Смазка для червячного редуктора: смазка для червячных передач, смазка редуктор

alexxlab | 22.01.2023 | 0 | Разное

смазка для червячных передач, смазка редуктор

21.05.2017

Сегодня рассмотрим такой распространенный тип механизмов, как червячный редуктор, а также смазочные материалы для него. Очевидно, что в основе этого редуктора лежит червячная передача, особенности которой определяют ключевые свойства смазочных материалов для него.

Червячный редуктор предназначен, как любой редуктор, для преобразования частоты вращения и крутящего момента ведущего вала в соответствие характеристикам приводимого агрегата или машины.

Итак, червячная передача  — это передача с перекрещивающимися под прямым углом осями, образованная винтом, называемым червяком, и червячным колесом, представляющим разновидность косозубого цилиндрического зубчатого колеса. Собственно, и червяк тоже представляет собой зубчатую шестерню, но видоизменённую за счет большого угла наклона зуба до тела, напоминающего винт.

На рисунке 1 показана пара червяк-колесо, а на рисунке 2 – типичный мотор-редуктор, применяемый в приводах самого различного механического оборудования.

Рис.1 Червячная пара

    

Рис.2 Червячный мотор-редуктор
 

Перечислим особенности работы червячной передачи, определяющие требования к смазочным материалам:

1. повышенное трение и потери на трение,
2. высокие скорости скольжения в зацеплении,
3. повышенный износ,
4. опасность задира,
5. повышенный нагрев,
6. малые скорости вращения колеса,
7. применение бронзовых сплавов.

Смазочный материал для этих условий должен обладать следующими свойствами:

1. противоизносными и противозадирными,
2. минимальным гидравлическим трением,
3. обеспечивать отвод и рассеивание тепла,
4. создавать устойчивую смазочную пленку на трущихся поверхностях,
5. обеспечивать удаление из рабочей зоны продуктов износа,
6. не вызывать коррозию бронзовых сплавов.

Из всего этого следует, что смазочные материалы для червячных редукторов могут быть как жидкими, так и пластичными. Как правило, жидкие смазочные материалы – редукторные масла – применяются в червячных редукторах с постоянным режимом работы. Пластичным смазкам отдается предпочтение, когда передача работает в прерывистом или кратковременном режиме.

Преимуществами смазывания редукторов маслами являются отвод тепла и удаление продуктов износа из рабочей зоны, что актуально при работе в постоянном режиме передачи мощности. Кратковременный (прерывистый) режим работы редуктора определяет использование пластичных смазок, которые упрощают эксплуатацию и обслуживание редукторов, а также решают проблему утечек смазочного материала.

Рассмотрим более подробно пластичные смазки для червячных редукторов.

Способ смазывания редуктора окунанием червяка (колеса) в смазку или одноразовое смазывание определяют консистенцию пластичной смазки. Очевидно, что способ смазывания окунанием предполагает использование полужидких смазок с консистенцией 00-000 по NLGI. Одноразовое смазывание, напротив, требует от смазки более высокой консистенции от 0 до 2 по NLGI. Важны в этом случае хорошие адгезионные свойства, обусловливающие стабильную смазочную пленку и стойкость против выдавливания смазки.

Для преодоления повышенных потерь на трение, характерных для червячных передач, традиционно используются синтетические масла и смазки. Но, как известно, синтетика синтетике рознь. То, что подходит для редуктора с цилиндрическими передачами, может быть противопоказано для червячного. Так, прекрасно зарекомендовавшие себя полиальфаолефиновые (ПАО) синтетические масла отказываются смазывать передачи повышенного трения – червячные. Это обстоятельство обусловлено их плохим смачиванием металлических и, особенно, бронзовых поверхностей, а также относительно низкими трибологическими свойствами. Никакие технологические ухищрения, связанные с использованием специальных присадок, так и не сделали ПАО пригодными для червячных редукторов.

Однако это относится только к высоконагруженным редукторам с червячными колесами с бронзовым зубчатым венцом.

Оптимальным решением вышеописанной проблемы является использование смазочных материалов на полиалкиленгликолевых (ПАГ) базовых маслах. Прекрасные смазочные и вязкостно-температурные свойства, сочетаемость со всеми металлами и сплавами, а также высокие антиокислительные свойства позволяют использовать масла и смазки на ПАГ в качестве пожизненных смазочных материалов.

