СМАЗЫВАНИЕ, СМАЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА И УПЛОТНЕНИЯ

Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения ин­тенсивности изнашивания трущихся поверхностей, их охлажде­ния и очистки от продуктов износа, а также для предохранения от заедания, задиров, коррозии должно быть обеспечено надежное смазывание трущихся поверхностей.

Смазывание зубчатых и червячных передач

В машиностроении для смазывания зубчатых и червячных пе­редач широко применяют так называемую картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхности расположенных внутри корпуса деталей.

Картерное смазывание применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков до 12,5 м/с. При более высоких скоро­стях масло сбрасывает с зубьев центробежная сила и зацепление работает при недостаточном смазывании. Кроме того, заметно возрастают потери мощности на перемешивание масла, повышает­ся его температура.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин.

Преимущественное применение имеют масла. Принцип на­значения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше кон­тактные напряжения в зацеплении, тем большей вязкостью должно характеризоваться масло. Поэтому требуемую вязкость масла оп­ределяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес по табл. 8.1.

По табл. 8.2 выбирают марку масла для смазывания зубчатых и червячных передач. В табл. 8.3 приведены рекомендуемые марки смазочных масел для волновых передач.

8.2. Кинематическая вязкость масел

Обозначение индустриальных масел состоит из четырех знаков, каждый из которых обозначает: первый (И) - индустриальное, вто­рой - принадлежность к группе по назначению (Г - для гидравличе­ских систем, Т - тяжелонагруженные узлы), третий - принадлеж­ность к группе по эксплуатационным свойствам (А - масло без при­садок, С - масло с антиокислительными, антикоррозионными и про-тивоизносными присадками, Д - масло с антиокислительными, ан­тикоррозионными, противоизносными и притивозадирными при­садками), четвертый (число) - класс кинематической вязкости.

Из пластичных смазочных материалов наиболее часто при­меняют ЦИАТИМ-201, Литол-24, Униол-2 (табл. 19.40).

Допустимые уровни погружения колес цилиндрического редуктора в масляную ванну (Рис. 8.1): h м (2m…0,25d 2). Здесь m – модуль зацепления. Наимень­шую глубину принято считать равной двум модулям зацепления, но не менее 10 мм. Наибольшая допустимая глубина погружения зависит от окружной скорости колеса. Чем медленнее вращение колеса, тем на большую глубину оно может быть погружено.

Считают, что в двухступен­ чатой передаче при окружной

скорости ко чеса тихоходной ступени v 1 м/с достаточно погру­жать в масло только колесо тихоходной ступени. При v < 1 м/с в масло должны быть погружены колеса обеих ступеней передачи.

В соосных редукторах при расположении валов в горизон­тальной плоскости в масло погружают колеса быстроходной и ти­хоходной ступеней (рис. 8.2, а). При расположении валов в верти­кальной плоскости погружают в масло шестерню и колесо, распо­ложенные в нижней части корпуса (рис. 8.2, б). Если глубина по­гружения колеса окажется чрезмерной, то снижают уровень масла и устанавливают специальное смазывающее колесо 1 (рис. 8.2, в).

В конических или коническо-цилиндрических редукторах в масляную ванну должно быть погружено коническое колесо на всю ширину b венца.

Глубину погружения в масло деталей червячного редуктора принимают: при нижнем расположении червяка (рис. 8.3, a) h M = (0,1... 0,5)d a 1 ; при верхнем (рис. 8.3,б) h M = 2т ... 0,25 d 2 . Однако при частых включениях и кратковременном режиме работы (пуск-останов-пуск) смазывание зацепления оказывается недостаточным. Во избежание этого уровень масла поднимают до зацепления.

Если важно уменьшить в червячной передаче тепловыделение и потери мощности (например, при высокой частоте вращения червяка и длительной работе передачи), уровень масла в корпусе понижают (рис. 8.3, в). Для смазывания зацепления на червяке ус­танавливают разбрызгиватели 1 (рис. 8.3, в, г). Масло заливают в этом случае до центра нижнего тела качения подшипника.

Нормы погружения колес коробок передач такие же, как и для колес редукторов.

Рис. 8.3

Расстояние b 0 между дном корпуса и наружной поверхностью колес или червяка для всех типов редукторов и коробок передач принимают:

b 0 3а, где а определено ранее по формуле (3.5).

Смазывание червячных передач имеет некоторую особенность по сравнению со смазыванием цилиндрических передач. При малых углах наклона витков червяка КПД червячных передач падает до 0,6...0,7 и значительная часть механической энергии переходит в тепловую, нагревая масло и детали редуктора. Для устранения разрыва масляной пленки в месте контакта для червячных передач выбирают более вязкое масло, чем для передач с цилиндрическими зубчатыми колесами.

Смазывание зацепления червячных передач осуществляется погружением червяка (при нижнем его расположении относительно колеса) или погружением колеса (при верхнем расположении червяка). Червяк рекомендуется погружать в масло как можно глубже, примерно до оси, если этому не препятствуют условия нагрева. Минимальная глубина погружения должна быть не менее двойной высоты витка.

При верхнем расположении червяк смазывается маслом, передаваемым зубьями колеса при их погружении в масляную ванну.

При скоростях скольжения 6...8 м/с и непрерывной работе редуктора рекомендуется применять циркуляционное смазывание. Смазка должна проводиться с обеих сторон червяка для более интенсивного отвода тепла из зоны зацепления.

Подшипники вала червяка при нижнем его расположении смазываются маслом из ванны редуктора, смазывание подшипников червячного колеса в этом случае может осуществляться при помощи устройств, приведенных на листе 172. Здесь масло снимается с обода колеса скребками и направляется в канавку, расположенную в опорном фланце корпуса, по которой и стекает к подшипнику.

При расположении червяка выше колеса подвод смазки к подшипникам предусматривается в конструкции редуктора.

При скорости скольжения на червяке, превышающей 3 м/с, подвод масла к подшипникам может быть таким, как показан на листе 176, рис. 1. В этом случае масло, попадая с колеса на витки червяка, отбрасывается центробежной силой и улавливается наклонной плоскостью отбойника, закрепленного на верхней стенке крышки редуктора. С отбойника масло стекает в корытообразный желобок и затем в подшипники, а с подшипников оно стекает в масляную ванну.

Второй способ подвода масла к подшипникам червячного вала показан на листе 176, рис. 2. Здесь разбрызгиваемое масло попадает на вертикальные стенки крышки редуктора и собирается в желобах, отлитых заодно со стенкой. Через отверстия, просверленные в приливах против желобов, масло стекает к подшипникам. Для равномерного подвода масла к подшипникам с обеих опор каждый желоб разделен ребром.

На рис. 38 показано смазывание червячного зацепления и подшипников при боковом расположении червяка. Для устранения течи масла по вертикальному валу червячного колеса предусмотрен стакан, входящий в прорезь червячного колеса, по высоте выше уровня масла, залитого в картер. Стакан крепится болтами в нижней части корпуса. В этом случае подшипники смазываются индивидуально пластичной смазкой.

На сегодняшний день червячные механизмы получили весьма широкое распространение, так как являются частью различных механизмов. Основное предназначение заключается в непосредственной передаче усилия от электрического двигателя к непосредственному исполнительному органу. Принцип работы, как правило, основан на взаимодействии двух или нескольких элементов, которые постоянно находятся в зацеплении. Слишком длительная эксплуатация под нагрузкой и низкий уровень масла в редукторе становятся причиной истирания основных элементов. Именно поэтому важно правильно подобрать масло для червячных редукторов и провести его своевременную замену.

Периодичность замены масла в редукторе

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как часто и зачем менять масло в редукторе. Большинство специалистов рекомендуют проводить замену в соответствии с отработанным ресурсом. Для автоматических коробок передач этот показатель составляет 30 тысяч километров, в случае механики показатель составляет 50 тысяч километров.

Замена проводится по нижеприведенным причинам:

1. Со временем из-за перегрева и другого воздействия основные свойства масла ухудшаются. Примером можно назвать снижение смазывающих свойств и многие другие моменты. Именно поэтому устройство не прослужит в течение длительного срока.
2. Естественный износ металлических изделий становится причиной, по которой в составе большое количество металлической стружки. Она становится причиной сильного нагрева по причине возникающего трения.
3. Ухудшение основных свойств смазки червячного механизма становится причиной перегрева и повышенного износа основных элементов.
4. Со временем количество смазывающего материала уменьшается естественным образом. При этом производители не рекомендуют проводить смешивание отработки с новым, так как это только снизит основных эксплуатационные характеристики.

Непосредственно сами технические масла являются жидкими нефтепродуктами с различного рода синтетическими веществами, как правило, необходимыми для разнообразных производственно-технических нужд. В промышленности же технические масла используются в первую очередь для правильной работы того или иного оборудования. Подразделяются же технические масла на масла смазочные и масляные смазочно-охлаждающие жидкости. Как правило, к смазочным маслам относятся такие типы масел, как турбинные типы масел, используемые для смазки различных турбинных подшипников, масла универсальные, предназначенные для специальных скользящих направляющих, которые имеют повышенную вязкость, судовые масла, предназначенные для проведения процесса, связанного с образованием эмульсии, масла компрессионного типа, применяемые обычно для глубокой очистки того или иного оборудования, а также масла, как правило, для всевозможных машинных и авиационных двигателей.

Отдельно хотелось бы рассказать про редукторные масла, которые существенно продлевают срок службы общепромышленных редукторов, а некоторых случаях позволяют сохранить уникальное оборудование, базирующееся на снятых с производства редукторах, таких, как РЦД-250 , РЦД-350 и РЦД-400 .

Обычно там, где использование разного рода смазочных масел непрактично, применяются те или иные консистентные смазки, которые в свою очередь являются так называемым полутвёрдым продуктом процесса диспергирования и дополнительной присадки в специальной жидкой смазке. Благодаря использованию непосредственно самой консистентной смазки осуществляется процедура доставки данной смазки в различные труднодоступные места, в которые по какой-либо причине не могут проникнуть смазочные масла. Такой вид смазки используется в червячных редукторах РЧН-180 , РЧП 180 или РЧУ-100 .

Говоря о специальных смазочно-охлаждающих жидкостях, следует отметить, что они, как правило, сочетают в себе свойства присущие стандартным охлаждающим жидкостям и тем или иным смазкам. Сами смазочно-охлаждающие жидкости при своём воздействии обеспечивают не только эффективный теплообмен, но ещё и защиту различных поверхностей от коррозии. Благодаря их особым свойствам, осуществляется довольно-таки глубокая очистка того или иного оборудования за сравнительно небольшой промежуток времени. Как правило, к смазочно-охлаждающим жидкостям относятся: разного рода чистые минеральные масла, имеющие в свою очередь органические соединения таких химических элементов как фосфор, хлор, а также сера, различные растворы концентрата в составе которого присутствуют поверхностно-активные вещества, сочетаемые в комплексе с полимерами, имеющими низкую молекулярность и специальные водные эмульсии в состав которых, как правило, входят минеральные масла и эмульгаторы с добавками.

Смазывание червячных передач служит для: уменьшения потерь мощности на трение, снижения скорости износа трущихся поверхностей передач, предохранения от заедания, защиты от коррозии, отвода теплоты и продуктов износа от трущихся поверхностей.

Для смазки червячных передач при окружных скоростях до 12,5 м/сек применяют преимущественно картерное смазывание: в картер заливают масло, образующее масляную ванну.

При окунании в масляную ванну колеса, глубина погружения – отm до 0,25 диаметра колеса; при окунании червяка – глубина погружения
, но не менее двойной высоты витка.

В редукторах с верхним расположением червяка при скоростях скольжения свыше 6…8 м/сек и непрерывной работе рекомендуется применять циркуляционное смазывание. Масло должно подводиться к червяку с обеих сторон для лучшего отвода тепла.

Вязкость масла выбирают тем выше, чем больше нагрузка и меньше скорость. В таблице 4.1 приведены рекомендуемые сорта индустриальных масел соответствующей вязкости. Объем масляной ванны редукторов при картерной смазке обычно принимают из расчета 0,5…0,8 литров масла на 1 кВт передаваемой мощности (меньшие значения – для крупных редукторов).

Обозначение индустриальных масел состоит из четырех знаков:

первый: И – индустриальное масло;

второй – принадлежность к группе по назначению: Г – для гидравлических систем; Т – для тяжелонагруженных узлов;

третий – принадлежность к подгруппе по эксплуатационным свойствам: А – масло без присадок; С – масло с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками; Д – масло с антиокислительными, антикоррозионными, противоизносными и противозадирными присадками;

четвертый (число) – кинематическая вязкость при температуре 40ºС, мм 2 /с (сСт).

4.2 Смазывание подшипников

Смазывание подшипников вала червяка червячного редуктора с нижним расположением червяка наиболее просто осуществляется разбрызгиванием масла (масляным туманом). Масло попадает в подшипники непосредственно, при этом желательно, чтобы уровень масла доходил до центра нижнего тела качения. Возможна смазка подшипников стекающим по стенкам редуктора маслом через маслособирательные желобки. Для сохранения в подшипнике небольшого запаса масла полезно предусматривать козырьки.

При окружной скорости червяка свыше 3 м/сек желательно закрывать подшипники шайбой от чрезмерно большого поступления масла, а в корпусе предусмотреть канал для слива излишков масла в картер.

Если подшипники располагаются высоко над уровнем масла и смазывание разбрызгиванием невозможно из-за малых окружных скоростей, применяют пластичную смазку, например ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267-74, ЛИТОЛ-24 ГОСТ 21150-87. При этом виде смазки в подшипниковых узлах предусматривают некоторое пространство для заполнения смазкой (примерно 1/4 ширины подшипника) и маслоудерживающие шайбы. Смазочный материал набивают в подшипник вручную при снятой крышке подшипникового узла на несколько лет работы. Смену смазочного материала производят при ремонте.