Как устроены планетарные редукторы

В классе редукторных механизмов планетарные редукторы занимают особое место. При довольно простой конструкции они могут создавать высокие передаточные числа и выдерживать значительные нагрузки. В чем особенность таких мотор-редукторов, как они работают и почему им отдают предпочтение крупные отрасли (приборо- и машиностроение, производство станков)? Разберемся.

Конструкция

Центральная часть механизма – планетарная передача, сформированная комплектом зубчатых колес, зацепленных между собой. Конструкция планетарной передачи включает:

• Солнечную шестерню. Это зубчатое колесо небольшого диаметра с зубьями, нарезанными по внешнему ободу. Располагается так, чтобы его ось совпадала с осью редуктора.
• Эпицикл, он же коронная шестеренка. Представляет собой колесо со внутренней нарезкой зубьев. Диаметр значительно больше, чем у солнечной шестерни, и ограничен только размерами редукторного корпуса.
• Центральный элемент планетарной передачи – водило. Через него происходит передача вращательного движения и распределение нагрузки на сателлиты. Элемент выполнен в виде рычажной вилки. Основная ось расположена по оси редуктора, а на самой вилке устанавливаются подвижные оси сателлитов, вращающихся концентрически в той же плоскости, что и солнечная шестерня, и коронная.
• Сателлиты – одно- или многовенцовые колеса с нарезкой зубьев с наружной стороны. Имеют постоянное пятно контакта (зацепление) с эпициклом и зубчатой солнечной шестерней. Как правило, в устройстве планетарного редуктора присутствуют в количестве 3 штук, но в разных модификациях их количество может отличаться (2–6 сателлитов).

Элементы конструкции устанавливаются в общий корпус редуктора, который заполняется смазкой, обеспечивающей долгосрочную эксплуатацию подвижных деталей за счет снижения силы трения.

Как работает редуктор с планетарной передачей

Хотя механизм во многом повторяет цилиндрический редуктор (те же зубчатые колеса и зубчатая передача), принцип действия и сама сборка у него сложнее. Действие планетарной передачи реализовано по аналогии с солнечной системой (отсюда и название).

Принцип работы планетарного редуктора такой.

• В середине основной рабочей части – солнечная шестерня (как Солнце).
• Ось солнечной шестерни являетется условным центром окружности, по линии которой располагаются оси сателлитов (как планеты вокруг Солнца).
• Сателлиты одновременно зацеплены с солнечной шестерней и с коронной.
• Позиции сателлитов остаются неизменными, за их фиксацию относительно друг друга отвечает водило.
• Одна из деталей сборки (водило/коронная или солнечная шестерня) закрепляется относительно корпуса. Работа планетарного редуктора возможна без соблюдения этого условия, но тогда либо одно движение «разбивается» на 2 (от солнечная шестерни к коронной + от солнечной шестерни к водилу), либо 2 движения сливаются в 1.

Передаточное число планетарного редуктора зависит от выбора элементов сборки – ведущего и ведомого.

Плюсы планетарной передачи

Центральная идея планетарной передачи – эффективное равномерное распределение нагрузки между несколькими сателлитами через одно колесо увеличенного диаметра. За счет такого решения конструкторам удалось добиться не только увеличенной эффективности механизма в плане огромных передаточных чисел при малом количестве элементов, но и хороших показателей при его довольно скромных габаритах. Конструктивные достоинства: небольшое количество зубчатых колес и компактные размеры самих шестеренок.

Среди главных преимуществ эксплуатации редукторов:

• компактные размеры, которые позволяют использовать их в довольно стесненных условиях;
• небольшой вес по сравнению с аналогами (ниже требования к установке, быстрее и проще подключение);
• способность выдавать большие передаточные числа;
• упрощенный ремонт за счет простой и понятной конструкции.

Важное уточнение: хотя механизм способен создавать огромные передаточные числа, практика показывает, что с увеличением этих чисел значительно снижаются КПД и работоспособность всей редукторной сборки. Другими словами, у редуктора на планетарной передаче есть свой ресурс, который нужно учитывать.

Плюс, здесь имеет определяющее значение качество изготовления устройства. Расчет планетарного редуктора и его проект должны быть максимально точными.

Обслуживание и ремонт

Компактные размеры и высокая эффективность планетарного редуктора – это результат его устройства, которое предполагает большое количество прямых контактов зубьев. А такие контакты при постоянной работе приводят к быстрому истиранию мелких деталей. Именно поэтому ресурс и качество долгосрочной работы становятся производной правильного обслуживания оборудования. Этот вид механизма требует большего внимания, чем многие аналоги. В центре сервисной программы:

• Контроль уровня и регулярное добавление масла.
  Смазка, заливаемая в корпус, работает на решение 2 главных проблем: интенсивной выработки тепла и истирания малых деталей (зубьев). Со временем она вырабатывается, засоряется металлической стружкой, теряет основные качества. Потому требует периодической полной замены или долива. Для планетарной передачи редуктора особенно важен грамотный выбор смазочного материала (по рекомендации производителя).
• Профессиональный плановый и внеплановый ремонт. Его должны производить специалисты, которые умеют работать с данным классом устройств. Часто в рамках регулярного или срочного ремонта проводится замена подвижных деталей – их выбор тоже необходимо производить с учетом рекомендаций компании, которая изготовила мотор-редуктор.
• Постоянный контроль состояния. Регулярная диагностика позволит выявить большинство поломок на раннем этапе и тем самым снизить риски технико-технологических процессов, в которых используется планетарный редуктор. Частые признаки неисправностей, которые можно определить, не имея специальных знаний: сильные нехарактерные шумы, усиливающаяся вибрация, работа рывками, перегрев корпуса.

Правила выбора планетарного редуктора

Перед тем как купить планетарный редуктор, нужно его правильно выбрать. Здесь важно обращать внимание на следующие характеристики:

• Размеры корпуса.
• Расположение быстроходного и тихоходного вала (фланцев).
• Ограничения по эксплуатации (предельный уровень температуры окружения в месте работы, условия размещения – только на открытых площадках или в помещениях).
• Допустимое для данной модели планетарного редуктора передаточное число.
• Предельные значения крутящего момента.

При выборе стоит обращать внимание и на репутацию производителя, и на цену планетарного редуктора. Будучи объективно оправданным в дорогих отраслях (включая автомобилестроение, станкостроение, изготовление габаритных производственных линий), этот механизм требует самого ответственного подхода при поиске оптимальной модификации.

Если вы сомневаетесь в правильности выбора конкретной модели, обязательно обратитесь за помощью к специалистам. ПТЦ «Привод» занимается продажей качественного редукторного оборудования и хорошо ориентируется в особенностях конструкций и эксплуатационных качеств редукторов. Наши специалисты подберут для ваших условий наиболее подходящий планетарный мотор-редуктор и предложат его доставку по лучшей цене (от производителя).