Впрочем, не всё так идеально и с полиалкиленгликолями. Основным недостатком смазок на ПАГ является несовместимость с другими смазочными материалами. Для перехода на новую смазку требуется полная очистка и промывка редуктора от прежней смазки на ПАГ. Часто эта операция усложняет техническое обслуживание редукторного оборудования, но позволяет раз и навсегда перейти на более массовый и недорогой смазочный материал. Решение о переходе остаётся за механиком.

Новым словом на рынке пластичных смазок являются смазки, загущенные комплексом сульфоната кальция. Обусловленное особенностями загустителя, уникальное сочетание трибологических и высокотемпературных свойств, а также водостойкости и низких потерь на трение, характеризует эти смазки как лучшие для редукторов с полужидкой смазкой.

Вот пример современной смазки на комплексе сульфоната кальция от российской компании АРГО. Продукт называется TermoLub S 220.

Показатель	Метод	NLGI-00	NLGI-0	NLGI-1	NLGI-2
Загуститель	–	Calcium Sulfonate Complex
Диапазон рабочих температур, ºС	–	-20. .+180	-20..+180	-25..+180	-20..+180
Классификация смазок	DIN 51502	KP00R-20	KP0R-20	KP1R-20	KP2R-20
Цвет смазки	Визуально	Коричневый
Класс консистенции NLGI	DIN 51 818	00	0	1	2
Пенетрация 0,1 мм	DIN 51818	400-430	355-385	310-340	265-295
Вязкость базового масла при 40ºС, мм2/с	DIN 51562-1	220	220	220	220
Температура каплепадения,ºС	DIN ISO 2176	–	–	270	290
Нагрузка сваривания, H	DIN 51350	3087	3283	3920	3920
Критическая нагрузка, Н	DIN 51350	980	1039	1098	1098
Диаметр пятна износа при 40 кг, мм не более	DIN 51350	0,5	0,5	0,4	0,4

Смазка TermoLub S 220 E00 идеально подходит для заправки картеров червячных редукторов большой мощности, смазываемых окунанием червяка или колеса. Отличная защита от износа и задира бронзового венца червячного колеса, защита от коррозии, механическая стабильность, водостойкость, высокотемпературные свойства делают эту смазку лучшим выбором для червячного редуктора. Для редукторов, смазываемых твёрдыми смазками, рекомендуются консистенции 1 или 2 по NLGI.

Смазка из статьи:

TermoLub S 220

 

 

 

 

 

 

 

 

Смазывание червячных и глобоидных редукторов

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.

 

 

Смотрите также

• Масла для смазывания редукторов
• Смазывание червячных и глобоидных редукторов
• Охлаждение редукторов

Смазка червячных передач

Червячные передачи работают в тяжелых условиях, предъявляя уникальные требования к смазке. Они служат в качестве редукторов скорости во многих различных отраслях и областях применения. В этой статье рассматривается, как эффективно смазываемые червячные передачи влияют на рабочие характеристики червячных передач.

Червячные передачи используются в различных отраслях промышленности и машиностроения. Они уникальны своей способностью достигать значительного снижения скорости в компактном пространстве. Они могут передавать высокие нагрузки при высоких скоростях. Обычно достигаются соотношения от 20:1 до 60:1 и выше.

Существует три основных типа червячных передач:

1. Бесконечная – косозубая передача с прямым червяком. Зубчатый контакт представляет собой единую подвижную точку на червячной передаче. Это приводит к высоким удельным нагрузкам и износу.

2. Однозаходный – имеет вогнутые винтовые зубья, которые охватывают червяк. Это приводит к линейному контакту, допускающему более высокие нагрузки без чрезмерного износа.

3. Двугорлые – называются конусообразными или песочными часами. Он имеет вогнутые зубья как на червячной, так и на косозубой передаче. Это увеличивается от площади контакта линии, что позволяет увеличить нагрузку и снизить износ.

Червячные передачи неэффективны, потому что шестерни имеют контакт скольжения, а не качения, что приводит к гораздо более высоким рабочим температурам, чем у других типов передач. Цилиндрические зубчатые колеса обычно работают при температуре на 50°F (28°C) выше температуры окружающей среды, в то время как температура червячной передачи обычно повышается на 90°F (50°C) по сравнению с окружающей средой.

На эффективность червячной передачи влияют следующие факторы:

• Угол подъема червяка
• Скорость скольжения
• Смазка
• Качество поверхности
• Условия установки

Смазка червячной передачи

Из-за бокового скольжения в червячных передачах трудно поддерживать гидродинамический масляный клин. Это приводит к тому, что шестерни работают в условиях граничной смазки. Кроме того, при высоких рабочих температурах, приближающихся к 190°F (88°C) и выше, обычно требуются масла с ISO VG 460 (класс 7 AGMA) и выше. Они также требуют хорошей термической и окислительной стабильности. Таблица 1 соотносит класс вязкости ISO с системой классификации AGMA.

Типы масел, наиболее часто используемые для смазывания червячных передач, представляют собой смешанные минеральные масла, минеральные редукторные масла с противозадирными присадками и синтетические масла. Каждый из них имеет свои уникальные характеристики, и все три типа успешно используются.

Типы смазочных материалов для червячных передач

Компаундированные трансмиссионные масла

Эти смазочные материалы широко используются в червячных передачах с большим успехом в самых разных областях применения. Компаундированное трансмиссионное масло представляет собой минеральное базовое масло с нормальными ингибиторами ржавчины и окисления, которое смешивают с бескислотным жиром или синтетической жирной кислотой от четырех до шести процентов (компаундирующим агентом). Поверхностно-активный компаунд придает этим продуктам превосходную смазывающую способность и предотвращает износ скольжения в червячных передачах.

Многие OEM-производители рекомендуют компаундированные трансмиссионные масла. Компаундированные масла первоначально использовались в качестве смазочных материалов для паровых цилиндров из-за их способности прилипать к стенкам цилиндров в присутствии пара. Температурное ограничение компаундированных масел составляет приблизительно 180°F (82°C). Поскольку компаундированные смазочные материалы трудно использовать вне этого температурного диапазона, их часто заменяют редукторными маслами с противозадирными присадками для целей уплотнения.

В большинстве случаев обычно используется компаундированное масло AGMA Class 7 или 8 (ISO VG 460 и 680). В некоторых случаях используется 8А (1000 ВГ). Выбор вязкости зависит от типа, размера, скорости и рабочей температуры червяка. Обратитесь к OEM за рекомендациями по конкретной вязкости.

Типичные коммерческие масла: Mobil 600W Cylinder и Super Cylinder Oil, Texaco Vanguard 460 и 680, Exxon Cylesstic 460 и 680 и Chevron Cylinder Oils 460 и 680.

Трансмиссионные масла для сверхвысоких давлений (EP)

Минеральные редукторные масла EP более широко используются в червячных передачах. В условиях высокого давления и температуры противозадирная присадка вступает в реакцию с металлической поверхностью, образуя мягкий, скользкий химический слой, который предотвращает сильный износ и сваривание. Ранее существовало опасение, что серо-фосфорные противозадирные присадки вступят в реакцию с бронзовым зубчатым колесом. Однако новая технология противозадирных присадок, используемая большинством основных поставщиков смазочных материалов, снизила коррозионное воздействие за счет использования неактивной серы. Смазочные материалы EP особенно хорошо работают при ударных нагрузках. Редукторные масла с противозадирными присадками также лучше защищают стальные шестерни, чем редукторные масла на основе компаундов.

Типичные рекомендации относятся к классам вязкости AGMA 7 и 8. Как и компаундированные редукторные масла, редукторные масла с противозадирными присадками ограничивают рабочую температуру до 180°F (82°C).

Типичные коммерческие масла: Shell Omala, Texaco Meropa, Exxon Spartan EP, Mobilgear 634 и 636 и Chevron EP Gear Oil.

Синтетические масла для червячных передач

Два основных типа синтетических редукторных масел успешно используются в сложных условиях червячных передач: полиальфаолефины и полиалкеленгликоли.

