5.2.3 Уплотняющие устройства

Подшипники качения в целях предохранения их от загрязнений извне и для предотвращения вытекания из них смазочного материала снабжают уплотняющими устройствами. Предотвращение вытекания смазочного материала важно с точки зрения уменьшения его расхода, загрязнения пола и предохранения от попадания в механизмы, которые должны работать без смазки: сухие фрикционные передачи, муфты, тормоза, электродвигатели и т. д.

По принципу действия уплотняющие устройства (рис. 5.10) разделяются на:

1. Контактные (манжетные, сальниковые, осевые по кольцевой поверхности), применяемые при средних и низких скоростях, обеспечивающие защиту, благодаря плотному контакту деталей в уплотнениях;

2. Бесконтактные, применяемые в широком диапазоне скоростей:

а) щелевые и лабиринтные, осуществляющие защиту благодаря сопротивлению протеканию жидкости или газа через узкие щели;

б) центробежные, основанные на отбрасывании центробежными силами смазки, а также загрязняющих веществ, попадающих на вращающиеся защитные диски;

в) комбинированные, сочетающие уплотнения, основанные на двух или более из указанных принципов.

5.3 Общие сведения о редукторах

Редукторы – это механизмы, служащие для понижения угловых скоростей и увеличения вращающих моментов и выполненные в виде отдельных агрегатов. Передача размещается в отдельном жестком корпусе, не проницаемом для масла и пыли. Редукторы обеспечивают постоянное передаточное число. Передаточные числа стандартных редукторов от 1 до 400, большие передаточные числа применяют редко.

При малых передаточных числах применяют одноступенчатые редукторы с передаточными числами до 10, чаще – до 6,37.

Основное распространение получили двухступенчатые редукторы с передаточными числами 15...30.

При больших передаточных числах применяют трехступенчатые редукторы; в последнее время они вытесняются более компактными планетарными.

Чаще применяют цилиндрические зубчатые редукторы.

Тип редуктора определяют по виду зубчатых передач и порядку их размещения в направлении от двигателя, по числу ступеней и располо­жению геометрических осей тихоходных валов в пространстве.

Для обозначения типов использованных зубчатых передач применяют прописные буквы: Ц – цилиндрические; К – конические; КЦ – коническо-цилиндрические; Ч – червячные; ЧЦ – червячно-цилиндрические и т. д.

Двухступенчатые редукторы выполняют по развернутой (рис. 5.12, б) и соосной схемам (рис. 5.12, в). Соосные редукторы удобны, если нужно получить одну линию валов соединяемых механизмов, имеют малые габаритные размеры по длине, в них достигается одинаковое смазывание колес из ванны, при этом увеличиваются габаритные размеры вдоль осей валов.

Рис. 5.12. Наиболее распространенные схемы зубчатых редукторов:

б – двухступенчатый развернутый; в – двухступенчатый соосный

Широкие редукторы обозначаются буквой Ш, узкие – У, соосные – С.

Для улучшения условий работы тихоходной ступени используют редукторы с раздвоенной быстроходной ступенью, редукторы с раздвоенной ступенью обозначаются буквой Ш.

Трехступенчатые редукторы выполняют по развернутой и раздвоенной схемам.

Если компоновка машины требует взаимной перпендикулярности осей входного и выходного валов, применяют конические или коническо-цилиндрические редукторы.

Большие передаточные отношения, плавность, бесшумность и возможность самоторможения обеспечивают червячные редукторы. Червячные редукторы выпускают с цилиндрическими, глобоидными и спироидными червяками. Высокое передаточное отноше­ние при низком уровне шума имеют двухступенчатые червячные и червячно-цилиндрические редукторы. Червячные редукторы выпускают с верхним, нижним, боковым или вертикальным расположением червяка. Основные недостатки червячных редукторов – низкий КПД и малый ресурс работы.

Оси валов могут иметь различное расположение в пространстве. Обычно оси валов редукторов расположены горизонтально в плоскости разъема корпуса редуктора, но используют также схемы с горизонтальными входными (быстроходными) и вертикальными выходными (тихоходными) валами.

Основные параметры редукторов

Основными параметрами редукторов являются тип, типоразмер и исполнение.

Типоразмер редуктора определяет тип и главный размер (параметр) тихоходной ступени. Для цилиндрического и червячного редукторов главным параметром является межосевое расстояние а_W, для конического – внешний делительный диаметр колеса d₂, для планетарного – радиус водила Н. Одним из главных параметров редуктора является передаточное число.

Параметрами редуктора являются коэффициенты ширины колес, модули зубчатых колес, углы наклона зубьев, а для червячного редукто­ра дополнительно – коэффициент диаметра червяка q.

Основная энергетическая характеристика редуктора – момент на выходном валу

,

где Р_вх – мощность на быстроходном валу; ω_вх – угловая скорость быстроходного вала; и – передаточное число редуктора; η – КПД редуктора.

Обозначение редукторов

В обозначении указывается тип редуктора, число ступеней, схема сборки. Если валы расположены в одной горизонтальной плоскости, в обозначении это не отражается. Если все валы расположены в вертикальной плоскости, в обозначении типа добавляют индекс В, если ось выходного вала вертикальна – добавляют букву Т, если ось быстроходного вала вертикальна – добавляют букву Б.

Цифрами указываются главный размер (параметр) тихоходной ступени и передаточное число редуктора. Например, изображенный на рис. 5.12, б редуктор обозначается Ц2-200-4: двухступенчатый цилиндрический редуктор, межосевое расстояние 200 мм, передаточное отношение 4.

Редуктор с обозначением Ч-140-25: червячный редуктор, межосевое расстояние 140 мм, передаточное отношение 25.

Опоры валов.

Опорами валов в редукторах чаще всего являются подшипники качения. Валы цилиндрических и конических редукторов, как правило, устанавливают на шариковых или роликовых конических подшипниках.

При относительно коротких валах осевая фиксация выполняется на двух опорах: один подшипник фиксирует вал в одном направлении, а другой – в другом (установка вала на конических подшипниках враспор). Таким подшипникам необходима осевая регулировка наружных колец.

Осевой зазор в подшипнике может также регулироваться изменением толщины прокладок под крышкой подшипников. Для крепления коротких валов применяют установку подшипников врастяжку.

Длинные валы закрепляют от осевых смещений в одной опоре, вторую опору выполняют плавающей. На плавающей опоре внутреннее кольцо подшипника крепится с обеих сторон уступами вала, пружинными кольцами, распорными втулками.

Наружные кольца подшипников крепятся крышками. Крышки подшипников могут приворачиваться к корпусу винтами, под крышки помещают прокладки. Используют конструкции с врезными крышками, уступающими по герметичности.

Смазывание редукторов

В редукторах обеспечивается смазывание зубчатых зацеплений и подшипниковых узлов. Масло в корпус заливают через пробки в люках. Уровень масла контролируется масломерной иглой и с помощью специальных указателей уровня. В горизонтальных редукторах тихоходное колесо погружают в масло на половину ширины венца. Иногда используют специальные улавливатели, направляющие масло в пространство между подшипниками шестерни. В вертикальных редукторах обычно достаточно погружения колеса тихоходной ступени