8 Смазка передач и подшипников, их тепловой расчет и охлаждение

Работоспособность и долговечность редукторных передач зависят от правильности выбора смазочных материалов, которыми могут быть жидкие нефтяные и синтетические масла, а также пластичные мази. Надежная смазка трущихся поверхностей деталей снижает интенсивность их износа, лучше отводит тепло, уменьшает потери мощности на трение, а также предохраняет их от заедания, задиров, коррозии.

Выбор смазки основан на опыте эксплуатации машин [18].

8.1 Смазка передач

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяется наиболее простой способ – погружение зубчатых колес в ванну с жидким маслом, так называемая картернаясмазка, при которой подшипники смазываются брызгами масла. Смазка окунанием является наиболее надежной и дешевой.

Используется картерная смазка при окружной скорости зубчатых колес v = 0,3…12,5 м/с. При скоростяхv> 12,5 м/с заметно увеличиваются потери на перемешивание масла и повышается его температура. В этом случае применяется струйный способ – от циркуляционной системы; но он требует сложного устройства смазочной системы и используется в экономически обоснованных случаях.

Предельно допустимая глубина погружения колес в масляную ванну обусловлена минимальными затратами на перемешивание и разбрызгивание масла. Наибольшая допустимая глубина погружения зависит от окружной скорости вращения колеса. Чем медленнее вращается колесо, тем на большую глубину оно может быть погружено. Считают, что в двухступенчатой передаче при окружной скорости 1 м/с достаточно погружать в масло только колесо тихоходной ступени (рисунок 8.1,а). При< 1 м/с в масло должны быть погружены колеса обеих ступеней передачи (рисунок 8.1,б). При этом в цилиндрическом редукторе тихоходное колесо погружается на 1/3 радиуса, а быстроходное – на глубину до двух высот зубьев, но не менее 10 мм. Чем медленнее вращается колесо, тем на большую глубину оно может быть погружено.

В соосных редукторах при расположении валов в горизонтальной плоскости в масло погружают колеса быстроходной и тихоходной ступеней (рисунок 8.1, в, г). При расположении валов в вертикальной плоскости погружают в масло шестерню и колесо, расположенные в нижней части корпуса. Если глубина погружения колеса окажется чрезмерной, то снижают уровень масла и устанавливают специальное смазочное колесо 1 (рисунок 8.1,г,д).

е)

ж)

з)

и)

Рисунок 8.1 – Схема смазки зубчатых передач: а, б – двухступенчатых цилиндрических; в, г – соосных редукторов; д – с помощью диска; е – с помощью кольца; ж, з – вспомогательной шестерни; и – смазка передач с вертикальным расположением валов; 1 – смазочное колесо

В конических или коническо-цилиндрических редукторах уровень масла в ванне должен обеспечивать смазывание зубьев конических колес по всей длине зуба и на всю его высоту.

Детали червячного редуктора при нижнем расположении червяка погружаются на глубину высоты витка (рисунок 8.2, а). При этом желательно, чтобы уровень масла проходил через центр нижнего элемента качения (шарика или ролика). При верхнем расположении червяка погружение колеса не должно превышать 1/3 его радиуса (рисунок 8.2,б). Для снижения потерь мощности и тепловыделения при высокой частоте вращения червяка и длительной его работе уровень масла в корпусе понижают, но глубина погружения должна быть не ниже высоты зуба колеса, а для смазывания зацепления на червяке устанавливают разбрызгиватели 1 (рисунок 8.2,в). Масло в этом случае заливают до центра нижнего тела качения подшипника.

а)

б)

в)

Рисунок 8.2 – Схема смазки деталей в червячных редукторах

В червячных редукторах с нижним расположением червяка и небольшой (n< 750 об/мин) частоте вращения применяют разбрызгиватели (рисунок 8.3, вариант 1 – сварная и вариант 2 – литая конструкции). Разбрызгиватели закрепляются на червяке и создают при вращении масляной туман, улучшающий смазывание зацепления и подшипников.

Рисунок 8.3 – Установка разбрызгивателей

Для повышения стойкости зубьев против заедания желательно применять масло высокой вязкости. Однако при этом увеличиваются потери на его перемешивание. Поэтому вязкость масла выбирают в зависимости от окружной скорости, нагрузки и материала зубьев.

Для легких особо быстроходных передач в целях уменьшения потерь на разбрызгивание масла применяют менее вязкие индустриальные масла с ₅₀= 15…20 сСт (мм²/с) и ниже. Для тяжелых тихоходных редукторов применяют тяжелые индустриальные масла с₅₀= 10…30 сСт (₅₀– рекомендуемая кинематическая вязкость смазки при 50С).