Полиальфаолефины (ПАО) являются наиболее распространенным типом синтетических смазочных материалов. Они обладают хорошими свойствами при высоких и низких температурах и совместимы с большинством минеральных масел. В отличие от некоторых синтетических материалов, ПАО не разрушают краски или герметики. Большинство составов содержат небольшое количество органических эфиров или противоизносных минералов, которые улучшают условия граничной смазки. Также доступны продукты, содержащие противозадирные добавки. При использовании ПАО в качестве смазочных материалов для червячных передач нет серьезных недостатков, кроме стоимости.

Типичные коммерческие масла: Chevron Tegra, Texaco Pinnacle, Exxon Teresstic SHP, Mobil SHC, Shell Hyperia и Royal Purple Synergy.

Полиалкиленгликоли (ПАГ) отлично подходят для червячных передач. Они обладают превосходными смазывающими свойствами и имеют хорошие свойства при низких и высоких температурах. Индекс вязкости PAG выше, чем у большинства синтетических материалов, приближаясь к 280. Следовательно, можно использовать более низкий класс начальной вязкости, сводя к минимуму внутреннее трение, что приводит к повышению эффективности червячной передачи. Большинство PAG обладают противоизносными свойствами, но рецептур с противозадирными присадками не существует.

Помимо стоимости, основным недостатком полиалкиленгликолей является их несовместимость с другими жидкостями. Они также разрушают краски, уплотнения и смотровые стекла из поликарбоната.

Типичные коммерческие масла: Shell Tivela и Mobil Glygoyle HE.

История болезни 1

Лабораторные испытания проводились на червячных передачах, работающих с передаточным числом 20:1 при 1750 об/мин. Компаундированные масла и масла EP ISO 460 оценивались на эффективность, а затем сравнивались как с EP, так и без EP PAO ISO 460. Эффективность масла EP PAO на 1,2% выше, чем у минерального масла EP. Не-EP PAO имел только 0,9процентное улучшение по сравнению с компаундированным трансмиссионным маслом. Вязкость при рабочей температуре была намного выше у синтетики из-за ее более высокого индекса вязкости. За счет снижения вязкости PAO до 320, чтобы более точно соответствовать вязкости при рабочей температуре, эффективность по сравнению с компаундированным трансмиссионным маслом составила 3,5 процента.

Последним этапом было проведение реальных полевых испытаний угольного измельчителя на коммунальном предприятии. Измельчитель был испытан при различных уровнях нагрузки. Он имел передаточное число 22:1. Контролируемые эксперименты были завершены путем измерения потребления электроэнергии при сравнении трансмиссионного масла EP ISO 320 с PAO, не относящимся к стандарту EP. Для синтетических и несинтетических масел была выбрана одинаковая вязкость, поскольку рабочие температуры были низкими; следовательно, вязкость при рабочей температуре была одинаковой для обоих масел. Экономия 90,8 процента, 8,7 процента и 8,5 процента были достигнуты при различных нагрузках. Разница между лабораторными и полевыми результатами объясняется тем, что червяк в полевых условиях демонстрировал большее трение скольжения.

В опубликованной статье продемонстрировано повышение эффективности червячных передач с использованием синтетической жидкости PAO. Документ был озаглавлен «Повышение эффективности промышленных зубчатых передач за счет применения синтетических смазочных материалов» Блахи, Хакалы, Светта, Стрейтона и Джувеса из ExxonMobil.

История болезни 2

Крупный производитель банок для напитков в Техасе сталкивался в среднем с четырьмя отказами в год, что обходилось в 12 000 долларов за каждый случай фактического ремонта и простоя. Компания эксплуатирует 11 двухвентильных червячных передач с передаточными числами 20:1 и 60:1. Редукторы работают при высоких скоростях и нагрузках и смазываются компаундированным трансмиссионным маслом AGMA 7.

Температура на коробках передач начала расти, достигнув 214°F (101°C). В коробки передач заливалась синтетическая жидкость ПАО. Это привело к снижению средней температуры почти на 20°F (-11°C). Все коробки передач были переведены на синтетику. После 18 месяцев эксплуатации при более высоких нагрузках и скоростях, чем ранее, отказов коробки передач не произошло.

Заключение

• Червячные передачи работают в сложных условиях и предъявляют особые требования к смазке.

• Компаундированные редукторные масла с вязкостью от 460 до 680 единиц ISO по-прежнему широко используются.

• Все большее количество минеральных масел EP используется для уплотнения.

