Ремонт и обслуживание червячного редуктора ЧН-270

Ремонт и  обслуживание червячного редуктора  ЧН-270

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3

1. Типы редукторов и их краткая характеристика………………….4
1. Цилиндрические редукторы…………………………………4 
2. Конические редукторы……………………………………….5
3. Планетарные редукторы ……………………………………..5
4. Волновые редукторы …………………………………………6
5. Комбинированные редукторы………………………………..6
6. Комбинированные редукторы……………………………….7
7. Червячные редукторы ………………………………………..9
2. Назначение, устройство и принцип работы редуктора ЧН- 270…10
3. Подготовка к ремонту и технология разборки редуктора………11
4. Дефекты деталей редуктора и способы их ремонта……………….12

4.1 Дефекты корпуса  редуктора и способы его ремонта…………12

4.2 Дефекты валов  и способы их ремонта………………………….13

4.3 Дефекты подшипников  качения………………………………...14

4.4. Дефекты резьбовых  соединений и способы их ремонта……..15

4.5 Дефекты зубчатых  колес и способы их ремонта……………....16

        4.6 Дефекты шпоночных и шлицевых соединений и способы их ремонта……………………………………………………………………....18

5. Требования к сборке и регулировке деталей при сборке………...19

5.1 Требования  к сборке корпуса деталей………………………….19

5.2. Требования к сборке  валов и осей……………………………..19

5.3 Требования к сборке  подшипников……………………………..20

5.3 Требования  к сборке резьбовых соединений…………………..21

5.4 Требования  к сборке зубчатых колес…………………………...22

6. Техническое обслуживание и смазка червячного редуктора……..25
7. Охрана труда и техника безопасности при выполнении ремонтных работ…………………………………………………………………....31
8. Экологические требования при эксплуатации и ремонте промышленного оборудования……………………………………...32

Заключение…………………………………………………………………...33

Список литературы………………………………………………………..…34

Приложение 1. Таблица 1. Червячные редукторы…………………….

Введение

         Цель моей выпускной квалификационной работы: систематизировать, закрепить, расширить теоретические знания, а также развить графические навыки.

         Задачи:

1. Изучить необходимую техническую литературу;
2. Проанализировать и составить письменную выпускную квалификационную работу
3. Начертить графическую часть работы  "Червячный редуктор  ЧН- 270 (общий вид в разрезе)"

         Основные требования, предъявляемые к червячному редуктору: высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты и масса, удобство в эксплуатации и экономичность.

            В работе представлены типы  редукторов с их краткой характеристикой,  назначение, устройство, принцип работы, подготовка к ремонту и технология  разборки, дефекты и способы устранения, требования к сборке и регулировке  деталей при сборке, техобслуживание и смазка редуктора. А также экологические требования, техника безопасности при эксплуатации и ремонте. В конце работы представлен список литературы.

1. Типы редукторов и их краткая характеристика

          Редуктор — устройство, передающее и преобразующее вращающий момент, с одной или несколькими механическими передачами. У редукторов есть много характеристик, такие как КПД, передаточное отношение, передаваемая мощность, максимальные угловые скорости валов, количество ведущих и ведомых валов, тип и количество передач и ступеней.

          Он представляет собой агрегат, включающий в себя одну или несколько передач зацеплением, смонтированных в корпусе. Редуктор необходим для изменения скорости вращения валов, в меньшую или в большую сторону. Сегодня редукторы широко применяются в грузоподъемных, транспортных, обрабатывающих машинах, металлургическом и угледобывающем оборудовании, строительной индустрии и нефтегазовой промышленности. 

          Редукторы обычно классифицируют по нескольким признакам, важнейшим из которых является тип используемой передачи. Собственно, по этому принципу все редукторы делятся на несколько типов: цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые, спироидные и комбинированные. 

1. Цилиндрические редукторы 

          Цилиндрические редукторы в основном применяются в механизмах грузоподъемных машин и других областях, где действует повторно-кратковременный режим нагружения. Они обладают достаточно высоким КПД и хорошей долговечностью.

          Редукторы цилиндрические двухступенчатые горизонтальные специальные крановые типа Ц2 предназначены для использования в приводах механизмов подъема и передвижения грузоподъемных кранов.

