В.Я.Веретенников

Отклик

На статью Г.А.Журавлева

Ошибочность физических основ зацепления Новикова как причин ограниченности его применения”,

опубликованную в журнале “Редукторы и приводы”. №1, 2006 г.

 

Веретенников Виктор Яковлевич, главный специалист по НИР, ОКР и маркетингу Ижевского ОАО “Редуктор”, к.т.н. С 1960 г. по 1995 г. работал главным конструктором СКТБ Ижевского ОАО “Редуктор”. Имеет ряд авторских свидетельств, в том числе 2 по передачам Новикова.
Является разработчиком редукторов с передачами Новикова и участником их внедрения в промышленности.

Прочитав статью Г.А.Журавлева о зацеплении Новикова, необходимо остановиться на промышленном применении зубчатых передач Новикова в редукторах общемашиностроительного применения, о котором, на наш взгляд, необъективно отозвался автор статьи.

Сорок шесть лет назад при непосредственном участии автора этих строк на Ижевском редукторном заводе начались исследования нагрузочной способности зубчатых передач Новикова в редукторах общемашиностроительного применения и не “ ради поддержания духа эйфории для получения некоего заветного решения”, как пишет в статье Г.А.Журавлев, и не ради “снижения удельной массы редукторов в угоду всему остальному редукторному миру, чтобы доказать превосходство зацепления Новикова”, как пишет В.И.Парубец в своем комментарии к статье Г.А.Журавлева, а ради получения реального экономического эффекта от внедрения передач Новикова в редукторах, выпускаемых заводом, за счет действительно более высокой их нагрузочной способности по сравнению с эвольвентными передачами, который и стал основным мерилом конкурентоспособности редукторов с зацеплением Новикова, т.к. обеспечивал значительное снижение себестоимости редукторов и как следствие, снижение в несколько раз их цены по сравнению с зарубежными аналогами.

За период с 1965 г. по 2005 г. зубчатые передачи Новикова были внедрены в четырех поколениях редукторов, созданных и выпускаемых серийно на Ижевском редукторном заводе:

Все перечисленные редукторы изготавливаются на заводе и в настоящее время. С1965 года по 2005 год заводом выпущено указанных редукторов более 2 млн. штук.

Остановимся несколько подробнее о внедрении зубчатых передач Новикова в указанных редукторах, выпускаемых Ижевским редукторным заводом.

Основанием для активного исследования нагрузочной способности передач Новикова и их внедрения в производство послужило постановление Совета Министров СССР от 18 января 1960 года №53 “О специализации производства нормализованных редукторов”, в соответствии с которым на Ижевском редукторном заводе необходимо было организовать производство цилиндрических редукторов с межосевым расстоянием до 250 мм и обеспечить их выпуск до 180 тысяч штук в год.

Для проектирования и внедрения нормализованных конструкций редукторов, согласно указанному постановлению, на заводе было создано в 1960 году специальное конструкторско-технологическое бюро редукторостроения (СКТБ) с хорошо оснащенными по тем временам экспериментальным участком и лабораторией по изготовлению и испытанию зубчатых передач и редукторов. Главным конструктором СКТБ был назначен автор этих строк.

С этого времени в СКТБ начали проводиться опытно-конструкторские работы по разработке первой очереди нормализованных редукторов цилиндрических двухступенчатых серии РЦД и поиск лучшего варианта зубчатого зацепления для них путем сравнительных испытаний опытных образцов редукторов РЦД-350, изготовленных экспериментальным участком СКТБ с зубчатыми передачами с эвольвентным зацеплением и зацеплением Новикова с различными исходными контурами и с различной термической обработкой валов-шестерен и колес. (1) (2) .

По результатам этих испытаний были сделаны следующие основные выводы:

  1. Зубчатые передачи с заполюсным зацеплением Новикова (ОЛЗ) с исходным контуром по временной общесоюзной нормали с термообработкой валов-шестерен улучшение с твердостью зубьев НВ270…300 и колес НВ230…260 передают нагрузки при непрерывном режиме работы в 1,5 раза, а с дозаполюсным зацеплением Новикова (ДЛЗ) с исходным контуром “Урал- 2Н” в 2,0 раза большие, чем аналогичные зубчатые передачи с эвольвентным зацеплением.

  2. Зубчатые передачи Новикова (ДЛЗ) с исходным контуром “Урал-2Н” с термообработкой валов-шестерен улучшение с твердостью зубьев НВ270…300 и с термообработкой колес нормализация с твердостью зубьев НВ 180…210 и передают нагрузки при непрерывном режиме работы равные нагрузкам аналогичных по конструкции эвольвентным передачам с термообработкой валов-шестерен улучшение с твердостью зубьев НВ270…300 и колес с твердостью зубьев НВ230…260.

Из приведенных результатов испытаний, а их было проведено не один десяток, было видно, что лучшим вариантом зубчатых передач для редукторов РЦД является вариант зубчатых передач Новикова (ДЛЗ) с исходным контуром “Урал-2Н” с термоулучшенными вал-шестернями с твердостью зубьев НВ270…300 и колесами с твердостью зубьев НВ230…260, который позволяет увеличить нагрузочную способность редукторов в 2 раза по сравнению с применением эволвентных передач тех же параметров.

В этот период (1964-1965 г.г.) завод не мог внедрить в редукторах РЦД указанный вариант передач Новикова по следующим причинам:

1. Из-за отсутствия необходимых термических мощностей для выпуска термоулучшенных колес с твердостью зубьев НВ230…260.

2.Из-за отсутствия в стране фрез с высокой стойкостью для зубообработки колес с твердостью зубьев НВ230…260.

Эти же причины не позволяли заводу выполнить задание по изготовлению редукторов РЦД с эволвентными передачами и довести их выпуск до 180 тыс. штук в год, предусмотренное правительственным постановлением №53.

Поэтому на заводе было принято решение внедрить в редукторах РЦД зубчатые передачи Новикова с исходным контуром “Урал-2Н” с нормализованными колесами с твердостью зубьев НВ180…210 и с вал-шестернями с твердостью зубьев НВ270…300.

Для окончательного подтверждения возможности внедрения указанного варианта передач Новикова в редукторах РЦД в 1965 году в лаборатории СКТБ были проведены многочисленные испытания редукторов РЦД-350Н при переменном режиме работы соответствующем среднему режиму “С” с предельно-пиковым кратковременно действующим моментом, превышающим в 3,2 раза нагрузку непрерывного режима, и на изломную прочность зубьев колес с нагрузкой в 1,7 раза превышающей нагрузку непрерывного режима работы (3).

Проведенные испытания редукторов РЦД-350Н показали, что зубчатые передачи Новикова с исходным контуром “Урал-2Н” с нормализованными колесами с твердостью Нв180…210 передают нагрузки равные нагрузкам зубчатых передач с эволвентным зацеплением с термоулучшенными колесами с твердостью зубьев НВ230…260, как при постоянных, так и при переменных режимах работы. При переменных режимах работы передачи Новикова передают нагрузки в 1,3…1,4 раза выше, чем при постоянных режимах работы.

Предельно-пиковый момент не вызывает разрушений рабочих поверхностей зубьев колес с НВ180…210, а наоборот повышает их долговечность в результате появления на них наклепа.

На основании проведенных испытаний зубчатые передачи Новикова с исходным контуром “Урал-2Н” с нормализованными колесами с твердостью зубьев НВ180…210 и с вал-шестернями с твердостью зубьев НВ270…300 были внедрены в редукторах РЦД-250, РЦД-350 и РЦД-400 в конце 1965 года. Указанные редукторы были рекомендованы также для эксплуатации в грузоподъемных кранах в механизмах подъема и передвижения.

Внедрение зубчатых передач Новикова с нормализованными колесами с НВ180…210 позволили заводу повысить производительность труда на зубообработке колес в 2 раза по сравнению с зубообработкой эвольвентных колес с НВ230…260, избежать дополнительных затрат на ввод новых термических мощностей и довести выпуск редукторов РЦД-250, РЦД-350 и РЦД-400 в 1968 году до 180 тыс. штук в год.

Это позволило снизить себестоимость редукторов РЦД до такого уровня, что цены их стали в несколько раз ниже цен редукторов – аналогов западных фирм.

Высокая экономичность редукторов РЦД с зубчатыми передачами Новикова и низкая их цена предопределяли многие годы их востребованность отечественной промышленностью и зарубежными предприятиями 49 стран мира. Указанные редукторы выпускаются заводом и в настоящее время.

Вот и ответ Г.А.Журавлеву о “неконкурентоспособности редукторов с передачами Новикова” и В.И.Парубцу, почему и “сегодня тысячи промышленных предприятий России все еще пополняют свой редукторный парк редукторами с зубчатыми передачами Новикова”.

На наш взгляд редукторная Россия должна базироваться на экономических основах передач с зацеплением Новикова не оглядываясь на весь редукторный мир.

Для этого, как отметил в своем комментарии к.т.н. В.И. Короткин, необходимо использовать современные контуры, проектировать передачи на базе современных методик и решать технологические проблемы, которые отметил в своем комментарии д.т.н. профессор А.В. Верховский.

Вот над решением этих проблем работали и работают специалисты Ижевского редукторного завода.

После внедрении передач Новикова в редукторах РЦД с “нетвердыми” колесами завод заключил договор с НИИ механики и прикладной математически Ростовского госуниверситета на проведение исследований нагрузочной способности нитроцементиованных с твердостью зубьев НR55…58 передач Новикова с исходным контуром РГУ-5, разработанным заведующим лабораторией зубчатых передач к.т.н. В.И.Короткиным.

В течение 1978-1984 г.г. на заводе проведены многочисленные испытания твердых зубчатых передач Новикова с указанным исходным контуром, которые показали, что их нагрузочная способность в 1,3-1,5 раза выше аналогичных эвольвентных передач, а в термоулучшенном варианте (НВ230…260) передачи Новикова не уступают эвольвентным передачам – аналогам с твердостью зубьев НRс 56..58 (4).

В 1985 году зубчатые передачи Новикова с исходным контуром РГУ-5 в термоулучшенном варианте с твердостью зубьев НВ230…260 были внедрены в тихоходных ступенях редукторов 1Ц2У-250 и 1Ц3У-250.

Результаты многолетних исследований термоулучшенных (нетвердых) и нитроцементованных (твердых) зубчатых передач Новикова с различными исходными контурами, проведенные на Ижевском редукторном заводе, были использованы В.И.Короткиным для создания методики и программы расчета передач Новикова, которые применялись и применяются в настоящее время при создании не только редукторов общемашиностроительного применения, но и редукторов для приводов станков-качалок для добычи нефти, выпускаемых заводом.

В 1994 году на заводе были созданы для приводов станков-качалок редукторы цилиндрические трехступенчатые с передачами Новикова с исходным контуром РГУ-5типа Ц3НК-450 и Ц3НК-500, а в 2004 году – более совершенные редукторы цилиндрические трехступенчатые шевронные Ц3НШ-450 и Ц3НШ-560.

В 1987 году на заводе были начаты работы по созданию редукторов с нитроцементованными с твердостью зубьев НRс56…58 с передачами Новикова с исходным контуром РГУ-5.

В этом же году заводом была изготовлена первая промышленная партия редукторов 1Ц2У-160 в количестве 600 шт. с нитроцементованными парами Новикова с исходным контуром РГУ-5, которые эксплуатируются до настоящего времени на ряде предприятиях России.

В 1990 году на заводе была создана перспективная конструкция цилиндрических двухступенчатых редукторов серии 6Ц2 с нитроцементованными зубчатыми парами Новикова с исходным контуром РГУ-5, которые по техническим параметрам были на уровне лучших мировых образцов. Опытные образцы этой серии-редукторы 6Ц2-200 экспонировались в 1990 году на промышленной выставке в Югославии.

В 1988-1991 годах по договору с Курганским машиностроительным институтом завод проводил научно-исследовательскую работу по шевингованию зубчатых передач Новикова с контуром РГУ-5 редукторов 6Ц2-200 (5).

К сожалению по известным событиям 1991 года заводу не удалось завершить ОКР и НИР, связанные с редукторами серии 6Ц2.

В 2006 году на заводе возобновлены работы по подготовке к изготовлению опытных образцов редукторов из серии 6Ц2 и их испытанию.

Многолетний опыт проектирования и серийного производства редукторов с передачами Новикова на Ижевском редукторном заводе, положительные результаты их эксплуатации во многих отраслях промышленности с постоянными, переменными и знакопеременными нагрузками, постоянная их востребованность предприятиями России и других стран говорят о том, что ошибочно делать вывод, что зацепление Новикова полностью себя исчерпало и область рационального применения передач Новикова весьма узка и быстро сокращается.

Это подтверждается тем, что за последние годы на заводе разработаны и выпускаются серийно с зубчатыми передачами Новикова с исходным контуром РГУ-5 специального применения мотор-редукторы одноступенчатые МЦ-125, двухступенчатые МЦ-200 и МЦ-250; редукторы одноступенчатые Ц-125, двухступенчатые Ц2-200 и Ц2-250. приводы типа ПНВ для глубинных насосов с редукторами цилиндрическими двухступенчатыми Ц2-200. Освоено изготовление мотор-редукторов МЦ2С-100Н, выпускаемые ранее Киевским редукторным заводом.

Главный специалист ОАО “Редуктор”

к.т.н. В.Я.Веретенников

Библиография.

  1. Веретенников В.Я. Новые конструкции редукторов общего назначения.

    Сб. статей. Проектирование и производство механических передач. Изд. “Удмуртия” Ижевск,1965.

  2. Веретенников В.Я. Исследование нагрузочной способности редукторов общего назначения.

    Сб. статей. Исследование и расчет механических передач. Изд. “Удмуртия” Ижевск,1966.

  3. Веретенников В.Я. Исследование нагрузочной способности редукторов общего назначения с зацеплением Новикова.

    Методы изготовления зубчатых колес.

    Материалы научно-технической конференции. Г.Пермь,1967 г.

  4. Короткин В.И., Харитонов Ю.Д. Зубчатые передачи Новикова.

    Ростов-на-Дону. Изд. Ростовского университета,1991 г.

  5. Опытно-конструкторские работы по оценке возможности внедрения шевингования передач Новикова с исходным контуром НИИМ и ПМ-5А.