Как соединить вал электродвигателя

Как соединить валы редуктора и электродвигателя

Редуктор (понизитель) – это механизм передачи мощности с помощью вращения. Посредством редукции изначальная мощность электродвигателя снижается и стабилизируется до частоты, необходимой для нормальной работы приводного устройства. Иными словами, электродвигатель с редуктором работают исключительно в паре, только тогда система является законченной. Принцип сопряжения силовой установки и передаточного механизма зависит от конструкции самого двигателя и его предназначения. В этом обзоре мы сосредоточимся на асинхронном электродвигателе схема которого хорошо известна многим, но затронем и другие типы установок.

И прежде, чем начать тему соединения электродвигателя с редуктором, хочется сказать несколько слов об устройстве этого узла. Основным фактором при выборе понизителя следует считать величину крутящего момента, а также:

• размещение осей;
• скорость;
• режим работы;
• КПД.

Передаточное значение равняется произведению передаточных чисел к ступеням механизма. При наглядном анализе выяснить это довольно просто: нужно посчитать количество зубьев ведомой и ведущей шестерни. Мощность напрямую зависит от крутящего момента.

Способы соединения силовой установки с передаточным узлом

Сразу следует оговориться, что соединение электродвигателя с редуктором производится одним из пяти способов, и во многом зависит от конструкции самой установки. В этом можно легко убедиться, проведя визуальный и технический анализ мотор редуктора планетарного, соосного типа.

1. Вал к валу. Этот метод хорош для уменьшения массогабаритных характеристик.
2. Сопряжение посредством муфты. Такой подход помогает компенсировать радиальные, угловые, а также осевые смещения, недочеты сборки. Минус – увеличенный размер всего узла. Что до разновидностей муфт, то они бывают гибкими, амортизационными, жесткими.
3. С помощью шестерни. В этом случае червячный или конический механизмы получают дополнительную нагрузку, воздействующую на зубья шестерней.
4. За счет клиноременной передачи. Нагрузка регулируется силой натяжения ремней. Конструкция получается громоздкой и сложной.
5. Насаживание понизителя на вал привода.

Насадной тип сопряжения является весьма распространенным, так как с его помощью удается заметно уменьшить размеры механизма. На этой базе создаются сложные сочетания, к примеру, редуктор соосный двухступенчатый, особенностью которого является равенство так называемых тихоходной и быстроходной ступеней. По этой причине для расчета узла, сначала определяется тихоходная ступень. Размеры быстроходной зубчатой пары высчитывают по межосевому расстоянию. Сам же принцип соосности в такой конструкции достигается за счет изменения угла наклона зубьев на шестерне.

Зубчатые передачи как основная деталь крепления

Вращение сообщается за счет сцепления шестерней, импульс от которых потом поступает на вал. Без этих важных компонентов соединение валов двигателя и понизителя невозможно. Передачи бывают:

• коническими;
• цилиндрическими;
• гипоидными и червячными.

Также их различают по методу зацепления – внутренние, внешние. Для обслуживания этих механизмов применяют минеральные и синтетические масла, но результаты последних исследований говорят о том, что синтетическая смазка значительно повышает КПД агрегата.

Конструктивное исполнение колес накладывает некоторые ограничения на их функциональный потенциал. Так, конические используют при скорости до 30 м/с, червячные до 12 м/с, цилиндрические до 20 м/с.

Выбираем муфты для редукторов

Муфта фрикционная – это сцепное устройство, соединяющее узлы и передающее вращательный импульс за счет трения. Зубчатая муфта имеет несколько иное предназначение. С её помощью компенсируется смещение осей агрегатов. В промышленных масштабах, такие детали обеспечивают сочленение соосных валов. Следует подчеркнуть, что зубчатые муфты соединения валов обладают рядом преимуществ, недоступных фрикционным вариациям:

• компенсирующие свойства;
• большой запас по ресурсу даже на предельных нагрузках;
• компактные размеры.

Стоимость данной детали напрямую зависит от материала и типоразмера.

В станках и агрегатах промышленного типа за соединение валов отвечают механические муфты, обеспечивающие сообщение кинетического импульса. По принципу действия они подразделяются на: сцепные, компенсирующие, жесткие, самоуправляемые, упругие. Помимо силовой связи, они амортизируют колебания, снижают риск разрушения компонентов от механического воздействия.

Как присоединить редуктор к электродвигателю правильно?

Мы уже рассказали о вариантах сопряжения понизителя с валом мотора, теперь же сфокусируемся на «подгонке», и дадим несколько важных советов относительно регулировки всей системы. Первым делом редуктор и вал следует отрегулировать на предмет параллельности и отсутствие какого-либо смещения. Для регулировки параллельного расположения потребуется поочередно измерить угол с помощью индикатора. Индикатор фиксируется на полумуфтах в двух точках сверху, а потом снизу. Задача настроить и зафиксировать значение в 90°.