      Условия применения редукторов 
- нагрузка постоянная и переменная одного направления и реверсивная; 
- работа периодическими остановками (повторно-кратковременный режим), допускается длительная работа; 
- вращение валов в любую сторону; 
- частота вращения входного вала не должна превышать 1500 об/мин с ограничением окружной скорости зубчатых передач 12 м/с; 
- атмосфера типов I и II по ГОСТ 15150-69 при запыленности воздуха не более 10 мг/мЗ; 
- климатические исполнения: У, Т по ГОСТ 15150-69; 
- категория размещения: 2, 3 по ГОСТ 15150-69.

2. Конические редукторы

          Конические редукторы отличаются от цилиндрических более сложным устройством. Они обладают сравнительно выгодным соотношением «производительность – компактность». Конические редукторы используют, например, в крановых конструкциях различного типа.  

3. Планетарные редукторы 

 
         Планетарные редукторы в сравнении с другими типами редукторов обладают малой удельной материалоемкостью при достаточно большой нагрузочной способности. Также отличительными чертами таких редукторов являются высокая степень надежности работы и малогабаритность. Планетарные редукторы могут иметь различное конструктивное исполнение, в зависимости от того, какой тип передачи в них используется.  

4. Волновые редукторы

 
         Волновые редукторы до последнего времени в основном применялись в оборонной и ракетно-космической промышленности. Волновая передача обеспечивает высокую надежность, большую перегрузочную способность, длительный ресурс эксплуатации, снижение габаритов и массы, плавность и бесшумность работы. Что касается спироидных редукторов, то они, как правило, применяются в тех случаях, когда требуется привод небольшой мощности за умеренную цену. 

5. Комбинированные редукторы

         Комбинированные редукторы, как не трудно догадаться, используют различные типы передач в одном корпусе. Например, коническо-цилиндрический или червячно-цилиндрический редукторы и т.п. При выборе того или иного типа редуктора необходимо, прежде всего, опираться на данные нагрузки – усилия, масса, момент инерции, время работы, количество включений в час.

        Редукторы двух- и трехступенчатые типов КЦ1 и Кц2 общего назначения изготавливаются с валами, расположенными в горизонтальной плоскости. Они допускают вращение валов в обе стороны при частоте вращения входного вала не более 1500 об/мин и окружной скорости вращения зубчатых передач не более 12 м/с. 
       Двухступенчатые редукторы типа КЦ1 состоят из пары конических колес со спиральным зубом (быстроходная ступень) и пары цилинрических косозубых колес. 
       Валы редукторов установлены на подшипниках качения, смонтированных в чугунном корпусе. Корпус имеет разъем в горизонтальной плоскости. 
      Редукторы коническо- цилиндрические горизонтальные двухступенчатые Тип КЦ1. Предназначены для изменения крутящего момента и частоты вращения вала в диапазоне передаточных чисел от 6,3 до 28.

• Масса, кг: 980
• Номинальный крутящий момент на выходном валу, Н-м: 18500
• Передаточное отношение: 28

6. Червячные редукторы

          Червячные редукторы служат для передачи вращения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) валами посредством червяка (винта) и сопряжённого с ним червячного колеса. Червяк представляет собой винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой, а червячное колесо является зубчатым колесом, зубья которого имеют особую дугообразную форму. Червячные редукторы сегодня широко используются в подъёмно-транспортных машинах, металлорежущих станках, троллейбусах, гидротехнических сооружениях. Их главное достоинство - плавность и бесшумность работы. Недостаток же заключается в усиленном тепловыделении, повышенным износе и низком КПД. 

В приложении №1 (таблица 1. Червячные  редукторы.) представлены наименование червячных редукторов, номинальный крутящий момент на выходном валу и масса.

           Червячное колесо охватывает червяк на некоторой дуге (обычно до 100°).

         Ведущим в червячной передаче редуктора является обычно червяк, ведомым — червячное колесо; в редких случаях (для повышающих передач) ведущим может быть червячное колесо. В наиболее распространённых червячных редукторах используются цилиндрические червяки; червяки с

витками на тороидной поверхности применяются в глобоидных передачах. В зависимости от числа заходов резьбы (ниток нарезки) различают одно-, двух- и четырёхзаходные червяки; по форме профиля витка — архимедовы, с вогнутым профилем и др. червяки.

