Različne naprave in mehanizmi za preoblikovanje navora in spreminjanje smeri so se uporabljali že od antičnih časov, vendar so samo sodobni menjalniki sposobni obvladati obremenitve, ki jih mora človek v 21. stoletju spremeniti. Polž je ena od teh "naprav", ki se uporabljajo za spremembo prestavnega razmerja vrtenja gredi.

Ta naprava ima prednosti in slabosti, toda v primerjavi z lesenimi orodji, ki se uporabljajo v starodavnem Egiptu za namakanje polj, je črvna orodje popolna naprava v vseh pogledih.

Prednosti polžnega menjalnika

Prednosti tega mehanizma za pretvorbo navora so naslednje prednosti:

Visoko prestavno razmerje

Polžje omogoča prenos navora v razmerju do 1000/1, kar je skoraj nemogoče izvesti z drugimi tehničnimi rešitvami.

Kompaktnost

Worm enostopenjski menjalnik ima majhne dimenzije, zato lahko ta mehanizem in motor kombiniramo v enem primeru.

Brezčutnost

V primerjavi z drugimi menjalniki polžni mehanizem med delovanjem proizvaja manj hrupa.

Gladka vožnja

Prenos navora preko polžnega menjalnika, vam omogoča, da dosežete popolno gladkost mehanizmov, povezanih s to napravo.

Brez povratne zapore

Če prestavno razmerje polžnega gonila preseže vrednost 35/1, je učinek »povratnega giba« popolnoma odsoten. V tem primeru pogonskega kolesa ni mogoče obrniti z majhnim kotom dviga črva. Če je ta indikator premajhen, bo prišlo do vzvratne zapore z manjšim prestavnim razmerjem.

Slabosti polžnega menjalnika

Ta mehanizem ima pomanjkljivosti, ki nalagajo precejšnje omejitve pri uporabi polžnega orodja, če moč enote presega 60 kW. Slabosti te vrste menjalnika so:

Nizka učinkovitost

V primerjavi z drugimi napravami za pretvorbo navora je učinkovitost polžnega menjalnika precej nižja, zato tam, kjer ni potrebna visoka gladkost in nizka raven hrupa, se ti mehanizmi ne uporabljajo iz ekonomskih razlogov.

Ogrevanje

Kljub dejstvu, da je polžasto orodje v delovnem mazivu med celotno življenjsko dobo, se zaradi trenja med kovinskim polžem in gnanim orodjem še vedno pojavlja znatno segrevanje.

Ta neželeni učinek je še posebej močan, če moč enote presega 16 kW.

Tega modela ni mogoče uporabiti, če je moč prenesenega navora previsoka

Konstrukcijske lastnosti, kot tudi nizka učinkovitost, ne dovoljujejo uporabe te naprave za velike moči. Najpogostejši mehanizmi, pri katerih uporabljena metoda navora polžnega orodja ne presega 15 kW.

Velika vrzel med jaški

Ta težava se kaže s precejšnjo obrabo polžnega pogona in je pomembnejša kot pri drugih vrstah prenosnih mehanizmov.

Vrste polžnih menjalnikov

Polžni menjalniki se lahko zelo razlikujejo glede na obseg mehanizma.

Glavne razlike, ki se lahko uporabijo pri oblikovanju:

• Različno število obiskov;
• Podrobnosti o materialu;
• Smer navoja;
• Profil niti;
• Vrste uporabljenih vijakov.

Te razlike so lahko prisotne v različnih kombinacijah. Katere vrste polžnih menjalnikov se inženir odloči uporabiti v fazi načrtovanja in razvoja naprav in mehanizmov s pomočjo teh tipov prenosa navora.

Konstrukcija črvnih orodij

Izdelava črva z lastnimi rokami je skoraj nemogoča. Izračun polžnega orodja mora opraviti usposobljen tehnik. Ko je risba končana, so vsi njeni deli izdelani samo iz kakovostnih materialov, sicer se lahko po kratkem delu zobni mehanizem odpove. Sklop polnilnega gonila mora izvajati tudi izkušen mojster. Neupoštevanje tega pravila lahko bistveno skrajša življenjsko dobo dela, saj je poleg pravilne namestitve gredi potrebno tudi pazljivo prilagajanje polžev.

