соединенный упругой или компенсационной муфтой с входным валом редуктора, начинает вращать и солнечную шестерню. Она в свою очередь вовлекает в движение шестерни-сателлиты, находящиеся с ней во внешнем зацеплении, и заставляет их вращаться в противоположном направлении. Опираясь на коронную шестерню, жестко закрепленную в корпусе, сателлиты вынуждены совершать круговое движение по ее внутренней поверхности, одновременно заставляя вращаться и водило, на котором они установлены.
Основные параметры планетарного редуктора
Величину снижения скорости вращения выходного вала редуктора, соединенного с водилом, по отношению к начальной частоте вращения вала приводного двигателя определяет передаточное число планетарного редуктора.
При неподвижной коронной шестерне этот параметр выражается следующей формулой:
U=1+Zк/Zс, где
U – передаточное отношение;
Zк – число зубьев на коронной шестерне;
Zс – число зубьев на солнечной шестерне.
Для одноступенчатых моделей передаточное отношение колеблется от 3,15 до 12,5. Чтобы увеличить крутящий момент и снизить скорость вращения выходного вала, используются многоступенчатые редукторы.
Как уже говорилось ранее, для работы планетарного редуктора требуется, чтобы один из его составных элементов был неподвижен. Эта формула справедлива для зафиксированного эпицикла и передачи вращения солнечной шестерне. Если ведущим будет водило, то формула передаточного отношения будет иметь такой вид:
U=1/(1+Zк/Zс).
В этом случае на выходном валу будет отмечено увеличение скорости вращения.
Не менее важными параметрами являются номинальный крутящий момент и высота оси вращения валов, величины которых регламентируются ГОСТ 25022-81.
Преимущества планетарных редукторов
КПД планетарного редуктора достигает 98% и сопоставим с аналогичным параметром для цилиндрической передачи. Такие механизмы позволяют реализовывать различные схемы привода как с уменьшением частоты вращения, так и с ее увеличением. Распределение нагрузки на большее число элементов позволяет снизить напряжение на зубьях шестерен.
Планетарные редукторы изготавливают для монтажа на «лапах» в горизонтальном положении или с фланцем для вертикального или горизонтального расположения. Помимо этого, многие модели поставляются с установленным приводным двигателем.
Планетарные редукторы при сопоставимых номинальных крутящих моментах и передаточных числах имеют меньшие габариты, чем модели с цилиндрической, червячной и конической передачей. Кроме того, соосное расположение валов позволяет более рационально выполнить их компоновку с приводимым механизмом.
Эксплуатация планетарных редукторов может осуществляться в районах с холодным, умеренным, тропическим, а также морским климатом как внутри помещений, так и под открытым небом.
Применение в промышленности и быту
Редуктор планетарного типа применяется в механизмах поворота башенных кранов, робототехнике, а также в качестве привода гусеничного транспорта, конвейерных лент и шпинделей металлообрабатывающих станков. Такими редукторами комплектуются подъемные лебедки, бетономешалки, механизмы открывания ворот и пр.
Планетарные редукторы
Планетарные мотор-редукторы серии JRP Euronorm
Серворедукторы Nidec Shimpo
серии VRB
Серворедукторы Nidec Shimpo
серии VRS
Серворедукторы Nidec Shimpo
серии VRT
Угловые серворедукторы Nidec Shimpo
серии EVL
Угловые серворедукторы Nidec Shimpo
серии EVB
Угловые серворедукторы Nidec Shimpo
серии EVS
Угловые серворедукторы Nidec Shimpo
серии EVT
Серворедукторы Nidec Shimpo
серии VRL
Планетарные
редукторы
Наша компания ПРИВОДНЯ МЕХАНИКА занимается поставкой на рынок России и стран СНГ широкой номенклатуры приводной техники.
Особое место занимают планетарные редуктора для широчайшего спектра задач — начиная от индустриальных планетарных редукторов и общепромышленных мотор-редукторов Euronorm (Нидерланды) и заканчивая высокоточными соосными и угловыми планетарными редукторами Nidec Shimpo (Япония).