         Червячный редуктор используется для передачи движения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) осями. Одним из существенных преимуществ червячных редукторов является возможность получить большое передаточное число в одной ступени (до 80 в редукторах общего назначения и до нескольких сотен в специальных редукторах). Данные редукторы обладают высокой плавностью хода и бесшумностью в работе и самоторможением при определенных передаточных числах, что позволяет исключать из привода тормозные устройства.

2. Назначение, устройство и принцип работы редуктора ЧН- 270

   Предназначен  для передачи крутящего момента  между скрещивающимися валами. Червячные редукторы сегодня широко используются в подъёмно-транспортных машинах, металлорежущих станках, троллейбусах, гидротехнических сооружениях. Их главное достоинство - плавность и бесшумность работы.

   Данный  червячный редуктор служит для передачи вращения между скрещивающимися валами посредством червяка и сопряжённого с ним червячного колеса. Червяк представляет собой винт с трапецеидальной резьбой.  Червячное колесо является зубчатым колесом, зубья которого имеют особую дугообразную форму.

           Червяк представляет собой винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой, а червячное колесо является зубчатым колесом, зубья которого имеют особую дугообразную форму. Червячное колесо охватывает червяк на некоторой дуге (обычно до 100°).

         Ведущим в червячной передаче редуктора является червяк, ведомым — червячное колесо. В данном червячном редукторе используется цилиндрический червяк, однозаходный.

         Червячный редуктор используется для передачи движения между скрещивающимися (под прямым углом) осями. Одним из существенных преимуществ червячного редуктора является возможность получить большое передаточное число в одной ступени (до 80 в редукторах общего назначения и до нескольких сотен в специальных редукторах).

3. Подготовка к ремонту и технология разборки редуктора

Главное при  выполнении ремонта данного редуктора

• Добиться правильного распределения нагрузок на зубьях ведущей и ведомой шестерен, в дальнейшем «пары». Другими словами – добиться зацепления зубьев шестерен, обеспечивающее достаточный коэффициент перекрытия.
• Правильно выполнить преднатяг подшипников редуктора.

Собственно  говоря, от этих двух параметров зависит  бесшумная работа редуктора и  его ресурс работы (долговечность). 
Все неисправности редуктора можно условно разделить на три группы:

• Вой редуктора
• Стуки редуктора
• Шум подшипников редуктора

         Избавится от шума подшипников и стуков не представляет собой особой сложности. Гораздо сложнее избавиться от «воя» редуктора. Именно этой проблеме я постараюсь уделить повышенное внимание.

         Главное то, что для выполнения  качественного ремонта редуктора  просто необходимо знать определенный минимум теории. Для любого уровня специалиста, особенно начинающего, необходимо усвоить следующие правила:

• Разобрать, продефектовать, заменить детали, собрать редуктор - не означает, что вы выполнили ремонт редуктора.
• Собрать редуктор, установить зазор между зубьями шестерен, не недостаточно для полного ремонта редуктора.

Само по себе разумеется, что сборка редуктора, дефектовка деталей очень важный элемент  при выполнении ремонта редуктора, но не главный.

4. Дефекты деталей редуктора и способы их ремонта

Рассмотрим  возможные неисправности в работе червячного редуктора 

ЧН-270 
         Таблица 1.                

      4.1 Дефекты корпуса редуктора и способы его ремонта

     Основной причиной выхода из строя редуктора, является сильная вибрация, из-за которой держащий болт, самостоятельно раскручивается. Для устранения этой причины, разработчики предлагают корпус редуктора изготавливать из двух частей, на каждой части которого вставляются штифты. После сборки корпуса штифты соединяются и образуют соединение подобное болтовому соединению, только более усовершенствованному, а, следовательно, и более надежному.

4.2 Дефекты валов  и способы их ремонта

       В процессе эксплуатации в цилиндрических валах изнашиваются посадочные шейки, шпоночные канавки и шлицы, повреждаются резьба на их поверхности, центровые отверстия,   изгибаются сами валы.

