Редуктор на 3000 оборотов

Всем привет! Весь сезон мы были в поиске оптимального решения для Трайки передаточного числа редуктора. Были, конечно мысли и даже возможности и варианты воткнуть 5-ступенчатую КПП, но до этого наши шальные ручки так и не дошли…
В этом посте будет много технической информации, сравнительных характеристик и финальных тестов с сравнением лоб в лоб. Направлено всё это дело на заинтересованных, но плохо разбирающихся в этой теме ЖиВладельцев(пишу так, как объяснял бы себе, который ещё не разобрался во всём это деле :D), ну и опытом хочется поделиться. Если Вы из таких — Welcome к прочтению и к обсуждению в комментариях.

Итак, начну с предистории: Ещё предыдущий владелец говорил мне при покупке машины, что редуктор начинает "заканчиваться" и о необходимости быть готовым к замене. "Не лыком шиты! Машину из Крыма в СПб пригоним, а редуктор поменять не сможем?!" — отвечаю ему Я, совершенно забывая в дальнейшем об этом.
В этом году, в мае, по пути из СПб в Ярославль, на скорости свыше 90 км/ч в машине стоит просто невыносимый гул — не слышно ни музыки, ни ветра(!), один лишь шум ходовки. Помимо этого появилась ещё и лёгкая вибрация, которая делала обгоны с повышением скорости до 90+ км/ч просто невыносимыми. В оперативном режиме принимается решение о замене редуктора на "новый". Помощь в этом деле оказал werptel , предложив точно такой же редуктор от Нивы 2121 с гораздо меньшим пробегом и гораздо лучшим состоянием. Недолго колебаясь, мы его забираем и в моей голове начинают всплывать вопросы "А почему бы вместо такого же 4.1 редуктора не поставить 3.9?"

Кратко об основных типах существующих заводских редукторов на ВАЗ Классике:

ВАЗ 2102 — передаточное число 4.44(максимально возможное п.ч., для лучшей тяги с загруженным багажником)
ВАЗ 2101 — передаточное число 4.3
ВАЗ 2103 — передаточное число 4.1(объём двигателя и мощность увеличились => нужно увеличить максимальную скорость)
ВАЗ 2106 — передаточное число 3.9(для поднятия крейсерской скорости и увеличения максимальной скорости. Ставились в основном на моторы объёмом 1.6 л.)

В чём разница передаточных чисел? Чем оно меньше(например 3.9), тем выше максимальная скорость, но хуже тяга и медленнее разгон. Как пример: кардану, который крутится двигателем через коробку нужно попросту сделать меньше оборотов, чтобы ведущее колесо сделало один полный оборот. Соответственно, при большей скорости у двигателя обороты меньше, чем на редукторе с бОльшим передаточным числом.

В общем, поменяли мы редуктор. Состояние его действительно было изумительное — люфт минимальный, в самых лайтовых рамках допуска. Сел, поехал — просто не поверил ушам. В машине абсолютно исчез гул от ходовой и стало слышно ветер! Вибрации ушли! В общем, сказка, да и только, но… комфортная крейсерская скорость для адекватного расхода осталась на отметке 85 км/ч. Очень неудобно :/

И вот, месяц спустя, мы снова на яме 😀 Но меняем уже не редуктор, а весь мост в сборе…

Очень и очень досадно, но не об этом. Сейчас про сухое сравнение цифр:
По-хорошему, при замене редуктора меняется также тросик спидометра, потому что привод, приходящий в кпп, начинает некорректно транслировать скорость(как уже писал выше — число оборотов кардана и коробки остались прежними, а колесо делает больше оборотов, чем раньше). Кстати — одометр по этой же причине тоже начинает врать. Поэтому поначалу Я даже думал, что вырос расход…

Ну и НАКОНЕЦ-ТО, самая важная часть! Т.к. спидометр стал показывать не то, что прежде, все испытания проводились при помощи небезызвестного Яндекс.Навигатора на скоростях 90, 100 и 110 км/ч для редукторов 4.1 и 3.9.

Начнём с показаний редуктора 4.1.(Первая цифра — показания спидометра, вторая — данные из Яндекс.Навигатора(естественно, тесты проводились на протяжении длительного времени, в разных условиях приёма сигналов и даже разных частях нашей необъятной)):

90 км/ч — 85 км/ч
100 км/ч — 93 км/ч
110 км/ч — 102 км/ч

А теперь сравниваем всё это дело с 3.9 по той же схеме:

90 км/ч — 91 км/ч
100 км/ч — 106 км/ч
110 км/ч — 116 км/ч

Соответственно, разница в крейсерской скорости при том же потреблении топлива составила по моим тестам около 12-14 км/ч, что дало неплохой бонус при поглощении длительных маршрутов, вроде СПб — Ярославль и Ярославль — Воронеж этим летом и сэкономило некоторое количество времени.

Закину ещё один интересный факт: В моей семье есть Chevrolet Lacetti, на которой мне довелось съездить до Москвы и обратно и, естественно, её Я тоже притянул к тесту! 😀 Результат интересный(по прежней схеме):

90 км/ч — 83 км/ч
115 км/ч — 107 км/ч

Вывод:
Таким образом, мы приходим к выводу, что с редуктором 3.9 Я еду на Жиге со скоростью 100 км/ч(по спидометру), в то время как иномарки, идущие со мной параллельно держат скорость по спидометру 112-115 км/ч, что позволяет комфортно и уверенно чувствовать себя в потоке на трассе с ограничением скорости в 90 км/ч(хотя и на автомагистрали со 110 км/ч тоже ничё), а главное — комфортно и с терпимым расходом топлива с адекватной скоростью перемещаться на большие расстояния, чего Я и пытался добиться.
Поменяв 4-ступку на 5-ступку, этот эффект можно удвоить, но здесь в силу уже начнёт вступать аэродинамика, которая не даст Вам ехать с адекватным расходом 120-125 км/ч, но позволит достичь ещё большей экономии и снижения оборотов при тех же 100 км/ч(по спидометру), что повысит комфортность нахождения в салоне кирпича, идущего на взлёт 🙂
Но, опять же, если говорить не про мою 4-ступку, а 5-ступку, то в такой тандем редуктор 4.1 вписался бы идеально — и по трассе будет приемлемый расход с комфортными 100 км/ч, и в городе будет адекватная динамика автомобиля(насколько это возможно для жигулей)

Вот такие весёлые эксперименты Я провёл в этом сезоне и делюсь своими наблюдениями Если кому-то этот текст был полезен — буду очень рад. Делитесь своим опытом и мнением в комментариях, всем ровных дорог и дешёвого бензина 😉

В данной статье содержится подробная информация о выборе и расчете мотор-редуктора. Надеемся, предлагаемые сведения будут вам полезны.

При выборе конкретной модели мотор-редуктора учитываются следующие технические характеристики:

  • тип редуктора;
  • мощность;
  • обороты на выходе;
  • передаточное число редуктора;
  • конструкция входного и выходного валов;
  • тип монтажа;
  • дополнительные функции.

Тип редуктора

Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:

Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).

Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.

Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.

Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.

В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.

ВАЖНО!
Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений.

  • Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
  • Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.

Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи

Тип редуктора Число ступеней Тип передачи Расположение осей
Цилиндрический 1 Одна или несколько цилиндрических Параллельное
2 Параллельное/соосное
3
4 Параллельное
Конический 1 Коническая Пересекающееся
Коническо-цилиндрический 2 Коническая
Цилиндрическая (одна или несколько)
Пересекающееся/скрещивающееся
3
4
Червячный 1 Червячная (одна или две) Скрещивающееся
1 Параллельное
Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический 2 Цилиндрическая (одна или две)
Червячная (одна)
Скрещивающееся
3
Планетарный 1 Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени) Соосное
2
3
Цилиндрическо-планетарный 2 Цилиндрическая (одна или несколько)
Планетарная (одна или несколько)
Параллельное/соосное
3
4
Коническо-планетарный 2 Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько) Пересекающееся
3
4
Червячно-планетарный 2 Червячная (одна)
Планетарная (одна или несколько)
Скрещивающееся
3
4
Волновой 1 Волновая (одна) Соосное

Передаточное число [I]

Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

I = N1/N2

где
N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе;
N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.

Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.

Таблица 2. Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов

Тип редуктора Передаточные числа
Червячный одноступенчатый 8-80
Червячный двухступенчатый 25-10000
Цилиндрический одноступенчатый 2-6,3
Цилиндрический двухступенчатый 8-50
Цилиндрический трехступенчатый 31,5-200
Коническо-цилиндрический одноступенчатый 6,3-28
Коническо-цилиндрический двухступенчатый 28-180

ВАЖНО!
Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин. Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.

Крутящий момент редуктора

Крутящий момент на выходном валу [M2] – вращающий момент на выходном валу. Учитывается номинальная мощность [Pn], коэффициент безопасности [S], расчетная продолжительность эксплуатации (10 тысяч часов), КПД редуктора.

Номинальный крутящий момент [Mn2] – максимальный крутящий момент, обеспечивающий безопасную передачу. Его значение рассчитывается с учетом коэффициента безопасности – 1 и продолжительность эксплуатации – 10 тысяч часов.

Максимальный вращающий момент – предельный крутящий момент, выдерживаемый редуктором при постоянной или изменяющейся нагрузках, эксплуатации с частыми пусками/остановками. Данное значение можно трактовать как моментальную пиковую нагрузку в режиме работы оборудования.

Необходимый крутящий момент [Mr2] – крутящий момент, удовлетворяющим критериям заказчика. Его значение меньшее или равное номинальному крутящему моменту.

Расчетный крутящий момент [Mc2] – значение, необходимое для выбора редуктора. Расчетное значение вычисляется по следующей формуле:

Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2

где
Mr2 – необходимый крутящий момент;
Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент);
Mn2 – номинальный крутящий момент.

Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор)

Сервис-фактор (Sf) рассчитывается экспериментальным методом. В расчет принимаются тип нагрузки, суточная продолжительность работы, количество пусков/остановок за час эксплуатации мотор-редуктора. Определить эксплуатационный коэффициент можно, используя данные таблицы 3.

Таблица 3. Параметры для расчета эксплуатационного коэффициента

Тип нагрузки К-во пусков/остановок, час Средняя продолжительность эксплуатации, сутки
P2

Нельзя делать расчеты, используя приблизительное значение входной мощности, так как КПД могут существенно отличаться.

Коэффициент полезного действия (КПД)

Расчет КПД рассмотрим на примере червячного редуктора. Он будет равен отношению механической выходной мощности и входной мощности:

где
P2 – выходная мощность;
P1 – входная мощность.

ВАЖНО!
В червячных редукторах P2 МОСКВА
(Огородный проезд,д.5, стр.6
+7 (495) 966-07-07

Асинхронные двигатели малой мощности, мотор-редукторы 6 Вт — 0.2 кВт с цилиндрическим редуктором

Асинхронные двигатели и мотор-редукторы продолжительного (S1) режима работы с цилиндрическим редуктором

Мощность 6 — 200 Вт
Скорость 0.75 — 500 об/мин
Крутящий момент до 40 Нм

Малогабаритные асинхронные двигатели с редуктором повторно-кратковременного (S3) режима работы

Мощность 6 — 120 Вт
Скорость 0.75 — 500 об/мин
Крутящий момент до 20 Нм

Асинхронные электродвигатели c редуктором и электромагнитным тормозом

Мощность 6 — 200 Вт
Скорость 0.75 — 500 об/мин
Крутящий момент до 40 Нм

Маломощные мотор-редукторы 220/380 В с регулируемой скоростью

Мощность 6 — 200 Вт
Скорость 0.75 — 500 об/мин
Крутящий момент до 40 Нм

Контроллеры скорости для асинхронных двигателей и мотор-редукторов 220В

Простое, недорогое и надежное решение для двигателей со встроенным тахометром мощностью 6 — 200 Вт
Точность установки скорости 3%

Цилиндрические редукторы с крепелением на фланец

Допустимые нагрузки на редуктор
КПД редукторов до 81%
Передаваемый момент до 40 Нм

Цилиндрические мотор-редукторы с параллельными валами 0.1 — 3.7 кВт, однофазные 220 В, трехфазные 220/380 В

Крепление "на лапах"

Мощность 0.1 — 1.5 кВт (220 В), 0.1 — 3.7 кВт (220/380 В)
Скорость 0.7 — 467 об/мин
Крутящий момент до 1450 Нм

Мощность 0.1 — 1.5 кВт (220 В), 0.1 — 3.7 кВт (220/380 В)
Скорость 0.7 — 467 об/мин
Крутящий момент до 1450 Нм

Линейные актуаторы 220/380 В

с ходом штока от 300 мм до 1000 мм

Мощность 25 — 120 Вт
Скорость 10 — 100 мм/сек
Усилие до 140 кгс (1400 Н)

с ходом штока от 300 мм до 1000 мм

Мощность 25 — 120 Вт
Скорость 10 — 100 мм/сек
Усилие до 140 кгс (1400 Н)