Планетарный редуктор получил свое название исходя из способа размещения шестеренок. В центре передачи находится солнечная шестерня, вокруг нее крутятся (как планеты вокруг солнца) сателлиты, связанные между собой водилом, а снаружи сателлитов находится коронная шестерня (эпицикл). Все виды шестерен могут быть связаны с входным валом или с выходным.
Примеры
применения
Но не будем сильно погружаться в теорию планетарных механизмов, а рассмотрим примеры применения.
Типичный пример принципа работы планетарного редуктора, является работа шарикового подшипника, в котором водилом является сепаратор, функции солнечной шестерни выполняет внутреннее кольцо, а коронной шестерни — наружное кольцо, при этом шарики выступают в роли сателлитов.
Если говорить о применении планетарных передач в повседневной жизни, то данный тип передачи можно встретить абсолютно везде — от электрических шуруповертов до приводов бульдозеров, то есть в оборудовании, к которому предъявляются повышенные требования по компактности и легкости при обеспечении больших передаточных отношений и крутящего момента.
В связи с этим, к основным преимуществам планетарной передачи можно отнести:
Однако, даже у планетарной передачи есть недостатки, которые накладывают определенные ограничения на сферы применения данных редукторов:
При этом стоит отметить, что недостаток, связанный с повышенными требованиями к точности изготовления и сборки является условным недостатком, поскольку он преодолевается с помощью отлаженных процессов изготовления и сборки, а также контролем качества как используемых сырья и материалов, так и каждой единицы выпускаемых конечных изделий в виде планетарных редукторов.
Именно на этих важнейших принципах базируется производство планетарных редукторов от японского производителя высокоточных планетарных редукторов Nidec Shimpo и голландского производителя индустриальных планетарных редукторов и мотор-редукторов Euronorm.
Планетарные редукторы Nidec Shimpo (Япония)
Одно из наших главных направлений работы – это поставка серворедукторов Nidec Shimpo (Япония).
Редукторы Nidec Shimpo применяются повсеместно в робототехнике и автоматизации, станкостроении и пищевой промышленности, упаковочных линиях, медицинском оборудовании, космическом приборостроении, и многих других отраслях промышленности.
Nidec Shimpo является безусловным лидером на рынка планетарных серворедукторов в Японии, мы занимаем одну из лидирующих позиций в мире по объему производства, имея крайне сильные позиции в Азии и Америке.
Серворедукторы Nidec Shimpo составляют достойную конкуренцию широко известным в Европе брендам, при этом, как правило, стоимость редукторов вследствие крупносерийного производства (более 100 000 редукторов в месяц) конкурентоспособна. При этом о традиционно высоком японском качестве продукции известно многим уже давно.
Планетарные серворедукторы Nidec Shimpo имеют передаточные числа в диапазоне от 3 до 100 и угловой люфт, при этом, в среднем от 1 до 3 угловых минут в стандартном исполнении.
Но в случае, когда заказчику требуется компактность, небольшой вес и высокое передаточное отношение и минимальная стоимость, а требований к точности нет, то и в этом случае мы можем предложить специальные экономичные серии планетарных редукторов, правда с люфтом до 15 угловых минут.
Что касается исполнений редукторов, то, как правило их 2:
За счет этой конической передачи люфт у редукторов в угловом исполнении немного выше по сравнению с соосными редукторами, однако по-прежнему редукторы являются высокоточными.
Наиболее часто используются соосные планетарные серворедукторы и их основные серии поставляются со склада в Германии, за счет чего достигается короткий срок поставки (в стандарте 3-5 недель, возможна ускоренная доставка в течение 5-7 рабочих дней). Это 4 основные серии c выходным сплошным валом серии VRL, VRB, VRS и с фланцевым исполнением – серия VRT.
