Ученые механико-математического факультета ТГУ доктора физико-математических наук Алексей Бубенчиков и Николай Щербаков разработали математическое обоснование нового вида зацепления, благодаря которому можно создавать приводную технику с повышенным сроком службы и обеспечением ее безремонтной эксплуатации. Коэффициент полезного действия нового зацепления, по словам ученых, составляет 99 процентов.

В производстве современных редукторов применяют эвольвентное зубчатое зацепление, основы которого заложены более 200 лет назад. Инновации в этой области касаются отдельных узлов и деталей зацепления, поэтому улучшение происходит только на доли процентов.

Ученые Томского госуниверситета создали математическую модель эксцентриково-циклоидального (ЭЦ) зацепления — принципиально нового вида зубчатого зацепления, разработанного конструкторской группой ЗАО «Технология Маркет» под руководством Виктора Становского. Это зацепление может заменить эвольвентное практически во всех областях.

– При равных КПД и нагрузочных характеристиках редукторы с ЭЦЗ имеют до семи раз меньшие габариты и массу, чем эвольвентные, — рассказывает доктор физико-математических наук Николай Щербаков. — Низкая металлоемкость и высокая производительность обработки на станках с ЧПУ обеспечат самую высокую в машиностроении рентабельность производства.

Помимо значительного ресурсосбережения зацепление имеет уменьшенные контактные напряжения и повышенную прочность зубьев, что позволяет создавать надежную приводную технику с повышенным сроком службы и обеспечением ее безремонтной эксплуатации.

Теоретические изыскания ученых ТГУ подтвердили экспериментальные и промышленные образцы, сделанные на базе ЗАО «Технология Маркет». Новый вид зацепления имеет коэффициент полезного действия 99 процентов, благодаря чему экономит топливо и электроэнергию. Также оно обладает предельно низкими уровнями шума и вибрации, меньшими габаритами и металлоемкостью, высокой надежностью безремонтной эксплуатации в течение 15-20 лет. Высокая технологичность конструкции позволяет до пяти раз увеличить производительность обработки зубчатых колес, благодаря чему понизиться себестоимость изготовления редукторов.

Редукторы с ЭЦ-зацеплением могут применяться в производстве вертолетов, кораблей, локомотивов, авиадвигателей, гидротурбин, насосов, металлургического, горно-шахтного и нефтепромыслового оборудования, станкостроении, отмечают исследователи.

Проект томских ученых получил первое место в конкурсе корпорации «Ростех» за «Лучшую инновационную разработку мирового уровня». Сейчас разработчики подписали акт испытаний, допускающий к установке главной ЭЦ-передаци на карьерный самосвал БелАЗ 7555. Разработки ведутся также совместно с компаниями «Уралмаш», «Тяжмаш», «ИЗ-Картэкс», НПО им. С.А. Лавочкина.

– У проекта нет проблемы «кто и почему будет покупать продукт», — отмечает Николай Щербаков. — Потому что потребитель за те же или меньшие деньги получит продукт, превосходящий по качеству все другие аналоги. Необходимо, чтобы данная фундаментальная инновация распространялась из России на Запад, а не наоборот. Немецкие компании Bosch, SEW Eurodrive, NORD, Corporate Energies уже установили контакты с томскими разработчиками. И это подтверждает привлекательность проекта.