Зубчатые и иные передачи

pravmash Форумы Основная статья Зубчатые и иные передачи

В этой теме 27 ответов, 3 участника, последнее обновление  Kobold 1 месяц назад.

Просмотр 13 сообщений - с 16 по 28 (из 28 всего)
  • Автор
    Сообщения
  • #4164

    Д.Д.
    Хранитель

    То есть «там» принципиально всё то же, только больше точность и лучше материалы?

    А насчёт больших пустот и разъёмных корпусов можете сказать, в чём их недостатки? Насчёт пустот понятно, это лишние размеры, объёмы. А разъёмный корпус это как минимум удобство ремонта? А сейчас, получается, редукторы не ремонтируют?

    Современные редукторы ведущих западных производителей, как правило, выполняются в неразъемных корпусах. То есть в этих корпусах нет разъемов в плоскости валов. Они сделаны примерно так, как автомобильные коробки передач. Посадочные места под подшипники растачиваются в стенках цельного корпуса. Одна из сторон корпуса делается открытой и через нее вставляются зубчатые колеса. Через нее же эти колеса и вынимаются из корпуса при ремонте. После сборки редуктора эта открытая сторона закрывается съемной крышкой. При этом крышка может быть очень легкой, так как в ней нет отверстий под посадочные места нагруженных подшипников. Так что с ремонтом таких редукторов все обстоит нормально. Такие корпуса гораздо технологичнее разъемных, какими выполняются до сих пор корпуса для серийных редукторов большинства наших заводов.
    Посмотрите один из таких серийных редукторов:
    http://74red.ru/catalog?item=70
    Специально выбрал его, поскольку, в отличие от большинства собратьев, он имеет не один, а целых два разъема, причем эти разъемы располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Следовательно корпус состоит из трех отливок. Эти отливки нужно обработать чистовым фрезерованием по плоскостям разъема. При этом две из них нужно фрезеровать с высокой точностью по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Затем их нужно состыковать, надежно скрепить между собой, засверлить и развернуть отверстия под установочные штифты, а также обработать отверстия под стяжные болты. И только затем расточить посадочные места под подшипники.
    Неразъемный корпус обрабатывается гораздо проще и не требует никаких штифтов и стяжных болтов. В единственной отливке сразу обрабатываются посадочные места под подшипники.
    Возможны некоторые отличия от описанной схемы. Например в большинстве современных червячных редукторов, делается не одна легкая крышка, а две силовых боковых крышки с диаметром несколько большим, чем диаметр червячного колеса. В этих крышках, достаточно просто обрабатываемых на токарных станках, выполняются посадочные места под подшипники выходного вала. В любом случае, применяемые западными производителями конструкции корпусных частей редукторов существенно технологичнее, чем у нас.
    Есть в разъемных корпусах еще одна особенность, которую уверенно объяснить не могу. Обратите внимание, как мало места занимают подшипники качения по длине посадочных мест в разъемных корпусах. Может быть, длинные приливы корпусов под эти посадочные места остались еще с тех незапамятных времен, когда на этих местах стояли втулки подшипников скольжения?

    • Этот ответ был изменен 1 месяц, 2 нед. назад от  Д.Д..
    • Этот ответ был изменен 1 месяц, 2 нед. назад от  Д.Д..
    #4168

    Kobold
    Участник

    Спасибо за подробный обстоятельный ответ. Очень интересно!

    #4170

    Kobold
    Участник

    Вот, что нашёл случайно про редкутор с разъёмным корпусом: ссылка на видео

    Видео не наше, а вполне себе «импортное». Там видно, что большие посадочные места для подшипников сделаны для крышек. Хотя, на мой диленатнский взгляд кажется, такой прилив явно лишний, для крышки такое углубление не нужно.

    #4171

    Д.Д.
    Хранитель

    Действительно, и видео импортное и редуктор на нем с разъемным корпусом. Какие-то западные фирмы до сих пор выпускают свои редукторы именно в таких корпусах, которым, как минимум, лет 50, а скорее всего гораздо больше. Но, если для Запада такое исполнение уже редкость, то для наших заводов это правило. Печально, что наши заводы неповоротливы, но еще хуже, что и «механическая» инженерная школа почти застыла на месте и зачастую откатывается назад. Введите в Яндексе ключевые слова «редуктор чертеж» и увидите массу студенческих чертежей разной степени убогости исполнения. И, за очень редким исключением, все они будут с разъемными корпусами. А ведь, все эти выложенные в сеть чертежи, кто-то «сдал» в качестве курсового проекта. И получил положительную оценку. А кто-то копирует все это и также успешно «сдает» преподавателю ДМ, который все это старье одобряет. Попробуйте ввести слова «Почему корпус редуктора разъемный?». Появятся несколько ответов, только не будет среди них вразумительных (буду благодарен, если кто-то найдет что-то обоснованное). В большинстве учебников говорится, что корпуса редукторов «как правило делаются разъемными», и не дается никакого обоснования.
    А дело ведь не только в разной степени технологичности, о чем я писал выше. Есть существенная разница и в потребительских свойствах.
    Вот типичная современная конструкция трехступенчатого коническо — цилиндрического редуктора, кинематически эквивалентного показанному на видео:

    Нетрудно заметить, что корпус этого редуктора рассчитан на установку в различных пространственных положениях. При заказе вы указываете нужное рабочее положение и производитель, с минимальными затратами для себя, меняет расположение заливных, сливных и масломерных пробок. Так, чтобы редуктор можно было поставить горизонтально или вертикально с закреплением снизу, сверху или с боковых сторон.
    А с разъемным корпусом этот фокус не проходит. Если редуктор, показанный на видео, поставить вертикально, рано или поздно появится течь масла по разъему. Именно во избежание такой течи, на корпусе вертикального редуктора В 400 из моего поста 4164 сделано два разъема, а не один.
    Есть и другие особенности современных «импортных» редукторов общего назначения, которые наши производители не торопятся перенимать. Например, разнообразные исполнения выходного вала, в том числе полый вал. У нас это редкость. Как правило, наши заводы предлагают только два исполнения – цилиндрический или конический конец выходного вала.

    #4172

    Д.Д.
    Хранитель

    Вдогонку к предыдущему. Внимательнее присмотрелся и понял, что здесь производителю не нужно менять расположение пробок по заказам потребителя. Он счел за благо сразу понаставить пробок на все случаи жизни.

    #4175

    Д.Д.
    Хранитель

    В связи с обсуждением здесь конструкций корпусов редукторов покопался в сети и обнаружил отрадную новость. Это появление на рынке российских редукторов типа ГПШ:
    http://www.rusprivod.ru/?mod=products&id=108
    И корпус у них разъемный и рабочее пространственное положение всего одно. Однако, впервые вижу серийный редуктор с тремя точками опоры! Кажется, принцип самоустанавливаемости все-таки потихоньку проникает в нашу редукторную епархию. Не знаю историю этих редукторов, но, возможно, и наш сайт поспособствовал появлению этого решения.

    #4176

    IgorS
    Участник

    Радует!
    Единственное, что хотел заметить: в наших условиях ремонт неразъёмных редукторов больших габаритов — боольшая проблема, т.к. демонтировать редуктор и вывезти его к стационарному месту обслуживания не всегда возможно/экономически целесообразно. И тогда в полный рост встает проблема извлечения из корпуса валов и шестерен. Например на электромостовых кранах. Вот как раз в таких условиях разъёмный корпус редуктора — вне конкуренции. Очевидно, что изначально именно по подобным причинам эти редукторы проектировались и выпускались, т.е. они являются своеобразным реликтом той эпохи, когда было недостаточно подъёмных механизмов.

    • Этот ответ был изменен 1 месяц, 2 нед. назад от  IgorS.
    #4187

    Д.Д.
    Хранитель

    Расскажу историю, характерную, на мой взгляд, как для советского гражданского машиностроения, так и для сегодняшней ситуации. И пусть она будет частичным ответом на вопрос коллеги Kobold о моих разработках в области зубчатых передач.
    Около 40 лет назад в Славянске (Украина) было налажено производство бетоносмесителей принудительного действия СБ-138 и СБ-146. Этими машинами оснащались практически все заводы железобетонных изделий в СССР. И до сих пор смесители этой конструкции с небольшими модификациями работают на таких заводах. То есть работают не машины, выпущенные 40 лет назад, а почти не отличающиеся от них современные копии, выпускаемые теперь не только в Славянске, но и в Ярославле и в Кирове.
    Смеситель представляет собой кольцеобразную чашу, в которой вращается ротор с несколькими лопатками (рис. 1)

    Рис. 1. Схема смесителя
    Модели СБ-138 и Сб-146 различаются в два раза по объёму загрузки (1500 л и 750 л соответственно), но в них используется один и тот же редуктор (Поз. 4 на рис. 1), на который устанавливаются электродвигатели различной мощности (37 кВт и 18 кВт). Таким образом, покупатель смесителя меньшей емкости вынужден явно переплачивать за редуктор с завышенной в два раза нагрузочной способностью.
    Конструкция этого двухступенчатого планетарно-цилиндрического редуктора с вращающимся корпусом схематично показана на рис. 2.

    Рис. 2. Конструкция редуктора смесителя СБ-138

    В ней много недостатков, отметим лишь самые значительные. Вращающийся корпус редуктора устанавливается в смесителе на две опоры посредством 4 подшипников (два роликовых сферических в нижней опоре и два шариковых радиальных в верхней). Такая сема крепления накладывает на корпус как минимум 5 избыточных связей. Поэтому в системе крепления предусмотрена вынужденная мера – установка толстого резинового кольца между верхней опорой редуктора и металлоконструкцией крышки чаши смесителя. Изготовители называют это кольцо амортизатором и говорят, что он служит для уменьшения динамических нагрузок редуктора. На самом деле, это кольцо следовало бы назвать компенсатором. Поскольку оно компенсирует неизбежные отклонения от соосности верхней и нижней опор редуктора. На каждом обороте корпуса это кольцо деформируется, на что, естественно, тратится какая-то часть энергии двигателя, и при этом возникают не поддающиеся учету нагрузки на подшипники опор. То есть КПД редуктора с таким компенсатором заведомо ниже, чем он мог бы быть при жестком опирании корпуса редуктора. Однако жесткое крепление редуктора с такими опорами невозможно. При нем неизбежные отклонения от соосности верхней и нижней опор быстро привели бы либо к раздавливанию подшипников верхней опоры, либо к поломкам деталей корпуса редуктора или металлоконструкций чаши смесителя.
    Вторым серьёзным недостатком является расположение быстроходной степени редуктора выше тихоходной. В связи с этим пришлось погрузить все вращающиеся детали в масло. Мало того, что приходится тратить существенную энергию на барботаж тридцати (!) литров масла. Нужно еще постоянно следить за уровнем этой не самой дешевой жидкости, поскольку более или менее сильная утечка масла через уплотнение нижней опоры практически неизбежна, сколько бы манжет в этом уплотнении ни стояло (сейчас их там три).
    Лет 25 назад я обратился к главному инженеру завода «Ярстройтехника». Изложил все существенные, на мой взгляд, недостатки редуктора и предложил различные варианты их устранения. Он подтвердил мои суждения о недостатках и согласился с тем, что их следовало бы устранить. Однако, последнее слово осталось за директором завода, который закрыл вопрос примерно такими словами: «У нас за воротами очередь покупателей этого редуктора для замены вышедших из строя. Зачем же что-то переделывать?».
    Примерно в то же время ко мне обратился за советом главный конструктор нового частного предприятия «Кулонэнергомаш» (г. Казань). Тогда они искали чем расширить ассортимент своей продукции. Я посоветовал освоить производство смесителей принудительного действия, на которые тогда был практически гарантированный спрос. А также предложил свою помощь в модернизации конструкции смесителя вообще и его редуктора в частности.
    В результате, они освоили производство смесителя БП 1500. Это почти полная копия смесителя СБ-138, но с новым редуктором моей конструкции (Рис. 3).

    Рис. 3. Первый вариант редуктора для смесителя БП-1500

    Здесь быстроходная ступень располагается ниже тихоходной. Плавающее водило первой ступени опирается на трехлучевую опору посредством трех турбинок, наполовину погруженных в масло. Эти турбинки получают вращение от лежащего ни нах водила и разбрызгивают масло, обеспечивая смазку всех зубчатых зацеплений и подшипников. При таком расположении масляной ванны практически исключается утечка масла.
    Опорой вращающегося корпуса служит единственный стандартный шариковый подшипник с четырехточечным контактом тел качения.
    В верхней части редуктора имеется водяной затвор, вода в котором обновляется при каждом затворении очередной порции бетонной смеси. Этим обеспечивается полная герметизация внутренней полости редуктора и исключается попадание в нее цемента (один из недостатков прежнего редуктора).
    Масса прежнего редуктора составляет около 350 кг, а у нового порядка 215 кг. Поскольку уровень сложности в изготовлении у обоих вариантов редуктора примерно одинаков, можно предположить, что себестоимость нового редуктора уменьшилась пропорционально уменьшению массы, то есть более чем на треть.
    С этим вариантом редуктора было выпущено несколько смесителей. Были какие-то проблемы с первичным валом, — какие точно не знаю, так как заводчане справились с ними своими силами. А затем, при сохранении силовой кинематики, они упростили конструкцию редуктора (рис. 4).

    Рис. 4. Серийный редуктор смесителя БП-1500

    На мой взгляд, все изменения сделаны с одной целью, — максимально уменьшить себестоимость редуктора, не особо заботясь о сохранении потребительских качеств изделия.
    Здесь убраны смазочные турбинки и вся быстроходная ступень погружена в масло. Если уж решили так, то следовало бы и уменьшить объем нижней части корпуса редуктора, чтобы не увеличивать объем заправки масла более чем в два раза.
    Сферические подшипники сателлитов быстроходной ступени заменены на обычные радиальные. Как сказали сами заводчане их заменили только для экономии на цене этих подшипников. Можно уверенно сказать, что с этой заменой увеличился уровень шума в зацеплениях сателлитов этой ступени и, следовательно, уменьшилась их долговечность.
    Водяной затвор заменен контактным уплотнением. Не знаю, почему такая конструкция узла им показалась проще в изготовлении, но вряд ли она прибавила надежности герметизации.
    С этим вариантом редуктора смеситель БП-1500 выпускается в Казани до сих пор.
    Несколько лет назад я снова обратился на завод «Ярстройтехника». Отношение к старому редуктору несколько изменилось. Тогда завод вел переговоры с какой-то шведской фирмой на предмет закупки у неё редуктора или лицензии на его производство. Мне сказали, что, если не смогут договориться с шведами, то рассмотрят мои предложения. Видимо, договориться не удалось, поскольку завод по сей день выпускает смесители с тем же старым редуктором. К моим предложениям завод так и не вернулся.
    По-моему, события этой истории характерны для большей части нашего гражданского машиностроения. Коротко говоря, производители очень неохотно вводят в свою продукцию какие бы то ни было изменения до тех, пока потребитель не перестанет её покупать.
    Меня можно заподозрить в пристрастии к своей конструкции редуктора, из-за которого я не вижу всех прелестей старой, выпускаемой около 40 лет. Но вот ещё пример. Насколько знаю, во всех модификациях смесителя типа СБ-138 (их сейчас около десятка) вся необходимая для каждого замеса порция воды подается в одной точке чаши. Вода просто плюхается через единственную трубу. А затем лопатки смесительного ротора разносят эту воду по всей чаше. Ведь очевидно, что совсем не трудно сделать так, чтобы вода подавалась из кольцевого коллектора через несколько сопел, и желательно, чтобы она при этом распыливалась. Не трудно потому, что в машине уже присутствует пневматика (для привода разгрузочного затвора). Понятно, что такое устройство даёт существенные преимущества потребителю. Однако изготовители упорно сохраняют старую убогую схему. Многоточечную систему с распылением воды ставят на купленные смесители сами умельцы-потребители, особенно те, кто имеет дело с жесткими бетонными смесями (им нужно равномерно распределить по большому объёму смеси относительно малое количество воды).

    • Этот ответ был изменен 1 месяц назад от  Д.Д..
    • Этот ответ был изменен 1 месяц назад от  Д.Д..
    • Этот ответ был изменен 1 месяц назад от  Д.Д..
    #4190

    Kobold
    Участник

    На самом деле всё просто. «И так покупают», а на остальное плевать. И будут покупать, потому что менеджер по продажам удачно пропихнул партию директору, прельстив того скидками, или за откат в гос.организацию (речь не только о России, такое везде).

    Ну и инстинкт менеджера, резать косты, чтобы профит был больше. Качество никого не волнует, через 5 лет он уже будет в третьей фирме по счёту после этой.

    Есть редчайшие случаи, когда делают технически хороший, годный продукт, и потом его «монетизируют». И мне кажется, такое делают не ради денег, а потому что любят своё дело, либо ради славы, либо просто из гордости или чего-то похожего.

    Кстати, они подшипники в сателлитах тоже «порезали» на обычные?

    Ну и интересны отзывы эксплуатантов на смесители с первой версией редуктора, вдруг вы в курсе.

    #4191

    Kobold
    Участник

    Но вообще, очень интересная и познавательная история. Больше таких историй, товарищ Хранитель Сайта! Может быть даже стоит открыть раздел «байки конструктора», как думаете?

    Ещё вопрос по технике от дилетанта — зачем быструю ступень надо размещать снизу? Не понял, как это связано с нужным уровнем масла. Медленная ступень хуже разбрызгивает (или не разбрызгивает вообще) масло, а быстрая разбрызгивает его так, что долетает до медленной?

    #4192

    Д.Д.
    Хранитель

    Медленная ступень хуже разбрызгивает (или не разбрызгивает вообще) масло, а быстрая разбрызгивает его так, что долетает до медленной?

    Именно так.

    #4193

    Д.Д.
    Хранитель

    Может быть даже стоит открыть раздел «байки конструктора», как думаете?

    В том-то и дело, что моя история со смесителями это не байка. Если бы я ее подавал как байку, написал бы гораздо больше. Но баек избегаю принципиально. Если публиковать что-то, основанное на непроверенных слухах, или пересказывать чьи-то байки, можно очень сильно и незаслуженно кого-то обидеть.
    А вот узнать мнение по этому материалу кого-то из участников, кто был связан с реальной эксплуатацией этих смесителей, было бы очень интересно.

    #4195

    Kobold
    Участник

    Да, если что, ни в коем случае не хотел обидеть вас словом «байки», просто написал, что первое в голову пришло. А саму историю прочитал с огромным удовольствием, хоть она и грустная во многих отношениях.

Просмотр 13 сообщений - с 16 по 28 (из 28 всего)

Для ответа в этой теме необходимо авторизоваться.