Способ ремонта  цилиндрического вала выбирают после  того, как соответствующей проверкой  установят характер и степень  износа. Шейки вала с износом (небольшие  царапины и риски, овальность до 0,1 мм) ремонтируют шлифованием. Но предварительно проверяют, исправны ли центровые отверстия вала. Если необходимо, восстанавливают центровые отверстия, протачивая забоины и вмятины, и правят валы. Погнутые валы диаметром более 60 мм подвергают горячей правке. Холодную правку выполняют вручную с помощью винтовых скоб, рычагов, но целесообразнее пользоваться прессом. Винтовую скобу накладывают на вал захватами так, чтобы винт расположился своим упором против места наибольшего прогиба вала. Вращая винт, выправляют вал в этом месте; затем скобу последовательно перемещают на другие участки и повторяют операцию до тех пор, пока весь вал не будет выправлен. Шейки вала со значительным износом обтачивают и шлифуют под ремонтный размер. При этом допускается уменьшение диаметра шеек на S—10% в зависимости от характера воспринимаемых валом нагрузок, в частности при ударных нагрузках. В тех случаях, когда необходимо восстановить первоначальные размеры шеек, на них после обточки напрессовывают или устанавливают на эпоксидном клее ремонтные втулки, которые затем обрабатывают точением  или  шлифованием.

      Изношенные поверхности валов можно ремонтировать также, наращивая металл наплавкой, металлизацией, хромированием и другими методами.

4.3 Дефекты подшипников  качения

          Подшипники   качения   не   ремонтируют.   Восстанавливают   посадочные   поверхности деталей, сопрягаемых с подшипниками (корпусов и валов), наплавкой, хромированием, металлизацией,  нанесением  эпоксидного  клея  или  стиракрила  и  другими  способами. 

         Подшипники, удерживающие вал червячного колеса, устанавливают в соответствующие гнёзда чётко отштампованных частей корпуса. При этом от точности изготовления корпуса будет зависеть безотказная работа червячной пары. 

4.4. Дефекты резьбовых  соединений и способы их ремонта

         В резьбовых соединениях повышенные износы и повреждения возникают из-за недостаточной затяжки винтов и гаек, особенно в соединениях, воспринимающих во время работы большие или знакопеременные нагрузки. Под совместным действием этих нагрузок болты и винты растягиваются, шаг резьбы и ее профиль нарушаются, гайки начинают «заедать». Все это приводит к поломке деталей соединения.

       Более интенсивно изнашиваются детали часто разбираемых и регулируемых соединений — резьба, грани головок болтов и гаек. Резьба разрушается также от чрезмерных затяжек гайки или винта.

Износ резьбовых  соединений проявляется следующим  образом:

изменяется  профиль резьбы по среднему диаметру—увеличивается зазощ (наблюдается у винтов и  у часто отвертываемых крепежных  болтов);

рабочие поверхности  профиля резьбы сминаются под  действием рабочих нагрузок; стержень болта удлиняется в результате действия осевых рабочих нагрузок и усилий затяжки;

изменяется  под действием осевых рабочих  нагрузок шаг резьбы.

        Изношенные или поврежденные крепежные болты и винты не ремонтируют, а заменяют новыми.

       Соединение, в котором оборван винт или шпилька, ремонтируют различными способами. Если винт или шпилька сломались в глубине отверстия, то обломки извлекают. Для этого тонкий бородок или керн приставляют концом к верху обломка; постукивая молотком по бородку, которому придают наклон в направлении, противоположном направлению резьбы, вывинчивают обломок. Это делают, стараясь не повредить края резьбы.

        Другой способ заключается в следующем. В обломке винта или шпильки высверливают отверстие диаметром меньше, чем диаметр резьбы, и забивают в него ребристый закаленный стержень; проворачивая стержень, удаляют обломок из гнезда. Детали  значительного диаметра с  изношенной   наружной   резьбой   ремонтируют так: срезают старую резьбу и нарезают новую (если это допускается условиями прочности) или же на деталь насаживают втулку либо бандаж с резьбой. Если удаляют старую резьбу, то новую обрабатывают до ближайшего диаметра по стандарту. Изношенную или сорванную резьбу в отверстиях детали не восстанавливают. В этих случаях поступают одним  из следующих способов:

отверстие просверливают  на большую глубину (если это возможно) и снова нарезают в нем резьбу; в углубленное отверстие ввинчивают новый винт с удлиненной резьбовой частью;

отверстие рассверливают, нарезают новую резьбу большего диаметра и  ставят новые винты с резьбой  данного диаметра; отверстие для  винта во второй соединяемой детали рассверливают.

          При ремонте резьбовых соединений нередко изготовляют взамен старой новую шпильку с уступом и с резьбой двух диаметров: большего — для завинчивания шпильки в одну из соединяемых деталей (назовем ее корпус) и меньшего — для скрепления этой детали со второй и стягивания их гайкой.

