Редукторы червячного типа активно используются в машиностроении. Например, их часто применяют в монтаже машин, чтобы обеспечить бесшумную работу и возможность резкого изменения скорости
Такой тип редуктора нуждается в регулярном смазывании, без которого КПД устройства резко снизится, а само оно будет изнашиваться намного быстрее. Чтобы решить эту проблему, существуют специальные масла для червячных редукторов, призванные увеличить КПД агрегата и срок его службы.
Эффект смазывания редуктора
Масло для червячных редукторов позволяет улучшить работу прибора сразу по нескольким направлениям, среди которых:
- защита от излишнего трения, перепада температур и быстрого износа;
- увеличение КПД (передача мощности улучшается, так как потери из-за качественного смазывания снижены);
- продление срока службы редуктора.
Масло время от времени нужно менять. При долгом использовании оно теряет свои свойства, в нем образуются примеси, а смазочные возможности ухудшаются. При своевременной замене масла устройство прослужит Вам долгие годы и обеспечит отличную производительность.
Как выбрать масло
Выбор масла для червячных редукторов зависит от самого устройства и от его рабочих характеристик: температуры и интенсивности использования. На рынке существует множество масел для разных видов редукторов, которые различаются своими параметрами. К примеру, для низких температур подходят масла на синтетической основе, для более высоких – на минеральных. Среди минеральных масел также встречаются варианты, которые защитят редуктор от других агрессивных воздействий, например излишней влаги.
Наше предложение
Масла Klüber Lubrication отличаются высоким качеством, разнообразием ассортимента и эксплуатационных характеристик. Компания существует на рынке уже более 80 лет и заслужила признание как производитель смазочных материалов высокого качества и надежности. ООО «Клюбер Лубрикейшн» – единственный официальный представитель компании в России. Мы распространяем в РФ надежную немецкую продукцию, за качество которой ручается фирма-производитель.
Определить марку масла для червячно-цилиндрического редуктора (рис. 7.1) по заданным значениям основных параметров зубчатой и червячной передач.
Рис. 7.1. Схема червячно-цилиндрического редуктора:
1,2,3 – ведущий, промежуточный и ведомый валы; 4 – червяк; 5 – червячное колесо; 6,7 – шестерня и колесо цилиндрической ступени; n 1 n 2 n 3 – частота вращения ведущего, промежуточного и ведомого валов редуктора
Варианты заданий
| Червячная передача | Зубчатая передача |
|||||||
| d 1 , мм | n 1 , об/мин | γ,° | σ H , МПа | d 3 , мм | n 2 , об/мин | Н нв, МПа | Н Н V МПа | |
| 1 | 32 | 2900 | 7,125 | 190 | 80 | 360 | 230 | 236 |
| 2 | 54 | 2815 | 23,962 | 360 | 90 | 400 | 240 | 246 |
| 3 | 30 | 2860 | 21,801 | 250 | 140 | 410 | 250 | 257 |
| 4 | 36 | 2840 | 18,435 | 290 | 100 | 400 | 260 | 271 |
| 5 | 40 | 2910 | 8,130 | 280 | 60 | 360 | 270 | 285 |
| 6 | 32 | 2850 | 3,576 | 300 | 80 | 390 | 283 | 301 |
| 7 | 64 | 2880 | 14,036 | 290 | 100 | 360 | 230 | 236 |
| 8 | 84 | 2940 | 4,764 | 320 | 85 | 420 | 240 | 246 |
| 9 | 60 | 2810 | 11,310 | 300 | 95 | 400 | 235 | 241 |
| 10 | 42 | 2920 | 6,462 | 265 | 80 | 415 | 240 | 246 |
| 11 | 50 | 2940 | 15,945 | 280 | 100 | 365 | 250 | 257 |
| 12 | 40 | 2880 | 14,036 | 260 | 95 | 410 | 240 | 246 |
| 13 | 35 | 2945 | 26,565 | 250 | 75 | 365 | 235 | 241 |
| 14 | 55 | 2945 | 7,125 | 260 | 75 | 420 | 230 | 236 |
| 15 | 40 | 2840 | 5,711 | 300 | 110 | 405 | 230 | 236 |
Выбор вязкости масла
Значения коэффициентов трения для различных материалов снижаются с ростом вязкости смазочного материала. Однако одновременно повышаются гидромеханические потери на его перемешивание. Поэтому вопрос правильного выбора вязкости масла сводится к определению некоторого оптимального ее значения на основе опыта изготовления и эксплуатации узлов машин, а также рекомендаций теории смазывания.
Вязкость масла для смазывания зубчатых передач со стальными зубьями приближенно определяется по рисунку 7.2 (заштрихованная зона) в зависимости от фактора :
(7.1)
где – твердость по Виккерсу активных поверхностей зубьев;
– контактные напряжения, МПа;
– окружная скорость в зацеплении, м/с.
Рис. 7.2. Вязкость нелегированных нефтяных масел
для стальных зубчатых передач
При температуре окружающего воздуха ниже плюс 10°С и для передач высокой точности следует принимать наименьшее значение вязкости (в заштрихованной зоне). Верхний предел рекомендуется назначать при зубчатых колесах из стали одной марки или если хотя бы одно из них выполнено из никелевой или хромоникелевой стали. В многоступенчатых редукторах с общей масляной ванной вязкость масла принимают промежуточной между требующейся для тихоходной и быстроходной ступеней.
Приближенные значения вязкости масел для червячных передач определяют по рисунку 7.3. (заштрихованная зона) в зависимости от величины . :
, (7.2)
где контактные напряжения для венцов колес из оловянных бронз, МПа
Скорость скольжения в зацеплении, м/с;
υ s =5,24·10 –5 d 1 n 1 / cosγ, (7.3)
где d 1 – диаметр делительной окружности червяка, мм;
n 1 – частота вращения червяка, об/мин.
Рис. 7.3. Вязкость нелегированных нефтяных масел для червячных передач
В редукторах, коробках передач, станках и других устройствах, содержащих зацепления, подшипники качения смазываются тем же смазочным материалом, что и зацепления. Если смазочный материал выбирается исходя из условий работы подшипников, то рекомендуется назначать вязкость (10-30)10 -6 м 2 /с при рабочей температуре. Более вязкие масла используются для смазки высоконагруженных подшипников с низкой скоростью, роликовых сферических, конических и упорных подшипников (вследствие повышенного трения скольжения тел качения о дорожки и сепаратор).
По физическому состоянию смазочные материалы делятся на жидкие, пластичные и твердые. Наибольшее применение находят жидкие нефтяные масла. К ним относятся индустриальные масла общего назначения и специальные, область применения которых отражена в их названиях: турбинные (смазка подшипников и вспомогательных механизмов турбоагрегатов), авиационные, трансмиссионные, автомобильные и т.д. Сведения о вязкости и температуре застывания наиболее распространенных масел приведены в таблице 7.2.
Таблица 7.2
Нефтяные смазочные масла
| Марка масла | Температура застывания, °C | Марка масла | Кинематическая вязкость υ·10 -6 , м 2 /с, при 50°C | Температура застывания, °C | ||
| Индустриальные (ГОСТ 20799-88) | Турбинные (ГОСТ 32-74) |
|||||
| И-8А | 6–8 | –20 | Т 22 | 20–23 | –15 | |
| И-12А | 10–14 | –30 | Т 30 | 28–32 | –10 | |
| И-20А | 17–23 | –15 | Т 46 | 44–48 | –10 | |
| И-25А | 24–27 | –15 | Т 57 | 55–59 | – | |
| И-30А | 28–33 | –15 | Авиационные (ГОСТ 21743-76) |
|||
| И-40А | 35–45 | –15 | МС–14 | 92 | –30 | |
| И-50А | 47–55 | –20 | МС–20 | 161 | –18 | |
| И-70А | 65–75 | –10 | МК–22 | 192,5 | –14 | |
| И-100А | 90–118 | –10 | МС–20С | – | –18 | |
Примечание . Для передач общего назначения выбираются индустриальные масла
ПРИМЕР расчета:
Определить марку масла для червячно-цилиндрического редуктора. Частота вращения ведущего вала редуктора n 1 = 2860 об/мин, диаметр делительной окружности червяка d 1 =50 мм, угол подъема витков резьбы червяка γ = 21,801°, рабочие контактные напряжения σ H =210 МПа. Частота вращения вала-шестерни зубчатой передачи n 2 =286 об/мин, диаметр делительной окружности шестерни d 3 =80 мм, твердость материала шестерни Н нв = 240 МПа.
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 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:
- 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.
- Естественный износ металлических изделий становится причиной, по которой в составе большое количество металлической стружки. Она становится причиной сильного нагрева по причине возникающего трения.
- Ухудшение основных свойств смазки червячного механизма становится причиной перегрева и повышенного износа основных элементов.
- 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.