Če je za montažo improviziranega mehanizma za prenos navora potrebno uporabiti polžasti menjalnik, je v tem primeru bolje uporabiti že pripravljene rabljene izdelke iz opreme, ki uporablja to vrsto prenosa navora. V primeru izvedbe samostojnega razvoja novih naprav, ki bodo patentirane, je treba naročiti izdelavo polžnega menjalnika pri projektantskem biroju, ki se ukvarja s podobnim razvojem.

Načelo delovanja

Osnova celotnega transmisijskega mehanizma je vodoravni vijak v obliki črva, v čigar ime so dobili te vrste menjalnikov. Polžni vijak medsebojno deluje s prestavo, katere osna os se nahaja pod pravim kotom. Zaradi tega spajanja pride do preoblikovanja visoke hitrosti vrtenja vhodne gredi z nizkim navorom in vrtenjem izhodne gredi z majhno frekvenco, vendar bistveno večjo silo. Razporeditev polžnega gonila je lahko drugačna. Če se polžna gred vrti s hitrostjo pod 5 m / s, se črv nahaja spodaj, če je hitrost višja, se namesti gonilo z zgornjim polžem.

Večina tovrstnih mehanizmov se uporablja z eno stopnjo zobnikov, včasih pa se lahko za prilagajanje razmerja uporabi tudi dvofazni polž.

Če je hitrost vrtenja gredi večja od 10 m / s, morajo biti ležaji in hipoidni zobniki pod tlakom. Če je motor pri nizki hitrosti, zadostuje naravno kroženje olja med rotacijo prenosa.

Oljno črpalko mora biti visoke viskoznosti, sicer se bo proces obrabe najbolj obremenjenih delov menjalnika znatno pospešil.

Popravilo orodja

Enostavno popravilo črv orodje je mogoče storiti na svoje. Če sta motor in pogon združena v enem primeru, je treba mehanizem skrbno razstaviti.

Del skupnega ohišja ročične gredi, v katerem se nahaja pogon, je prav tako predmet razčlenjevanja. Če je izvedba polžnega pogona izvedena za motor z visoko hitrostjo, je treba pred nadaljevanjem analize menjalnika iztakniti olje za prenos iz ohišja.

Pri tej vrsti menjalnika se uporabljajo visokokakovostni ležaji, zato je potreba po popravilih najpogostejša, če sta orodje in črv obrabljena nad mejnimi vrednostmi. Delovni par je vedno podvržen sočasni zamenjavi s kompletnim kompletom za popravilo, ki ga je treba pred vstopom v distribucijsko omrežje ustrezno izbrati in preizkusiti na posebnem stojalu.

Če je obraba črpalnega para neznatna, se lahko razpoka odpravi s posebnimi podložkami - tesnili na gredi.

Konstrukcija polžnega menjalnika omogoča tudi prilagajanje zobnikov z orodjem brez demontaže karoserije. V ta namen se uporablja vijak, ki je vgrajen v ohišje. Če je naprava pripravljena, lahko preprosto ugotovite, kje je regulirana prestava. Če ni risbe, bo posredni znak nastavitvenega vijaka prisotnost protimatice na njej, ki se uporablja za pritrditev nastavljene razdalje med polžem in zobnikom. Izjemno redko je potrebno zamenjati ležaje gonila. Pogon je običajno opremljen z visokokakovostnimi krogličnimi ležaji, ki ne zahtevajo zamenjave ali popravila med celotno življenjsko dobo dela. Ležaji se lahko poškodujejo le, če se je pogon uporabljal dlje časa brez mazanja ali z uporabo manj kakovostnih maziv.

Profesionalna mehanika, kot tudi inženirji, ki sodelujejo pri konstrukciji te vrste menjalnikov, ne priporočajo uporabe polžnega pogona, če oddajna moč presega 200 kW. Zasnova polžastega orodja ne dopušča obremenitev zaradi prekomernega segrevanja med delovanjem. Če je moč naprave v razponu od 60 do 200 kW, je v tem primeru potrebno razviti tudi risbo, ki bo pokazala prisilno hlajenje olja in pravilno izbiro materialov, iz katerih bo izdelan polž in gonilo transmisijskega mehanizma.

