Е.С. Долгих, М.В. Корняков
Національний дослідницький Іркутський державний технічний університет
Залежно від числа передач існують одноступінчасті і багатоступінчасті типи редукторів. У багатоступеневих редукторів ступінь впливу люфту на надійність роботи зубчастої передачі буде більше, ніж у одноступінчатих. Одноступінчасті редуктори мають всього одну пару взаємодіючих коліс, люфт між якими незначний. У багатоступеневих редукторів, у міру збільшення числа передач, сумарний люфт ставати більше за рахунок збільшення кількості взаємодіючих зубчастих пар. Крім того, що багатоступінчасті редуктори володіють більшою величиною люфту, вони ще мають більший момент навантаження на вихідному валу. Це пояснюється тим, що збільшенням числа ступенів переслідується мета підвищення крутного моменту на вихідному валу, а високий крутний момент необхідний для подолання великого моменту навантаження. Таким чином, наявність у багатоступеневих редукторів більшого впливу перерахованих факторів робить їх менш надійними.
Підвищити надійність і продовжити термін служби механічних передач можна компенсуючи люфт за допомогою механічних та електромеханічних способів. Нескладним способом компенсації зазору є введення в кінематичну схему пружного ланки, так званої, пружної муфти. Муфта з'єднує вал двигуна з вхідним валом редуктора. У режимах пуску і гальмування, коли після переходу через зазор відбувається удар зубів, наявність муфти дозволяє здійснити плавне підвищення навантаження. Попри переваги даного способу, у нього є істотний недолік. Наявність пружної муфти підвищує сумарний момент інерції механічної системи, що призводить до додаткових втрат електроенергії та погіршення керованості двигуном, тобто пуск, реверс і гальмування будуть протікати довше.
Найбільш ефективним з точки зору забезпечення регулювання і підтримки мінімальних динамічних навантажень в зубчастих передачах є застосування електромеханічних способів компенсації зазору. Основною проблемою для реалізації даних способів є організація системи контролю величини і напруг в елементах зубчастої передачі для побудови автоматичної системи регулювання і підтримки мінімальних динамічних навантажень.
Відомий спосіб [1] компенсації зазору в механічній передачі однодвігательний приводу за допомогою системи керування з датчиком зазору. Спосіб реалізує пристрій для керування пуском редукторного електроприводу. Пристрій дозволяє здійснити пуск двигуна з мінімальним крутним моментом при наявності зазору. Датчик зазору в цьому пристрої визначає момент часу, коли зазор пройдений, і за цими даними дає сигнал системі управління для підвищення крутного моменту двигуна. Одним з можливих місць встановлення такого датчика є підшипниковий вузол вихідного валу редуктора, на який за наявності косозубих шестерень виникає тиск перпендикулярно спрямоване осі валу (на малюнку зображена кінематична схема редуктора з косозубимі шестернями). До зачеплення зубів величина тиску на підшипниковий вузол дорівнює нулю, а після зачеплення відбувається її збільшення. Величина цього тиску пропорційна моменту на вихідному валу. Як датчик зазору застосовується пружний механічний елемент, на якому закріплений тензометричний датчик, а роль пружного елемента виконує плоска пружина.
