Применяемость смазочных материалов в цилиндрических передачах
Для осуществления жидкостной смазки зубчатых зацеплений используют методы смазывания: погружением и циркуляционное. Смазывание погружением — это смазывание, при котором поверхность трения полностью или частично, постоянно или периодически погружена в ванну с жидким смазочным материалом. Циркуляционное смазывание— смазывание, при котором смазочный материал после прохождения по поверхностям трения вновь подводится к ним механическим способом. Первый способ получил наибольшее распространение для всех видов передач. Ограничениями для применения смазывания погружением являются: центробежный эффект, вызываемый разбрызгиванием масла, который настолько велик, что смазочное масло в недостаточном количестве попадает на зацепление; сильное перемешивание масла при высоких скоростях в зацеплении, что вызывает дополнительный нагрев смазочного материала и преждевременный выход его из строя. В связи с этим применение смазывания погружением зависит от окружных скоростей в зубчатой передаче и размеров самих колес. В частности, при диаметре зубчатого колеса менее 2 м можно допустить смазывание погружением при скорости до 12 м с, а при диаметре более 2 м — при окружной скорости до Юме, При этом глубина погружения колеса в масло не должна превышать трех высот зуба или быть не менее одной его высоты.
При смазывании погружением горизонтально расположенных зубчатых колес последние должны быть погружены в масло не более чем на 0,5 ширины зуба.
Количество масла, расходуемого в редукторе при смазывании погружением, определяют по табл. 1. Периодичность смены масла и добавления его в ванну приведены в табл. 2. Кроме того, эмпирически подсчитывают количество заливаемого в редуктор масла, исходя из того, что на одну единицу (л. с.) передаваемой мощности и и корпус редуктора заливают по 0,25-0,5 л масла.
Циркуляционное смазывание зубчатых и червячных редукторов применяют при окружных скоростях свыше 10—12 м/с в многоступенчатых редукторах при скоростях менее 10 м/с, т.е. когда зубчатое колесо последней пары намного больше по диаметру остальных передач и для обеспечения смазывания погружением требуется поддерживать высокий уровень масла, что по условиям, изложенным выше, недопустимо.
При работе тяжелонагруженных зубчатых передач выделяется большое количество теплоты. В связи с лим при применении смазывания погружением или циркуляционного смазывания для зубчатых и червячных колес количество масла, подводи мое к зацеплению в единицу времени, следует рассчитать. Так, количество масла, подаваемое в зацепление, определяют по формуле:
Qм.зац=Q тр. зап./cρΔt мηм,
где Qм.зац — количество масла, которое надо подвести к зацеплению,
Таблица 1. Количество масла, расходуемого в редукторе при смазывании погружением.
| Емкость масляной ванны. | Расход масла г, за 8 ч работы на 1кг масла, заливаемого в ванну | ||
| Гу | Гн | ||
| Хорошее уплотнение | Удовлетворительное уплотнение | ||
| <5 | 0,5 | 2/3,5* | 4,7/6,0 |
| 5—10 | 0,5 | 1,8/3,0 | 4,3/5,5 |
| 10—15 | 0,4 | 1,6/2,7 | 3,8/5,0 |
| 15—20 | 0,4 | 1,4/2,5 | 3,5/4,5 |
| 20—30 | 0,4 | 1,3/2,2 | 3,1/4,0 |
| 30—50 | 0,3 | 1,1/1,9 | 2,7/3,5 |
| 50—75 | 0,3 | 1,0/1,7 | 2,4/3,0 |
| 75—100 | 0,2 | 0,8/1,4 | 2,0/2,5 |
| 100—500 | 0,2 | 0,7/1,1 | 1,6/2,0 |
| 500—1000 | 0,1 | 0,5/0,8 | 1,2/1,5 |
| > 1000 | 0,1 | 0,4/0,6 | 0,8/1,0 |
Примечание. Гу -герметично-уплотненные редукторы и коробки передач (скоростей); Гн— недостаточно герметичные редукторы и коробки передач (скоростей).* В числителе — для нормальных условий работы; и знаменателе — для тяжелых условии.
Таблица 2. Периодичность смены и добавления смазочного масла в ванны закрытых передач.
| Емкость ванны с маслом, кг | Периодичность смены масла, дни | Периодичность между добавлениями смазочного масла, дни в условиях работы | Сбор отработанного масла, % (к залитому свежему) | |||
| нормальные | тяжелые | нормальные | тяжелые | |||
| хорошее уплотнение | удовлетворительное уплотнение | |||||
| <5 | 90/60 * | 15 | 10 | 7 | 5 | 80—85 |
| 5—10 | 90/60 | 18 | 10 | 8 | 6 | 85—88 |
| 10—15 | 90/60 | 20 | 12 | 9 | 7 | 88—90 |
| 15—20 | 120/90 | 25 | 15 | 10 | 8 | 90—92 |
| 20—30 | 120/90 | 25 | 15 | 11 | 9 | 92—93 |
| 30—50 | 120/90 | 30 | 20 | 12 | 10 | 93—94 |
| 50—75 | 180/120 | 30 | 20 | 14 | 11 | 94—95 |
| 75-100 | 180/120 | 40 | 25 | 17 | 14 | 95—96 |
| 100-500 | 180/120 | 45 | 30 | 20 | 16 | 95—96 |
| 500-1000 | 180/120 | 60 | 40 | 30 | 20 | 95—96 |
| > 1000 | 240/180 | 80 | 60 | 40 | 30 | 95—96 |
* В числителе —для нормальных условий; в знаменателе — для пыльных условий.
Чтобы отвести теплоту, выделенную при трении; Qтр. зац.— количество теплоты, выделяемой при трении в зацеплении, Вт; с_- удельная теплоемкость масла, равная 1,675—2,093 кДж/(кг*град); ρ — плотность масла, равная 0,90—0,95; Δt м — допускаемое повышение температуры масла, равное 5—8 °С; ηм — коэффициент использования масла, составляющий 0,5—0,8 (меньшие значения берут при подводе масла снизу вверх).
Для ориентировочного определения количества циркуляционного масла на практике пользуются следующими эмпирическими данными: на потерянную мощность (0,736 кВт) требуется от 4 до 5 л/мин масла. В США для этой цели пользуются следующими данными: количество масла Qм.зац= 4,456 (0,006*Nподв+3) л/мин; на 100 мм длины зуба требуется ~ 6 л/мин масла.