Kinematični sistem naprave mora biti prikazan tako, da je vrtenje gonila nameščeno pod pravim kotom glede na vrtenje vhodne gredi črva. Prav tako je treba natančno opisati vsako podrobnost, ki se uporablja v transmisijskem mehanizmu. Na diagramu morajo biti navedeni tudi ležaji, na risbi pa mora biti naveden premer sedeža.

Delovanje polžnega menjalnika je možno v vseh vremenskih in podnebnih razmerah, pri uporabi naprave v severnih regijah države pa je potrebno uporabljati posebna olja in maziva, ki pri nizkih temperaturah ne zmrznejo.

Polžni menjalnik je majhen mehanizem za majhne hitrosti, tako da če želite prihraniti delovni prostor s precejšnjim razmerjem prestavnega razmerja, bo ta enota presegla konkurenco med drugimi modeli menjalnikov.

Obseg uporabe je zelo širok. Transporterji, transporterji, dvigala, črpalke, mešalniki, pogoni za vrata, stroji za obdelavo kovin, tudi za rezkalne operacije. Kadar je potrebna proračunska rešitev za zmanjšanje hitrosti vožnje in povečanje navora v odsotnosti pomembnih udarnih obremenitev in nizke frekvence vključkov, postavite v to črpalko. Vendar je to še vedno zelo kategorična izjava. Ne da bi se pretvarjal, da je absolutna nezmotljivost proti resnici, bom poskušal oblikovati osnovna priporočila za uporabo polžnih menjalnikov:

1. Če se samodejno zaviranje ne zahteva in prestavno razmerje menjalnika mora biti večje od 25 - uporabite menjalnike s cilindrom. Učinkovitost takšnega menjalnika bo višja zaradi zmanjšanja prestavnega razmerja pri polžnem gonilu. V skladu s tem se bodo prihranili stroški energije in povečala življenjska doba.

2 Polžnih menjalnikov v pogonske mehanizme ne izpostavljajte udarcem. Med dolgotrajnim delom s pihanjem se lahko polžni menjalnik pregreje, njegov vir pa se bo močno zmanjšal. Avtor teh linij je privedel do vretja olja v oddajni moči menjalnika 4 kW po več urah svojega delovanja kot bobnasti pogon za čistilno napravo, na katero je vplivala periodična udarna obremenitev z nožem, ki odseka bloke tekalne plasti obrabljenih pnevmatik.

3. Zelo pomembna je shema vgradnje menjalnika v prostor. Osnovno in najbolj priporočljivo v smislu mazanja z menjalnikom je shema, ko je os črva na dnu, os kolesa pa na vrhu:

Možna je drugačna orientacija v prostoru, pri naročanju pazljivo preverite skladnost označbe lokacije menjalnika z resničnostjo! Če pride do neskladnosti, lahko olje izteka iz menjalnika, črv se lahko suši ali pa se popolnoma potopi v olje. Vse to vodi v močno zmanjšanje vira. Z zgornjo lokacijo črva strokovna literatura priporoča zmanjšanje vrednosti nazivnega navora na izhodu za 20%.

4 Uporaba nastavitvene palice ali prirobnice je bolj zaželena kot vgradnja orodja na nogah. Glejte str. 6 »Koristi«.

5. Ne priporočam uporabe polžnih menjalnikov v sistemih za določanje položaja. Igra v igri lahko negativno vpliva na točnost (tu je seveda vse odvisno od specifičnih pogojev - če je izhodna gred povezana, na primer z vodilnim vijakom z majhnim korakom, in zahtevana natančnost pozicioniranja matice je ± 1 mm, je polžasto orodje zelo primerno).

6. Pri izbiri vrste menjalnika, ki se nanaša na polžasto gonilo, se je vedno treba zavedati možnosti, da se pojavijo zavore in vse, kar sledi iz te lastnosti. Polžnega orodja ne postavljajte na pogon kolesnih dvojic vozička, če ga je včasih potrebno ročno zaviti. Težko bo.

7 Pred zagonom novega menjalnika v delo pod obremenitvijo je priporočljivo, da ga poganjate v stanju mirovanja (brez delovne obremenitve ali z zmanjšano obremenitvijo) za 15 ... 20 ur za delo v drgnjenju površin.

8. Polžni menjalnik običajno zahteva debelejše mazivo kot druge vrste menjalnikov.

Črpalka  spada v kategorijo mehanskih menjalnikov. To ime je dano temu razredu menjalnikov zaradi vrste mehanskega prenosa, imenovanega polžasto orodje. Nahaja se znotraj menjalnika in je odgovoren za prenos in pretvorbo navora. Osnova črva je vijak, ki v svoji obliki spominja na črva.

Pri pnevmatiki se pretvori energija nizkega navora na vhodni gredi in velika kotna hitrost, s čimer se poveča navor in zmanjša kotna hitrost izhodne gredi. Motor, ki ima vgrajen polžni mehanizem, se imenuje motor polžastih zobnikov.

Najpogosteje lahko vidite enostopenjske črpalke. Če so potrebna velika prestavna razmerja, se uporabljajo dvostopenjski in kombinirani menjalniki (s cilindričnim korakom). Kombinirani so lahko zobati ali zobati v črva. "Črv" v enostopenjskem polžastem reduktorju je lahko nameščen nad kolesom, pod kolesom, vodoravno ali navpično na strani kolesa. Zobnik polža je tesno povezan s postavitvijo, ki jo zahteva stranka. Če je hitrost manjša od 5 m / s, se "črv" nahaja na dnu, pri hitrostih nad 5 m / s - na vrhu. Če je črv ob straneh, je mazanje ležajev v navpičnih gredih nekoliko oteženo.

Za povečanje žilavosti v polžnem gonilu se uporabljajo viskozna olja. Glede na njihovo doslednost so bogatejši v primerjavi z oljem za menjalnike. Če je drsna hitrost 10 m / s in nižja, je dovolj, da črpalko ali kolesa potopite v oljno kopel, tako da so polžni zobniki podmazani. Če se črv nahaja na dnu, mora biti olje na sredini valja kotalnega ležaja ali nižje krogle. V tem primeru se črv potopi v olje na višini tuljave. V primeru, da je nivo olja nastavljen na ležajih in ne doseže črva, se lahko na gredi namestijo posebni obroči ali tekači, ki opravljajo škropljenje in dovajanje olja na kolo in črv. Pri hitrosti polžnega menjalnika, večjega od 10 m / s, je smiselno pravilno uporabiti krožno mazanje. V tem primeru olje iz črpalke skozi hladilnik in filter vstopi v območje delovanja.

Obvezni element polžnega orodja je črvni mehanizem. Njena zasnova je predstavljena z vijakom, ki se imenuje črv, polnilno kolo - tip vijačnega orodja. Worm orodje spada v razred zobniškega vijaka, ker če bodo koti nagiba zob v zobniški prenosni zobnik omogočili pokritje zobnikov okoli, potem postanejo zobje niti in orodje - črv. Zato je prenos črv.

Vodilna povezava v črvnem orodju je praviloma črv. Pogonska povezava je polžasto kolo. Povratni menjalnik v takem menjalniku je najpogosteje nemogoče, saj kombinacija učinkovitosti polžnega menjalnika in prestavnega razmerja vodi do samodejnega ustavljanja naprave.

V primerjavi s spiralnim orodjem ima polžasto orodje oprijemljivo prednost: povezave se začnejo dotikati ne na točki, temveč vzdolž črte. Najpogosteje je kot med polžastim kolesom in gredi 90 °, lahko pa obstaja tudi druga vrednost. Konkretna oblika polžnega kolesa prispeva k boljšemu prileganju vijaka, kar pomeni, da se površina kontaktnih površin povečuje. Višinski kot in smer zob kolesa ustrezata parametrom navojev vijakov. Vrsta navoja je lahko leva ali desna, večnamenska ali enojna. Pogosto lahko vidite uporabo pravega konca, kjer je število obiskov 1-4.

