Планетарный редуктор — это механический агрегат на основе одноименной передачи, который широко применяется в промышленности благодаря своей компактности, эффективности и надежности. Планетарный зубчатый передаточный механизм позволяет значительно уменьшить размеры и вес редуктора. Несколько зубчатых шестерен разного диаметра расположены таким образом, чтобы снижать скорость вращения и увеличивать момент.
Передача этого типа впервые была предложена инженером судостроительной компании Уильямом Мердоком из Шотландии в 1782 году. Он разработал механизм, преобразовывающий во вращательное движение энергию от парового двигателя, который получил название «машина Ватта» по имени владельца компании. Современные планетарные редукторы во многом повторяют эту конструкцию.
Устройство планетарного редуктора
Название передачи дает общее представление о её конструкции. Строение механизма напоминает схему солнечной системы: сателлиты вращаются вокруг центральной шестерни как планеты вокруг Солнца.
Если рассматривать конструкцию одноступенчатого редуктора, она будет следующей:
- Венец (коронная шестерня, эпицикл), выполненный из стали, устанавливают в корпус из чугуна.
- Сателлиты (планетарные колеса, их количество может быть разным) и подшипники, устанавливаемые в сателлиты, монтируют в корпус водила.
- Оси фиксируют сателлиты в корпусе водила с помощью верхних и нижних стопорных колец.
- В задней части корпуса крепят подшипник, в который помещают вал водила.
- На вал крепят дистанционную втулку, подшипник, стопорное и упорное кольца, сальник, прокладку, крышку на болтах.
- Центральную солнечную шестерню устанавливают в центральный подшипник между сателлитами и хвостовиком.
- Водило с закрепленными сателлитами и солнцем помещают в эпицикл.
- В редуктор заливают масло сквозь отверстие для его заливки.
Солнечная шестерня является основным звеном системы. Она вращается и передает движение на «планеты», которые в свою очередь двигаются вокруг «солнца», цепляясь за нее и вращая водило, что обеспечивает редукцию скорости и увеличение крутящего момента. Редукция равняется отношению зубьев шестерни к наружной кольцевой шестерне.
Редуктор помимо передачи и корпуса включает опорные подшипники, входной и выходной вал, передающие энергию. Диапазон передаточного отношения составляет от 3 до 7. Чтобы повысить этот показатель, в одном устройстве соединяют несколько передаточных механизмов. В этом случае передаточное отношение многоступенчатых редукторов способно достигать тысячных значений.
Особенности планетарных редукторов
Если сравнивать с обычной передачей, в планетарной больше зубьев, участвующих в перемещении мощности. Наличие большого числа сателлитов снижает нагрузку отдельных элементов. Это позволяет уменьшить их размеры без потери прочности узла в целом. Мощность рассеивается по сателлитам, что снижает износ зубьев, одновременно повышая жесткость привода на скручивание.
Чем больше сателлитов, тем точнее они должны быть изготовлены и установлены, поскольку даже небольшое смещение одной из осей приведет к неравномерному перераспределению мощности, что будет способствовать быстрому износу агрегата и снижению его эффективности.
Преимущества планетарного редуктора
Преимущества промышленных планетарных редукторов включают высокий уровень надежности, компактность при большой мощности, способность работать с высокими моментами и эффективность передачи. Эти передаточные механизмы являются прецизионными, что означает возможность точного позиционирования с точностью до 1 градуса. Их используют там, где требуется точная и надежная передача движения.
У таких редукторов длительный срок службы. Они не требуют частого дорогостоящего обслуживания. Их применяют в машинах для дробления полезных ископаемых, при производстве стройматериалов, для роликовых прессов, в приводах вертикальных мельниц, ветроэнергетике — генераторах и турбинах, сахарной промышленности.