Серворедукторы
серии VRL
Серворедукторы серии VRL являются одними из наиболее часто применяемых редукторов. Косозубое зацепление, жесткая конструкция, плавная работа и высокие передаваемые крутящие моменты — факторы, делающие серию VRL лучшей в классе. Редукторы поставляются с шариковыми подшипниками и заправленными на весь срок службы смазкой. Номинальный люфт на выходном валу составляет до 5 угл. мин., что дает оптимальный баланс между точностью, динамикой и конкурентоспособной ценой. Серия VRL — отличный выбор для упаковочного оборудования, систем перемещения грузов и общей автоматизации. Имеются исполнения, пригодные для мытья специальными растворами, а также для пищевой промышленности.
Серворедукторы
серии VRB
Серия VRB — представляет собой редуктор с люфтом менее 3 угловых минут, в котором для монтажа предусмотрен фланец со сквозными отверстиями. Это упрощает установку на различное оборудование. Редукторы поставляются с шариковыми подшипниками и заправленными на весь срок службы смазкой. Данная серия идеально подходит для разных вариантов применения в ременных приводах и исполнительных механизмах, используемых в представленных на рынке автоматизации упаковочных и гибких сборочных участках. Различные варианты конструкций, позволяющих производить мойку редукторов, исполнение для пищевой промышленности делают серию привлекательной для самых критических условий эксплуатации.
Серворедукторы
серии VRS
Редукторы серии VRS — идеальное решение там, где есть требования к точности позиционирования, а также необходима работа на высоких скоростях, возможно, при непрерывном режиме работы, при котором критичным аспектом являются тепловые ограничения.
Два конических роликовых подшипника обеспечивают при этом плавную и тихую работу, с возможностью воспринимать высокие осевые и радиальные нагрузки на выходном валу.
В качестве опции возможна поставка редукторов с уменьшенным до 2 угловых минут люфтом, что часто востребовано в станкостроении и робототехнике.
Максимальный крутящий момент ускорения до 3700 Нм делает возможным совместную работу редукторов серии VRS с серводвигателями больших типоразмеров.
Серворедукторы
серии VRT
Флагманская серия редукторов VRT устанавливает новые стандарты отрасли в части передаваемых крутящих моментов и жесткости на кручение.
Их компактная конструкция и стандартный фланец ISO часто востребованы там, где требуется высокая скорость вращения, высокая повторяемость и точность привода.
Необходимо отметить непревзойденную торсионную жесткость на кручение и низкий люфт, — эти два аспекта позволяют говорить о превосходной точности позиционирования.
Стандартный люфт на выходном валу для серии VRT составляет не более 3 угловых минут и до 1 угловой минуты по запросу.
Наши редукторы VRT — одно из самых надежных и долговечных решений на рынке, что с успехом доказано многолетней эксплуатацией в робототехнике, приводах поворотных столов, позиционеров и другой техники, где важны компактность, малые затраты и простота монтажа.
Планетарно-конические редукторы Nidec Shimpo
Планетарно-конические редукторы Nidec Shimpo позволяют выполнить редуктор в угловом исполнении. Это помогает нашим заказчикам, например, найти выход при ограничениях в монтажных габаритах. Такие редукторы представлены сериями, которые соответствуют соосным исполнениям. Это серии EVL, EVB, EVS и серия с выходным фланцем – EVT.
Nidec Shimpo предлагает также максимально возможное разнообразие моторных фланцев и втулок под вал двигателя для всех известных серводвигателей Европы, Америки и Азии.
Мы можем подобрать планетарный редуктор на замену практически любому производителю.
Широкая линейка переходных фланцев и втулок позволяет в заводском исполнении получить изделие, готовое к монтажу с любым существующим на данный момент серводвигателем.
У Nidec Shimpo также есть очень удобный конфигуратор для подбора и загрузки чертежей и моделей серворедукторов:
Планетарные мотор-редукторы серии JRP. Euronorm
Возможны различные варианты конструктивного исполнения индустриальных планетарных редукторов:
Большие передаточные числа и передаваемый момент при небольших габаритах дают возможность использовать мотор-редукторы серии JRP для различных задач.