Мотор-редукторы с червячной и гипоидной передачей 15 Вт — 7.5 кВт

С полым, односторонним и двухсторонним валом

Мощность 15 Вт — 0.75 кВт
Скорость 6 — 150 об/мин
Крутящий момент до 554 Нм

NMRV 025 — NMRV 130

Мощность 60 Вт — 7.5 кВт
Скорость 14 — 186 об/мин
Крутящий момент до 803 Нм

Мотор-редукторы постоянного тока 6 Вт — 250 Вт

с цилиндрическим редуктором

Мощность 6 — 250 Вт
Скорость 1.4 — 983 об/мин
Крутящий момент до 40 Нм

диаметр 22 мм — 62 мм

Мощность 10 — 60 Вт
Скорость 6 — 956 об/мин
Крутящий момент до 45 Нм

Однофазные асинхронные двигатели серии "АИРЕ" мощностью 0.12 кВт — 2.2 кВт

с питанием от сети переменного тока 220 В 50 Гц

Мощность 0.12 — 2.2 кВт
Скорость 1500 / 3000 об/мин
Высота оси вращения до 100 мм

Компания «СИРИУС» осуществляет поставку асинхронных двигателей мощностью от 3 Вт до 3.7 кВт, мотор-редукторов с однофазными электродвигателями конденсаторного типа 220 В, трехфазных мотор-редукторов 220/380 Вольт, редукторов с двигателями постоянного тока с питанием 12 В / 24 В.

Предлагаемые мотор-редукторы состоят из асинхронного двигателя (однофазного — от 3 Вт до 2.2 кВт, трехфазного — от 0.18 до 3.7 кВт) и цилиндрического или червячного редуктора. Ассортимент предлагаемой нами продукции широк, что позволяет подобрать оптимальное техническое решения для разных задач.

Возможна комплектация мотор-редукторов регулятором скорости, электромагнитным тормозом. Все мотор-редукторы реверсивны, изменение направления вращения выходного вала изменяется согласно схеме включения.

Следует отметить, что асинхронный привод применяется, когда требуется простое вращательное движение без относительно высоких требований к точности позиционирования. Это связано с физическим устройством асинхронного двигателя, скорость которого трудно поддерживать постоянной. Для точного позиционирования вала двигателя целесообразно использовать другой тип привода — сервопривод или шаговый привод.

Самый миниатюрный из предлагаемых нами асинхронных электродвигателей имеет мощность 3 Вт и размер квадрата фланца всего 42 мм!

Мотор-редукторы этих мощностей могут поставляться со встроенным тахогенератором, что позволяет изменять скорость мотор-редуктора в широком диапазоне. Нужно отметить, что скорость асинхронного двигателя при такой схеме никогда нельзя регулировать "от нуля оборотов". Например, для двигателей с синхронной скоростью сращения 1200 об/мин, минимальный порог регулирования скорости составит около 90 об/мин, максимальный — 1400 об/мин. Для получения меньших скоростей рекомендуется использовать редуктор.

В состав регулируемого привода входит контроллер скорости US22B, позволяющий изменять скорость вращения двигателем при помощи встроенного потенциометра (ручки).

Двигатели с тормозом состоят из реверсивного асинхронного электродвигателя конденсаторного типа и электромагнитного тормоза. Питание тормоза — такое же как у двигателя 220 В 50 Гц, что делает схему включения очень удобной, так как не требуется дополнительный источник питания.

Мини мотор-редукторы 220В повторно-непрерывного режима работы предназначены для эксплуатации в режиме S3 с продолжительностью включения 60% и временем цикла 30 мин. Они идеально подходят для старт-стопных режимов, когда от двигателя требуется частое включение-выключение.

Поставляемые нами малогабаритные мотор-редукторы комплектуются цилиндрическими редукторами серий 2GN, 3GN, 4GN, 5GN, 5GU, 6GU, что позволяет получить скорости на выходе редуктора от 7.5 до 500 об/мин. Для получения еще меньших возможно использование совместно с основным редуктором промежуточного редуктора GN10XK (с фиксированным передаточным отношением 1/10), скорость при этом уменьшается в 10 раз, что позволяет получить минимальную скорость 0.75 об/мин. Для абсолютно всех задач, где может быть использован асинхронный двигатель, минимальной скорости 0.75 об/мин более, чем достаточно.

Максимальный момент, передаваемый цилиндрическими редукторами этих серий составляет 40 Нм.

Мотор-редукторы с полым валом серии HG также находят широкое применение для решения различных технических задач. Гипоидная передача имеет высокую эффективность, характеризуется повышенной нагрузочной способностью, низким уровнем шума, высокой компактностью. Серия включает в себя мотор-редукторы на основе электродвигателей мощностью от 15 Вт до 750 Вт. Передаваемый крутящий момент редукторов с полым валом — от 0.64 Нм до 554 Нм, что позволяет им находить применение в решении различных технических задач. Диапазон скоростей — от 6 об/мин до 150 об/мин.

Оцените статью
Topsamoe.ru
Добавить комментарий