Polžna orodja so lahko dveh vrst - valjasta ali globoidna. Prestavno razmerje polžnega menjalnika je lahko večje od prestavnega razmerja navadnega zobniškega prenosnika. Če je polžni menjalnik, za katerega ste se odločili kupiti na podlagi tega indikatorja, enako prestavno razmerje z zobniškim pogonom, potem bo v vsakem primeru naprava prvega tipa veliko bolj kompaktna. Druge prednosti tega menjalnika so brezmejne med delovanjem, gladkost, zmožnost izvedbe velikega prestavnega razmerja pri 1 stopnji prenosa. Zato je uporaba teh naprav tako priljubljena na strojih, obdelovalnih strojih, dvigalnih in transportnih sistemih. V povprečju lahko prestavno razmerje doseže 8 ... 90. Danes lahko prestavno razmerje doseže tudi do 1000 na posebnih napravah, ki jih imenujemo tudi polžni mehanizem. Lahko jih kupite od proizvajalcev in dobaviteljev, ki delajo z visoko specializirano opremo.

Vendar imajo črvni mehanizmi nekaj pomanjkljivosti. Ena od njih je nizka učinkovitost menjalnika. To je posledica dejstva, da črv orodja izgubi veliko energije. Poleg tega se navoj v vijaku in zobje kolesa lahko zmečkajo, zato se za platišča uporabljajo dragi antifrikcijski materiali. Zaradi teh razlogov je še vedno izgubljen v priljubljenosti zobnikov. Z njim lahko oddajate majhno in srednjo moč - do 50 kW ali do 200 kW.

Hkrati motorji z zobniki, delujejo brezhibno in tiho. V vsakem primeru bodo bolj kompaktni in ne bodo odvisni od drugih kazalnikov, na primer od prestavnega razmerja. Ena od pomembnih značilnosti motorja polžastega gonila je možnost samozadostnosti.

Odgonska gred motorja polžnega menjalnika je nagnjena pod kotom 900. To je tudi zelo priročno, saj je včasih težko v celoti postaviti motorno gonilo, če je gred koaksialna.

Črpalka  - To je zapleten mehanizem, vendar je včasih preprosto nepogrešljiv v industrijskih objektih. Zato je pomembno, da skrbno izberete model, značilnosti, v tem primeru bo oprema delovala dolgo in brez izjeme. .

Polžasto orodje - naprava, ki pretvarja kotno hitrost in navor motorja z uporabo polžnega orodja.

Polžaj z menjalnikom - eden izmed razredov mehanskih menjalnikov. Menjalniki so razvrščeni po vrsti mehanskega prenosa. Menjalnik se imenuje polžasto gonilo glede na vrsto polža, ki se nahaja znotraj menjalnika, prenosni in transformacijski navor. Vijak, ki je pod lupino, izgleda kot črv, od tod tudi ime. Polžasto gonilo je lahko z eno ali več mehanskimi planetnimi zobniki.

V polžnem gonilu se poveča navor in zmanjša kotna hitrost izhodne gredi zaradi pretvorbe energije, ki jo vsebuje velika kotna hitrost in nizek navor na vhodni gredi.

Motor z integriranim polžastim menjalnikom se imenuje motorno gonilo.

Najpogostejši enostopenjski črvni menjalnik. Pri velikih prestavnih razmerjih uporabite bodisi dvofazni polžasti menjalnik, bodisi kombinirani zobnik ali polžasti menjalnik. Pri enostopenjskem reduktorju se črv lahko nahaja pod kolesom, nad kolesom, vodoravno na strani kolesa in navpično na strani kolesa. Izbira sheme polžnega menjalnika je določena z zahtevami postavitve. Z v1 se uporabljajo polžasti menjalniki z nižjo lokacijo črva< 5 м/с, с верхним — при v1>  5 m / s. Pri polžastih menjalnikih s stransko razporeditvijo polža je mazanje ležajev navpičnih gredi težko.

Pri polžnih menjalnikih se za povečanje odpornosti proti obrabi uporabljajo bolj viskozna olja kot zobniki. Pri drsnih hitrostih VSK<7…10м/с смазку червячных передач редукторов осуществляют окунанием червяка или колеса в масляную ванну. При нижнем расположении червяка уровень масла в ванне должен проходить по центру нижнего шарика или ролика подшипника качения, а червяк должен быть погружен в масло примерно на высоту витка. Если уровень масла устанавливают по подшипникам и червяк не окунается в масло, то на валу червяка устанавливают маслоразбрызгивающие кольца (крыльчатки), которые и подают масло на червяк и колесо. В червячных редукторах Vск>7 ... 10 m / s uporabite krožno-prisilno mazanje, pri katerem se olje iz črpalke skozi filter in hladilnik dovaja v območje vpetja.