4.5 Дефекты зубчатых  колес и способы их ремонта

         Зубчатые колеса, поступившие в ремонт, могут имеет следующие дефекты: а) износ рабочего профиля всех зубьев колеса; б) скол части зуба или нескольких зубьев полностью; в) трещина на зубчатом венце, спице или ступице колеса; г) износ отверстия, шпоночного паза или шлицев в ступице колеса; д.) вмятины на торцах зубьев. Те же дефекты могут быть и у червячных колес. Для выбора способа ремонта зубчатые колеса можно условно разделить на термически обработанные и «сырые», мелкие и крупные. Износ рабочего профиля зубьев — наиболее частый дефект зубчатых колес всех видов и типов. Как правило, зубчатые колеса с изношенными зубьями не восстанавливают, а заменяют при ремонте редуктора новыми, за исключением тех, у которых износ толщины зуба не выходит за пределы допустимого. Если такие зубчатые колеса существенна не ухудшают работу механизма, то их можно не менять. Если при ремонте заменяется одно изношенное зубчатое колесо, то следует заменять и второе, работавшее с ним в паре, даже если износ этого колеса не превысил допустимого. Если этого не сделать, то новое колесо в контакте с приработанными зубьями старого будет вызывать повышенный шум при работе редуктора. Однако, если разность диаметров зубчатых колес отличается более чем в 2 раза, то в такой паре значительному износу подвергается прежде всего малое колесо. В этом случае целесообразно своевременно заменить новым малое колесо, а большое не менять.

4.6 Дефекты шпоночных и шлицевых соединений и способы их ремонта.

        В шпоночных соединениях изнашиваются как шпонки, так и шпоночные пазы, в результате чего ослабевает посадка детали на валу. Возможные причины износа (помимо нормального изнашивания деталей под влиянием длительной работы) — небрежная подготовка шпонки по месту или применение неправильной посадки.

        Шпонки обычно не ремонтируют, а изготовляют вновь. Затем их пригоняют опиливанием, строганием, фрезерованием или шлифованием по шпоночным пазам на валу и сопрягаемой с ним детали.

         Шпоночные пазы ремонтируют. При незначительном износе (до id/o от первоначальной ширины паза) шпоночный паз опиливают, при большем — ремонтируют, наваривая грани с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом.

         При ремонте шпоночных соединений путем подгонки добиваются плотного сопряжения шпонок с боковыми поверхностями пазов соединяемых деталей. Исключение составляют клиновые шпонки, их загоняют в паз ударом молотка так, чтобы они заклинивались по высоте. Клиновую шпонку забивают так, чтобы ее при ослаблении можно было осадить: между головкой шпонки и торцом детали должно оставаться расстояние, равное высоте шпонки.

        Призматические шпонки можно вынимать при ремонте из пазов без повреждения; для этого специально выполняют в средней части шпонки резьбовое отверстие и в него ввинчивают винт. Когда винт своим концом упрется в вал, винт продолжают вращать и тогда шпонка выходит из паза. Шпонку можно вынуть из паза и с помощью молотка с выколоткой, используя имеющийся у нее скос.

.

5. Требования к сборке и регулировке деталей при сборке

         Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида. Начинают сборку с того, что на червячный вал надевают крыльчатки и конические роликовые подшипники, предварительно нагрев их в масле до 80°...100 °С. Собранный червячный вал вставляют в корпус. При установке червяка, выполненного за одно целое с валом, следует обратить внимание на то, что для прохода червяка его диаметр должен быть меньше диаметра отверстия для подшипников.

       В начале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и напрессовывают колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку и устанавливают роликовые конические подшипники, нагретые в масле. Собранный вал укладывают в основании корпуса и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка фланцев спиртовым лаком. Для центровки крышку устанавливают на корпус с помощью двух конических штифтов и затягивают болты. Закладывают в подшипниковые сквозные крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки с прокладками. Для регулировки червячного зацепления необходимо весь комплект вала с червячным колесом смешать в осевом направлении до совпадения средней плоскости колеса с осью червяка. Этого добиваются переносом части прокладок с одной стороны корпуса на другую. Чтобы при этом сохранялась регулировка подшипников, суммарная толщина набора прокладок должна оставаться без изменения. Ввертывают пробку масло спускного отверстия с прокладкой и маслоуказатель. Заливают в редуктор масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с отдушиной. Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде.