Reduktor

Reduktor (saksa keeles - "getriebe") on ülekandemehhanism masinaehituses, tavaliselt kinnine hammas- või tiguülekandega ja kett- või rihmülekandega, mis on projekteeritud kas iseseisva agregaadina või siis ehitatud masinasse sisse.
Reduktori ülesanne.
Reduktori ülesandeks on muuta ülekandejõudu, vähendada või suurendada veetava võlli nurkkiirust võrreldes vedava võlliga; nurkkiiruse vähendamisega kaasneb pöördemomendi suurenemine veetaval võllil, muuta pöörlemissuunda ja pöörete arvu. Seadmeid, mis suurendavad nurkkiirust, nimetatakse kiirenditeks ehk multiplikaatoriteks.
Reduktorite klassifikatsioon.
Üheastmelistel silinderratastega reduktoritel on maksimaalne ülekandearv imax=8, kaldhammastega koonusratastega reduktoritel aga imax=5...6. Kaheastmelistel reduktoritel on ülekandearv suurem, kuid ka neil ei ületa imax=63. Kui i=31,5...400 tehakse reduktor kolmeastmelisena. Veel suurema astmete arvuga reduktoreid kohtab väga harva. Suurte ülekandearvude korral projekteeritakse üks aste tigu- või planetaarülekandena.
Reduktorite projekteerimine.
Üldist.
Reduktorid võib projekteerida kas spetsiaalselt mingi masina jaoks või siis universaalsetena, kasutamiseks väga mitmesugustes masinates. Sel juhul valitakse need valmistajatehase kataloogidest ülekantava võimsuse ja soovitud ülekandearvu järgi.
Eelistada tuleb väiksema astmete arvuga reduktoreid, kuid üheastmelised reduktorid on mitmeastmelistest palju kogukamad.
Üheastmelised silinderratastega reduktorid on tavaliselt horisontaalsete võllidega. Hammasrattad võivad olla sirg-, kald- ja noolhammastega. Reduktorite kered on kõige sagedamini valatud malmist, harvemini keevitatud terasest. Võllid toetuvad kas veere- või liugelaagritele. Viimaseid kasutatakse peamiselt raskemasinaehituse reduktorites.
Kaheastmelisi reduktoreid ehitatakse põhiliselt kahe skeemi kohaselt. Esimesel juhul sisend- ja väljundvõlli teljed ei ühti ning võllide otsad võib välja tuua reduktori kere ükskõik kummast küljest. Teisel juhul sisend- ja väljundvõlli teljed ühtivad ning moodustavad ühe sirge. Selliseid reduktoreid nimetatakse samatelgseteks. Nende paremuseks on väiksem pikkus võrreldes esimese skeemi järgi ehitatutega.
Hammasrataste ebasümmeetriline paigutus tugede suhtes põhjustab suurtel koormustel (võllide deformeerumise tõttu) ülekantava jõu ebaühtlast jagunemist hamba pikkusele. See puudus on kõrvaldatav reduktori teise astme poolitamisega. Koormuse ühtlasemaks jaotamiseks paralleelselt töötavate rataste vahel ning laagrite telgkoormamise vältimiseks projekteeritakse ühele võllile asetatavate rataste kruvijoonelised hambad erisuunalistena. Tugede konstruktsioon peab sel juhul aga võimaldama ükskõik kumma võlli mõningast telgnihkumist.
Võllide telgtasapinna asendi järgi võivad reduktorid olla horisontaalsed, vertikaalsed või kaldsed.
Neil juhtudel, kui pöördemoment tuleb üle kanda ristuvate võllide vahel, kasutatakse ühe- või kaheastmelisi koonusreduktoreid.
Sirghammastega koonusreduktoritel on maksimaalne ülekandearv imax= 4, kald- või kõverjooneliste hammastega koonusreduktoritel aga imax=5 ning üksikutel harvadel juhtudel imax=6. Suuremate ülekandearvude korral kasutatakse koonussilinderreduktoreid.
Tigureduktoritel võib tigu paikneda üleval, külgedel või vertikaalselt. All paiknevat tigu kasutatakse ainult teo ringkiirustel kuni 5 m/s.
Reduktorite konstruktsioon.
Ükskõik millise eespool toodud skeemi kohaselt ehitatava reduktori konstruktsiooni määrab igal erijuhul skeem ise ning reduktori otstarve.
Hammasrataste ja laagrite määrimiseks valatakse reduktori keresse niipalju õli, et ratta hambad ja osa pöida oleksid sellesse sukeldunud. Rataste kiirel pöörlemisel pritsivad nad õli laiali ning see satub hambumisse. Voolates mööda kere seinu ja spetsiaalseid eralduspinnas olevaid kanaleid jõuab õli ka võllide laagritesse. Selline sukeldusõlitus on efektiivne, kui rataste ringkiirus on vähemalt 2,5 m/s. Väiksemate ringkiiruste korral peab iga paari üks ratas olema sukeldatud õlisse. Kuid kiirustel üle 12 m/s ei ole sukeldusõlitus kasutatav, sest õli intensiivse segamise tõttu tõuseb õlivanni põhjast sinna sadestunud mustus üles ning sattudes hõõrdepinnale, kiirendab hammasrataste ja laagrite kulumist.
Et vältida õli väljatungimist võllide ja kaante vahelistest piludest, kasutatakse õlikindlast kummist või muudest materjalidest tihendeid.
Õli nivood kontrollitakse õlivardaga.
Reduktori kere ja kaane eralduspinnad on hoolikalt töödeldud (lihvitud või kaabitsetud). Kaane ja kere vastastikune asend fikseeritakse kahe teineteisest võimalikult kaugele paigutatud tihvtiga. Tihvtid on pressitud aukudesse pinguga ning asetsevad tavaliselt diagonaalselt.
Reduktorite arvutus.
Reduktoritele tehakse projekteerimisel kinemaatiline ja tugevusarvutus.
Kinemaatiline arvutus seisneb reduktori üldise ning ka üksikute astmete ülekandearvude määramises ja valitud kinemaatikaskeemi täpsustamises. Astmete vahelised ülekandearvud määratakse kindlaks olenevalt ülekande liigist (silinder-, koonus- või tiguülekanne) ning reduktori üldisest ülekandearvust. Viimane omakorda sõltub sisend- ja väljundvõlli nurkkiirustest.
Tugevusarvutustega määratakse kindlaks telgede vahed, moodulid, rataste ja võllide mõõtmed. Seejuures tehakse ka ülekande hambumiselementide geomeetriline arvutus. Ühe-, kahe- ja kolmeastmeliste silinderreduktorite nii üldised kui ka üksikute astmete ülekandearvud on standardiseeritud.
Standardsete seeriareduktorite kasutamisel tehakse nende hammasülekannetele ja võllidele konkreetseid ekspluatatsioonitingimusi silmas pidades kontrollarvutus.
Reduktori arvutamine ja projekteerimine sisaldab järgmisi põhietappe:
Elektrimootor valitakse nimivõimsuse ja võlli pöörlemiskiiruse järgi pidades silmas reduktori konkreetseid töötingimusi. Elektrimootori nimivõimsuse Ne määramiseks peab teadma reduktori kasutegurit ηr. Siis
formula_1
kus N on võimsus reduktori väljundvõllil.
Reduktori kere konstruktsioonielemendid määratakse empiiriliste valemitega, mida võib leida masinaelementide teatmekirjandusest.