V polžastih menjalnikih se uporablja polžasto gonilo. Polžasto orodje sestavlja vijak, imenovan črv, in polžasto kolo, ki je vrsta vijačnega orodja.

Zobniki so zobniški. Če v prestavno-vijačnem prenosu vzamemo kote nagiba zob tako, da ga zobje zobnikov prekrijejo, potem se ti zobje spremenijo v navoje, zobniško gonilo postane črv in prestavi se iz vijačnega orodja v polžasto orodje.

V večini primerov je polžni pogon črv, sledilni stroj pa je polžasto kolo. Povratni menjalnik je pogosto onemogočen - učinkovitost polžnega menjalnika skupaj s prestavnim razmerjem povzroči samodejni izklop menjalnika.

Prednost polžnega orodja v primerjavi s spiralnim orodjem je v tem, da se začetni stik povezav pojavi ob črti in ne na točki. Kot križanja gredi črva in črvnega kolesa je lahko karkoli, vendar je običajno enak 90 °. Za razliko od spiralnih koles ima platišče polžastega kolesa konkavno obliko, ki prispeva k določenemu polžju in s tem povečanju površine kontaktnih površin. Smer in kot zobnikov črvnih koles sta enaka kot pri navojih črva. Konica črva je lahko enojna ali večkratna, pa tudi desna ali leva. Najpogostejša desna nit s številom obiskov z1 = 1 ... 4.

Obstajata dve glavni vrsti črvnih orodij: cilindrični ali preprosto črvi, zobniki (s cilindričnimi črvi) in globoid (z globoidnimi črvi).

V primerjavi z običajnimi prestavami je lahko prestavno razmerje (prestavno razmerje) polžnega gonila bistveno večje. Tako je na primer z enim črvom (z1 = 1) in polžastim kolesom z2 = 100 prestavno razmerje u = 100. Pri enakem prestavnem razmerju je polžasto gonilo veliko manjše od običajnega zobniškega prenosa. Možnost velikega prestavnega razmerja z eno prestavno stopnjo, kompaktnostjo, gladkostjo in tihim delovanjem - glavne prednosti reduktorjev zobnikov. Zaradi teh prednosti se polžni zobniki široko uporabljajo v dvigalnih strojih, različnih strojih in nekaterih drugih strojih. Črvno prestavno razmerje običajno poteka v u = 8 ... 90, vendar v posebnih nastavitvah doseže u = 1000 in več.

V polžastem orodju, poleg izgub pri prenosni moči, ki so značilne za zobnike, obstajajo izgube moči, ki so značilne za vijačni par. Zaradi tega je učinkovitost polžnega gonila veliko manjša, kar je glavna pomanjkljivost polžnih zobnikov. Med pomanjkljivostmi spadajo tudi nagnjenost navojev črva in zob kolesa k zagozditvi in ​​potreba po dragih antifrikcijskih materialih za platišča črvnih koles. Zaradi teh pomanjkljivosti se črvni menjalniki uporabljajo veliko manj pogosto in le za prenos majhne in srednje močne, običajno do 50 kW in manj pogosto do 200 kW.

Zaradi svoje konstrukcije se motorji polžnih gonil odlikujejo po gladkosti in brezšumnosti. Prednosti motorja polžnega gonila lahko pripišemo tudi kompaktnosti - motor polžnega gonila bo bistveno manjši v primerjavi s podobnim motorjem z zobniškim gonilom z enakim prestavnim razmerjem. Značilnost polžnega motorja je lastnost samozadostnega delovanja.

Motorji s polžastimi zobniki imajo izhodno gred, ki je postavljena na 90 stopinj, kar je v primeru, ko ni mogoče (npr. V velikosti), da celoten motor zobnikov s koaksialnim položajem gredi primeren.