Если устройство силовой установки предполагает наличие ременного привода, потребуется отрегулировать валы редуктора так, чтобы они находились строго параллельно друг другу. Силу натяжения нужно подбирать строго в соответствии с эксплуатационными данными оборудования.

7 дек. 2021

Соединительные муфты

Если стоит задача передачи крутящего момента между силовыми агрегатами (электродвигатель, редуктор) и исполнительными механизмами, то решают её муфты для соединения валов. При выборе муфты учитываются два показателя: величина передаваемого крутящего момента и способность компенсировать несоосность соединяемых валов. Самый многочисленный вид муфт — механические соединительные муфты.

Виды механических муфт по принципу действия и области применения

Жесткие муфты. Самые простые и прочные, т.к. цельнометаллические. Способны передавать большие крутящие моменты без деформации и явления «мертвого хода». По этой же причине неспособны компенсировать несоосность валов, гасить вибрации. Поэтому применяются там, где гарантировано высокое качество сборки, и есть возможность для тщательной центровки соединяемых валов.

Кулачковые муфты. Это разборные муфты, состоящие из двух полумуфт с торцевыми кулачками. Включение кулачковой муфты под нагрузкой сопровождается ударами, в этом случае применяют кулачковые муфты с упругой вставкой между кулачками. По форме вставки напоминают звездочку (ромашку, паук), производятся из полиуретана, резины. Они достаточно жесткие, чтобы передавать крутящий момент без запаздывания и достаточно упруго-вязкие, чтобы гасить вибрации, компенсировать небольшую несоосность (до 1 градуса). Эти же вставки являются наиболее слабым звеном, со временем изнашиваются и требуют замены. Благодаря способности передавать большие крутящие моменты и небольшим габаритам, кулачковые муфты широко используются в промышленности.

Виброгасящие муфты для соединения валов. Это разновидность кулачковых муфт с эластичной вставкой. Полиуретановая вставка поглощает вибрации и нивелирует несоосность. Каждая полумуфта крепится на валу двумя винтами. Применяются в станках с ЧПУ и в приборостроении. В нашем магазине можно приобрести виброгасящие муфты TECHNIX.

Спиральные муфты. Спиральные муфты цельнометаллические, как и жесткие муфты, но имеют отличие: в средней части они имеют тонкие поперечные пропилы. По этой причине спиральные муфты в определённых пределах могут изгибаться под нагрузкой, т.е. компенсировать небольшую несоосность (до 2-х градусов угловую и до 2 мм линейную). В тоже время они сохраняют жёсткость и прочность, чтобы передавать крутящий момент, но значительно (до 5-8 раз) уступают в этом жестким муфтам.

Сильфонные муфты. В этих муфтах полумуфты жестко (сваркой или развальцовкой) соединены с гибким гофрированным элементом — сильфоном, поэтому способны компенсировать небольшие отклонения от соосности. Жесткое соединение без зазора позволяет передавать крутящий момент мгновенно, без инерции, поэтому сильфонные муфты широко применяются в станкостроении для привода шариково-винтовых пар (станки с ЧПУ).

Зубчатые муфты. Это жёсткие муфты, состоящие из полумуфт с внешними зубчатыми венцами и полуобойм с внутренними зубчатыми венцами. Крутящий момент между полумуфтами передается с помощью болтов, стягивающих полуобоймы. Зубья имеют бочкообразную форму, венцы могут смещаться в осевом направлении. Все это позволяет компенсировать угловую (до 4-х градусов) и линейную (до 4 мм) несоосность валов. Компенсация сопровождается проскальзыванием зубьев, поэтому зубчатые муфты требуют смазки. Общемашиностроительное применение.

Муфты с металлическим пружинным элементом. Разборные жесткие муфты. Могут передавать большие крутящие моменты в условиях вибраций и небольшой несоосности валов. Полумуфты соединяются пружинным элементом оригинальной конструкции, который укладывается в прорези-пазы. За счет пружинящих свойств эти муфты способны гасить вибрации и нивелировать отклонения от соосности. При замене пружинного элемента производить повторную центровку полумуфт не требуется.

Торовые муфты для соединения валов. Это упругие муфты с торообразным элементом из резинокордного материала. Передают крутящий момент за счет сил трения между упругим элементом и сжимающих его стальными ступицами. Применяются там, где требуется высокая эластичность: невозможность центровки, работа с вибрациями. А это насосные установки, приводы строительно-дорожных машин, силовые приводы судов, вспомогательные приводы тепловозов и электровозов.

