Охлаждение и смазка редукторов

На работу любой червячной передачи значительное влияние оказывает процесс трения, который сопровождается выделением большого объема тепла. Для снижения степени этого влияния в любом устройстве применяются конструктивные, технические и технологические меры, объединенные в единую систему охлаждения редуктора.

Воздушное, смазочное, водяное охлаждение редуктора – одно из ключевых условий:

• его долгосрочной работы (минимизация износа движущихся трущихся деталей);
• достаточной производительности (регулярной очистки от продуктов износа под действием трения);
• бесперебойной работы (профилактика заеданий, образования задиров и проникновения коррозии через стертые зоны поверхностей).

Способы

В современных механизмах применяют следующие способы охлаждения редуктора.

1. Водяное охлаждение – конструктивное проектное решение (искусственное водяное охлаждение). Применяется в специальных редукторных механизмах в 1 из 2 вариантах.
   • В первом случае предусмотрена перфорация корпуса (устройство нескольких каналов, через которые подается вода).
   • Во втором водяное охлаждение осуществляется с помощью змеевика (устанавливается в блок картера, заполненный смазочным веществом).
2. Воздушное охлаждение редуктора. Может быть искусственным или естественным.
   • При искусственном воздушном охлаждении на червяк устанавливается крыльчатка вентилятора (центробежного). Крепление осуществляется через кожух, в который помещена крыльчатка. При этом корпусные ребра должны идти вдоль оси коробки. Искусственное воздушное охлаждение актуально для обеспечения работы мощных габаритных редукторов.
   • Система воздушного охлаждения самоотводом строится на использовании алюминиевых коробов с ребрами вертикального расположения. Такой подход хорош для легких приборов небольших размеров.

Виды охлаждения редукторов

Вид естественного и искусственного охлаждения подбирается в зависимости от его размеров, производительности и конструктивных особенностей, связанных со способом установки. Всего их три.

1. Наиболее распространенный вариант – воздушное охлаждение. Может быть естественным, если конструкция устройства предусматривает достаточную площадь поверхности для самоотвода тепла. При искусственном охлаждении корпус оребряют или дополнительно комплектуют быстроходный вал кулером (вентилятором). При искусственном методе ребра важно располагать по линии движения нагнетаемого воздуха. Частота вращения кулера – от 1000 оборотов/минуту (наиболее эффективная работа системы).
2. Водяное охлаждение редуктора примеряется реже и предусматривает установку в блок с маслом змеевика (коллектора), по которому циркулирует вода, и устройство ребер на корпусе. Важно, чтобы змеевик располагался максимально близко к уровню смазочного материала.
3. Масляное искусственное охлаждение работает на разнице температур смазки на выходе из корпуса и масла, входящего в корпус. Для червячных и цилиндрических редукторов эта разница должна составлять не менее 5–8 градусов.

Способы смазки редукторов

Для обеспечения долгосрочной работы устройства используется жидкая и густая смазка редуктора. В зависимости от ее типа и особенностей работы системы подбирается и способ смазывания. Всего их 4.

• Для жидкого масла это:
  • окунание;
  • масляный туман (смазка методом разбрызгивания);
  • поливание.
• Консистентная (пластичная) смазка для червячных редукторов с использованием густых составов.

Окунание

Окунание оптимально для негабаритных приборов общего назначения. Реализовано через погружение движущихся органов редуктора в масляную ванну (глубина должна быть достаточной, чтобы в масляном составе оказались подшипники вращающегося звена). Метод используется для постоянного смазывания одной пары опор. 2-я пара смазывается методом разбрызгивания или через скребки (они направляют масло на подшипниковый узел).

Плюсы окунания:

• для смазывания редуктора не требуется конструктивных изменений (кроме редукторных механизмов с осями, расположенными вертикально);
• простой метод.

Минус – увеличенный расход масла.

Разбрызгивание

Это метод смазки, при котором на колесо или червячный винт устанавливаются брызговики. При движении элементов они, погружаясь в масляную ванну, разбрызгивают масло на подвижные детали и их подшипники (на больших скоростях мелкие брызги сливаются в масляный туман, отсюда и второе название). Плюс разбрызгивание – экономия масла. Минус – ограниченное использование метода (подходит только для редуктора с достаточной частотой вращения валов и расположением винта снизу/сбоку).

Поливание

При смазке методом поливания используются специальные насосы. Они могут быть шестеренчатыми или лопастными. Принцип действия:

• насос забирает масло для смазки редуктора из ванны, картера, другого резервуара;
• по специальным каналам масло под давлением подается в опоры и зоны зацепления.

Плюс поливания – эффективное смазывание и дополнительное искусственное охлаждение редуктора. Такой метод эффективен при использовании габаритных устройств или механизмов, конструкция которых не предусматривает глубокой емкости для масляного состава.

Пластичная смазка

Для редуктора, который работает на густых масляных продуктах, используется только метод пластичной смазки. Ее плюс – отсутствие необходимости контроля уровня. Состав заменяется с заданной периодичностью либо при выявлении потребности в замене смазки редуктора по итогам технических испытаний.

Выбор масла для редуктора

Параметры, которые задают требования к вязкости состава для смазывания и искусственного охлаждения: окружная скорость движения колеса и контактное напряжение. Последовательность действий по выбору:

• Определение скорости. Чем она выше, тем меньшей должна быть кинематическая вязкость.
• Расчет контактного давления в зубьях. Здесь прямая зависимость: выше напряжение – больше вязкость.