Наши планетарные редукторы и мотор-редукторы находят свое применение во многих областях промышленности в буровой, строительной, дорожной, подъемно-транспортной технике, металлургии, сельском хозяйстве, судостроении, лесозаготовительном производстве, нефтегазовой и прочих отраслях.
Отметим также, что продукция Euronorm имеет превосходное европейское качество и конкурентную цену.
Для удобства заказчика двигатель и редуктор собираются в мотор-редуктор на заводе и клиент получает полностью готовое изделие для монтажа.
На нашем сайте доступны каталоги, брошюры и другая полезная информация по всей нашей продукции.
Специалист компании ООО «ПРИВОДНАЯ МЕХАНИКА» в любой момент времени готов оказать всю
необходимую поддержку или подобрать планетарный редуктор для самых различных задач.
Оставить заявку на поставку оборудования
Для оформления заявки вам необходимо заполнить опросный лист. Вы можете сделать это онлайн или скачать в формате doc, заполнить на собственном компьютере и отправить нам почтой или через сайт. После оформления заявки вы сразу получите расчетный лист.
Для оформления заявки вам необходимо заполнить опросный лист. Вы можете сделать это онлайн, открыв сайт на компьютере, или скачать его формате doc, заполнить, и отправить нам почтой или через сайт. После оформления заявки вы сразу получите расчетный лист.
Планетарный редуктор
Процедура механизации производственной и другой деятельности существенно повысила поставленные задачи. Довольно большое распространение получили механизмы, предназначенные для передачи вращения и распределения создаваемого усилия. Существует довольно большое количество различных редукторов, все они характеризуются своими определенными эксплуатационными характеристиками. Примером можно назвать планетарный редуктор, устройство которого имеет довольно большое количество различных особенностей. Рассмотрим подобный механизм подробнее.
Устройство и принцип работы
Рассматриваемый механизм представлен классическим сочетанием шестерен с различным диаметром, которые обеспечивают передачу вращения с изменением числа оборотов и передаваемого усилия. Особенности механизма определяют возможность применения в самых различных отраслях. Обеспечить работу можно только в случае присоединения вращающего вала к ведомой части.
Рассматривая чертеж классического устройства, следует отметить, что оно состоит из следующих элементов:
Принцип работы планетарного редуктора предусматривает то, что смазывание основных деталей происходит за счет естественного разбрызгивания масла при работе устройства.
Схема классического устройства выглядит следующим образом:
Защита конструкции обеспечивается за счет крышки редуктора. Его фиксация проводится за счет болтов. В целом можно сказать, что устройство достаточно сложное, поэтому провести его ремонт и обслуживание не всегда просто.
Принцип действия агрегата во многом зависит от кинематической схемы привода. Расчет передаточного отношения проводится при применении специальных формул, которые можно встретить в технической литературе.
Основная часть конструкции состоит из следующих деталей:
Принцип действия рассчитывается следующим образом:
Стоит учитывать, что для работы механизма одна из частей должна быть зафиксирована относительно других. В зависимости от выбора ведомого или ведущего элемента зависит показатель передаточного числа. Рассчитать число достаточно сложно, от этого показателя также зависит удельная мощность.
Конструктивные особенности рассматриваемого механизма определили то, что он может применяться для достижения самых различных целей.
Виды планетарных редукторов
Встречается довольно большое количество разновидностей понижающих редукторов. Классификация проводится также по количеству ступеней:
Первый вариант исполнения намного проще, характеризуется меньшими размерами и обеспечивает более широкие возможности по передаче крутящего момента. Создание нескольких ступеней определяет существенное увеличение размеров конструкции, а диапазон передаточных чисел уменьшается.
Также классификация проводится по показателю сложности планетарного редуктора. Выделяют два основных типа:
На сегодняшний день дифференциальный редуктор получил весьма широкое распространение, так как позволяет передавать вращение требуемым образом в конкретном случае.