Цепные муфты. Эти муфты состоят из полумуфт-звездочек, передающих крутящий момент через охватывающую их единую роликовую цепь. Простая, малогабаритная конструкция. Так как между зубьями звездочек и цепью, а также между звеньями цепи всегда есть зазор, допускается небольшая несоосность валов. Это же является причиной износа звездочек, цепи, требует смазки и специального защитного кожуха. Общемашиностроительное применение, кроме реверсивных приводов с динамическими нагрузками.

Подбор соединительных муфт по каталогу

Компания Техноберинг предлагает качественные соединительные муфты производства Sati (Италия), SKF (Швеция) и TECHNIX. Вся продукция сертифицирована, соответствует ГОСТ РФ и стандартам ISO.

Для подбора муфты для соединения валов пользуйтесь интерактивной таблицей. Она простая, интуитивно понятная. Просто введите тип посадки на вал и диаметр вала согласно спецификации по вашей документации.

Приобретайте ответственные решения для производственных задач в компании с долголетней репутацией, широкой линейкой продукции и легкодоступным оперативным складом.

Опытные специалисты Техноберинга подскажут, быстро подберут и порекомендуют наиболее оптимальный вариант муфты для решения вашей производственной задачи.

Магазин Техноберинг — надёжный поставщик качественных соединительных муфт!

Сопряжение электродвигателя с исполнительным механизмом

Двигатель является приводным силовым механизмом для исполнительного оборудования. Он либо монтируется на несущей раме последнего, либо оба устанавливаются на одном фундаменте (опоре) или каждый на собственном. Монтаж электродвигателя производится крепёжным метизом (болтами, шпильками) через специально предназначенные для этого отверстия на фланце или на лапах изделия. Прилагать чрезмерные усилия при этом недопустимо.

Соединения валов

Валы электродвигателя и исполнительного механизма можно соединять четырьмя методами:

• при помощи муфты (упругой или жёсткой);
• посредством ремня;
• через шестерёнку;
• непосредственно (насадкой на вал электродвигателя рабочего органа исполняющего устройства).

Какой из способов приемлем, зависит от конструкции приёмной части ведомого оборудования.

Монтаж электропривода

Сагрегатированные вместе электродвигатели и исполнительные механизмы не должны ухудшать технические характеристики друг друга и, тем более, являться источниками дефектов. Поэтому при монтаже электродвигателя нужно следить за тем, чтобы:

• являющийся рабочим конец вала при монтажных и демонтажных операциях не подвергался лишним нагрузкам;
• сопрягающие элементы с применением полушпонки (полумуфты, шкивы, шестерни, крыльчатки и т. п.) были предварительно подвергнуты тщательной динамической балансировке.
• при насадке передающих элементов подшипники не испытывали чрезмерного механического воздействия. Для его предотвращения вал нерабочим концом должен упираться о прочный упор. Насаживаемый элемент для расширения его внутреннего отверстия нагревают до +80°С. Использовать удары во время такой операции не допускается.

Особенности выполнения сопряжения

Наибольшее распространение имеют муфтовый и ременной способы передачи вращающего момента от электродвигателя к ведомому оборудованию. Специфика каждого заключается в следующем.

Передача муфтовая

Требуется очень точная центровка обоих валов как в аксиальном, так и в радиальном направлении. Несоосность не может быть выше 0,05 мм. Диаметр условно измеренного круга для определения аксиальной несоосности – 200 мм. Измерения её проводятся в 4 точках на периметре муфты с угловым расстоянием 90° между ними при вращении обеих полумуфт одновременно.

Наименьшая величина теплового зазора меж полумуфтами – 3 мм.

Передача ременная

Электродвигатели и исполнительные механизмы устанавливаются с высокой параллельностью валов.

Ремни натягиваются вначале с предварительным усилием, не превышающим пределы допустимых нагрузок на рабочий конец вала. Для регулировки натяжения ремня у исполнительного механизма должно быть предназначенное для этого приспособление (салазки, ролик и др.). Натяжение проводят до тех пор, пока ремень перестанет проскальзывать на шкивах.

Расчёт диаметра ведущего шкива

Минимальное значение этой величины Dmin зависит от передаваемой мощности Р, скорости вращения вала двигателя n, допустимого радиального усилия на рабочий конец вала FR. Величина последнего параметра зависит от места приложения силы. Эффективность передаваемого усилия определяется также конфигурацией ремня и условиями работы. Эта специфика учитывается специальным коэффициентом k (например, для ремня клинового при условиях эксплуатации нормальных k = 2,5). Выражение для расчёта Dmin в мм будет следующим: