Главная » 2013 » Март » 8 » Смазка зубчатых и червячных передач - схемы и методы смазки.
17:11
Смазка зубчатых и червячных передач - схемы и методы смазки.
СМАЗКА ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
Для передачи усилий, а также понижения или повышения числа оборотов от двигателя к машине служат промежуточные механизмы, которые в зависимости от рода передачи называются зубчатыми, червячными, цепными, фрикционными и т. п. Все они передают вращение от одного вала, называемого ведущим, другому — ведомому. У всех зубчатых передач зубья одного колеса входят в промежутки между зубьями другого колеса, парного первому. Червячное колесо, в сущности, представляет гайку, частично охватывающую витки червяка, которые входят во впадины между зубьями червячного колеса. Число, получающееся от деления диаметра ведомого колеса на диаметр ведущего, или отношение числа оборотов ведущего вала к числу оборотов ведомого называется передаточным числом. При вращении валов каждый зуб шестерни или нитка червяка встречается с разными зубьями колеса число раз, равное передаточному числу пары, поэтому зубья шестерни и червяка быстрее изнашиваются, чем зубья сопряженных колес. Боковые поверхности зубьев имеют криволинейный эвольвентный профиль и при работе зубчатых колес перекатываются этими профилями друг по другу. Те площадки эвольвентных поверхностей, которыми зубья в данный момент соприкасаются друг с другом, называются контактными поверхностями. При перекатывании зубьев их контактные площадки беспрерывно изменяют свою величину и работают одновременно на трение качения и трение скольжения в условиях граничного или, в лучшем случае, полужидкостного трения. Характер трения скольжения в зубчатых передачах пока еще недостаточно изучен, но одно очевидно, что законы этого трения отличны от законов трения скольжения в подшипниках и плоских поверхностей. Действие смазки на работу зубчатых и червячных передач и выбор смазочного материала во многом зависят от того, насколько надежно они защищены от влияния окружающей среды. Поэтому в последнее время открытых передач стараются не делать; как правило, их заключают в сварные или литые корпуса (фиг. 79). Корпус, например, редуктора одновременно служит и резервуаром для масла, в которое погружается самое большое колесо 1 (фиг. 79) не более чем на 2—3 высоты зуба, а при большом числе оборотов — на высоту зуба. Шестерня, зацепляющаяся с этим колесом, смазывается маслом, находящимся на его зубьях.
Фиг. 80. Смазка погружением конической пары редуктора.
В редукторах с большим количеством ступеней обычно только одно колесо погружается в ванну, остальные колеса смазываются от разбрызгивания масла, частицы которого, перемешиваясь с воздухом, находящимся внутри корпуса, образуют в нем масляный туман. При таком распылении масло попадает на зубья всех колес и, кроме того, по специальным желобкам на стенках корпуса стекает и смазывает подшипники редуктора. Для обеспечения надежной смазки всех передач применяют вспомогательную шестерню 2, зацепляющуюся с колесом 3 и вращающуюся на оси, закрепленной в стенке корпуса. Для того чтобы масло не сбрасывалось с поверхности зубьев центробежной силой, смазку разбрызгиванием следует применять при окружной скорости зубчатого колеса в пределах до 15 м/сек. Конические колеса (фиг. 80) необходимо погружать в масляную ванну до покрытия маслом зуба по всей его ширине.
Фиг. 79. Смазка зубчатых передач редуктора погружением колеса и вспомогательной шестерни в масляную ванну.
Подшипники качения, установленные в редукторах, обычно смазываются тем же сортом масла, что и зацепление. В этом случае они оставляются открытыми внутрь ванны для свободного доступа к ним масляных брызг. Для смазки подшипников во время пуска редуктора предусматривается специальный «порог», удерживающий некоторое количество масла на уровне центра нижнего шарика (фиг. 81, а). В быстроходных редукторах можно ожидать большого потока брызг масла и опасности затопления подшипников, поэтому их отгораживают со стороны масляной ванны масло-отражательным кольцом, закрепленным на валу и вместе с ним вращающимся (фиг. 81,6). Для смазывания подшипников качения в тихоходных редукторах, работающих с перерывами, применяют консистентную смазку, при этом камера подшипника (фиг. 81, в) защищается со стороны передач мазеудерживающим кольцом. Кольцо с наружными кольцевыми канавками (лабиринтное уплотнение) должно выступать за внутреннюю стенку корпуса примерно на 1 мм для предохранения подшипникового гнезда от попадания в него масла.
Фиг. 81. Смазка подшипников качения, установленных в редукторах: 1 — фланец; 2 — войлочное кольцо; 3 — стальное кольцо, прижимающее войлок; 4 — масло- отражательное кольцо; 5—камера для масла, поступающего из ванны; 6 — канавка для отвода масла; 7—кольцевые канавки для уплотнения; 8 — заградительное кольцо; 9 — отверстие для ввода мази; 10 — камера для заполнения консистентной смазкой.
Уровень масла в ванне должен быть такой, чтобы при погружении колес не поднимались со дна корпуса осадки; емкость ее зависит от передаваемой мощности и определяется из расчета 0,25— 0,5 А смазочного материала на 1 л. с. На крышке редуктора для вентиляции его корпуса устанавливают колпак (отдушину), через который свободно выходят нагретый воздух и-газы, а брызги масла задерживаются внутренними перегородками (фиг. 82). Уровень масла в редукторе необходимо проверять по маслоуказателю не реже одного раза в неделю и добавлять через 5—15 дней, в зависимости от уплотнений и условий эксплуатации, свежее масло. При этом необходимо иметь в виду, что заливка масла в ванну в большем, чем требуется, количестве вызывает при работе передач его нагревание и вспенивание, а следовательно, и снижение смазочных качеств. В редукторы и коробки скоростей, имеющие герметические уплотнения, долив масла в процессе работы не производится. Для правильной смазки масло в редукторе необходимо периодически сменять не реже чем через один, три, шесть месяцев в зависимости от условий работы агрегата (влажность, пыль, (Температура, сменность: 1, 2 или 3 смены в сутки) и емкости ванны. В небольших ваннах масло необходимо сменять чаще. Конкретные /Сроки смены масла указываются в паспортах станков.
Фиг. 82. Колпак вентиляционный.
Другой способ смазки зубчатого зацепления состоит в подводе масла от насоса под принудительным давлением; отработанное масло стекает на дно корпуса и отводится из него по специальному 5 Маслопроводу (фиг. 83). При этом способе, называемом смазкой поливанием, большое значение имеет точка приложения струи масла, оно должно падать на зубья со стороны входа в зацепление. : В случаях, когда передачи работают попеременно в обоих направлениях вращения (реверсивные передачи), масло 1 необходимо подводить с двух сторон, как это показано штриховой линией на фиг. 83. На фиг. 83 показана подача масла через сопло 1, прикрепленное к отводящему маслопроводу 2, в который нагнетаемое насосом масло поступает по горизонтальной трубе 3. В последнее время для широких колес применяется брызгала, состоящие из набора сопел, монтируемых в специальном коллекторе, представляющем собой трубу с закрытыми ^концами. В местах присоединения сопел в трубу ввариваются патрубки с внутренней трубной конической резьбой следующих размеров: 1/4"; 3/8"; 1/г"; 3/<г и 1", соответствующих присоединительным размерам сопла. Для узких колес применяются одиночные сопла, а при установке в коллекторе они располагаются на расстоянии 200—250 мм друг от друга. Для прямозубых колес при скоростях больше 20 м/сек направлять струи масла к месту кон-такта зубьев становится нерациональным, так как во впадинах; Между зубьями образуются излишки масла, на выжимание которого из зацепления тратится дополнительная мощность. В этих Случаях струю масла направляют перпендикулярно торцам колес К месту их зацепления или производят самостоятельный полив каждого колеса струями, выходящими из одного коллектора 4, который для этой цели имеет два ряда отверстий, расположенных друг к другу под углом около 90°, как это показано в сечении по АА.
Эти способы подвода масла к зацеплению способствуют Охлаждению колес и не увеличивают потерь мощности в редукторе. Расход масла при поливании ориентировочно можно определить из практических данных, принимая 0,4—0,5 л/мин на каждый 1 см ширины зубчатого колеса. Для случаев направления ,струи снизу вверх количество масла необходимо увеличить в полтора раза. Нормальной температурой масла в цилиндрических и конических редукторах считается 45—60ч при температуре окружающего Воздуха 20°. Вязкость масел зависит от рабочей температуры на зубьях, поэтому при более высоких температурах следует применять масла с большей вязкостью, а при более низких — с меньшей. Ориентировочно выбор масла для смазки закрытых зубчатых .передач можно производить по табл. 19. Очень важно выбрать такой сорт масла, который при рабочей температуре масляной ванны обеспечивал бы получение масляной пленки, эффективно разделяющей контактные поверхности зубьев. Эта пленка представляет собой как бы деталь, передающую окружное усилие от зуба ведущей /шестерни зубу ведомого колеса, и ее безупречная работа необходима для эксплуатации всего механизма.
Таблица 19 Выбор масла для смазки закрытых зубчатых передач
У открытых зубчатых передач зубья колес смазываются непосредственно от руки или через обычные масленки (фиг. 84). Для ручной смазки применяется консистентная смазка, которая должна хорошо удерживаться на металле и не отделяться от него при вращении, а также не скатываться в комки. Расход мази и масла для совсем открытых и закрытых легкими кожухами передач определяется по 0,5 г на 1 см диаметра шестерни при ширине ее 50 мм. Режим смазки при применении мазей 1 раз в 5 дней, для масел 1 раз в смену. Работа червячного зацепления сопровождается только трением скольжения в местах контакта между витками червяка и зубьями колеса. Контактные площадки у обычного червячного зацепления очень малы, поэтому для образования полной жидкостной смазки нет условий, в общем случае получается граничная смазка. Червячные редукторы, как правило, смазываются маслами. Выбор сорта масла в зависимости от его вязкости может быть произведен ориентировочно по табл. 20.
Таблица 20 Выбор масел в зависимости от режима работы и числа оборотов червячной пары
Выбор способа подвода смазки к зацеплению в червячном редукторе зависит от расположения червяка по отношению к червячному колесу. Если червяк установлен над червячным колесом, то глубина погружения последнего обычно берется не больше высоты зуба, но может быть и больше, если обороты колеса невысокие. При нижнем положении червяка (фиг. 85) он утапливается в масло не больше высоты витка, более глубокое погружение увеличивает потери мощности на перемешивание масла. В червячных редукторах подшипники червячного вала смазываются путем их погружения в масляную ванну (фиг. 85), разбрызгиванием от работающего червяка или колеса или путем подвода смазки от централизованной системы. При окружной скорости червяка свыше 3 м/сек рекомендуется отделять подшипники от масляной ванны заградительными шайбами во избежание затопления подшипников излишним количеством масла. В тихоходных передачах подшипники смазываются погружением в мазевую ванну. При окружных скоростях, превышающих 10 м/сек, смазку производят поливанием струей, направленной к месту контакта зубьев с того торца червячного колеса, где витки червяка входят в зацепление, чтобы дать возможность им лучше захватывать масло и направлять его в зону действия трения скольжения. В червячных редукторах, смазываемых погружением, при больших оборотах червяка и тяжелых нагрузках важно обеспечить нормальную температуру (до 70°) масляной ванны; достигается это путем циркуляции воды в змеевике, размещенном на дне ванны, или потоком воздуха. На фиг. 85 изображен червячный редуктор с двойными стенками в корпусе, между которыми вентилятором прогоняется воздух. Редукторы, охлаждаемые воздухом, имеют меньшие размеры по сравнению с обычными редукторами одинаковой мощности. При верхнем расположении червячного вала для улучшения условий смазки червяка может быть применено приспособление, состоящее из двух волнистых дисков 1 (фиг. 86), прикрепленных винтами к торцовым поверхностям червячного колеса. Захватываемое дисками масло из масляной ванны попадает между зубьями колеса и смазывает контактные поверхности червяка.