Выделяют виды в зависимости от формы корпуса, а также применяемым внутри элементам. Классификация выглядит следующим образом:
Их применение позволяет передавать вращение между пересекающимися, перекрещивающимися и параллельными валами. Именно поэтому планетарный редуктор получил широкое распространение.
Двухступенчатые планетарные мотор-редукторы применяются в случае, когда нужно передавать вращение с различной частотой. Некоторые варианты исполнения изготавливаются по схеме 3к, планетарные редукторы большой мощности зачастую имеют крупный размер, а при изготовлении основных частей применяется закаленная сталь, характеризующаяся высокой устойчивостью к износу.
Применение
Сегодня электродвигатель с планетарным редуктором получили весьма широкое распространение, могут применяться в самых различных случаях. Область применения во многом зависит от конструктивных особенностей устройства и его характеристик. Выделяют следующие варианты исполнения:
Несмотря на достаточно сложную конструкцию, она получила весьма широкое распространение. Примером можно назвать машиностроительную область, станкостроение и производство различных механизмов. Примером можно назвать автомобильную коробку передач, которая предназначена для передачи вращения и изменения предаваемого усилия или скорости.
Следует уделить довольно много внимания и подбору наиболее подходящего варианта исполнения. Если установленное устройство не будет обладать требуемыми свойствами, то есть вероятность выхода конструкции их строя при ее применении.
Наиболее важными параметрами выбора можно назвать следующие показатели:
Все наиболее важные параметры указываются в инструкции по эксплуатации, что существенно упрощает процесс выбора подходящего варианта исполнения.
Достоинства и недостатки
Широкая область применения прежде всего связана с основными преимуществами механизма. Многие свойства такие же, как у цилиндрического варианта исполнения, так как в обоих случаях применяются шестерни. Преимущества следующие:
В целом можно сказать, что есть довольно большое количество причин, по которым применяется именно подобный механизм для передачи вращения. КПД планетарного редуктора относительно невысокое, что можно назвать существенным недостатком подобного варианта исполнения. Кроме этого, коэффициент полезного действия существенно падает при непосредственном использовании устройства, так как со временем оно изнашивается.
Кроме этого следует уделить внимание тому, что планетарный редуктор является сложной конструкцией, при изготовлении и установке которой возникают трудности.
Незначительное отклонение в размерах становится причиной уменьшения основных свойств, а также появления серьезных неисправностей.
Обслуживание и ремонт
Сложность рассматриваемого механизма определяет то, что возникает необходимость в своевременном обслуживании и проведении ремонта. Для начала уделим внимание тому, каким образом проводится расчет планетарного редуктора. Среди особенностей этого процесса отметим следующие моменты:
Изготовить самостоятельно рассматриваемую конструкцию достаточно сложно, как и провести ремонт планетарных редукторов. Среди особенностей этой процедуры отметим следующее:
Чаще всего обслуживание предусматривает добавление масла. Смазка планетарного редуктора позволяет существенно продлить срок службы конструкции, так как соприкосновение и трение металла становится причиной его истирания. Рекомендуется смазывать механизм периодически, так как масло выступает еще в качестве охлаждения. В продаже встречаются специальные смазывающие вещества, которые характеризуются определенными эксплуатационными качествами.
Сегодня ремонтом редукторов занимаются компании, которые специализируются на предоставлении соответствующих услуг. Признаком того, что механизм начинает выходить из строя становится появление сильного шума, вибрации, рывков, нагрев и многое другое. Со временем процесс износа существенно ускоряется, так как металл, находящийся в масле попадает в зацепление шестерен. В большинстве случаев ремонт предусматривает замену всех элементов на новые.
В заключение отметим, что планетарный редуктор характеризуется весьма привлекательными свойствами. Примером можно назвать отсутствие большого количества крепежных элементов, а также равномерное распространение нагрузки. Как ранее было отмечено, редуктор применяется при создании различных узлов транспортных средств.