• Синтетика успешно используется. И PAO, и PAG дают отличные результаты.

• Синтетические материалы следует использовать, когда температура достигает 180°F (82°C), поскольку они часто снижают температуру на 20°F и более (11°C и более). Они также более устойчивы к высоким температурам.

• Подумайте о переходе на синтетику, если в коробках передач есть небольшие резервуары. Стоимость низкая, а пользы много.

Правильный способ смазки червячных передач

Из всех различных типов зубчатых передач системы червячных передач считаются одними из самых проблематичных, поскольку они создают уникальные проблемы со смазкой из-за их особой конструкции. Чтобы преодолеть эти проблемы, вы должны понимать не только сложности червячных передач, но и то, какие качества следует учитывать при выборе смазки для червячных передач.

Конструкции червячной передачи

Червячная передача представляет собой конструкцию с непараллельными непересекающимися осями, состоящую в основном из двух зубчатых элементов: червяка, который представляет собой ведущую шестерню в форме спирали или винта, и червячной передачи или червячного колеса, являющегося ведомым. шестерня в виде обычной цилиндрической шестерни.

Технически всю систему червячной передачи следует называть червячной передачей или червячной передачей, чтобы избежать путаницы. Червяк всегда приводит в движение червячное колесо. Эта конструктивная характеристика обусловлена ​​экстремальным углом наклона спирали, который составляет почти 90 градусов.

Червячная передача напоминает конструкцию конфигурации с перекрестной косозубой шестерней, за исключением того, что зубья шестерни на червяке червячной передачи будут вращаться по окружности червяка по крайней мере один раз. Поскольку у червяка может быть всего один зуб, который радиально закручивается вокруг спирали, количество зубьев на червяке более точно определяется количеством заходов или витков.

Существует три категории конструкций червячных передач, которые описывают степень зацепления зубчатых колес друг с другом: безвентильные (неогибающие), одногорлые (одинарные) и двухгорлые (двухзаходные или глобоидальные).

Без горловины или без оболочки – это самая простая конструкция, в которой червяк и червячное колесо имеют цилиндрическую форму. Это позволяет упростить производство, но ограниченная зона контакта одной точки на одном или двух зубьях шестерни может стать проблемой.

В однозубых или одноконтурных конструкциях один из элементов шестерни (чаще всего червячное колесо) имеет вогнутые винтовые зубья для контура или охвата зубьев шестерни червяком. Это позволяет увеличить зону контакта до линии.

Двугорлые (двойные огибающие) или глобоидальные конструкции не только имеют вогнутые винтовые зубья на червячном колесе, но и червяк имеет форму песочных часов, поэтому два элемента зубчатого колеса обвивают друг друга во время движения. Это приводит к увеличению площади контакта почти в восемь раз (в форме радиальной полосы) при контакте трех или более зубов.

По мере увеличения площади контактной поверхности повышаются допустимый крутящий момент, способность удержания нагрузки (сопротивление ударным нагрузкам) и долговечность. Огибающие зубчатые колеса также имеют меньшую ожидаемую скорость износа в результате распределения нагрузки.

Производители червячных передач пытаются оптимизировать это контактное отношение между двумя элементами шестерни для повышения надежности.

Другие заметные преимущества червячных передач по сравнению с потенциальными альтернативами зубчатой ​​передаче включают:

• Червячная передача может быть спроектирована с передаточным числом более 200: 1 по сравнению с косозубой передачей, которая может быть ограничена до 10: 1 на одном редукторе. Передаточное отношение для червячных передач — это число зубьев на червячном колесе к числу витков (или заходов) на червяке.
• Высокое передаточное число и конфигурация двух зубчатых элементов обеспечивают компактную конструкцию, что делает червячный привод отличным вариантом для ограниченного пространства. Кроме того, уменьшается количество движущихся частей и вероятность отказа. Однако это может быть частично компенсировано потерей эффективности из-за значительного увеличения крутящего момента.
• Многие червячные передачи с более высокими передаточными числами в определенных условиях могут проявлять свойство самоблокировки (в то время как известно, что передачи с более низкими передаточными числами свободно меняют направление мощности). Другими словами, червячное колесо не может легко вращаться независимо, чтобы вызвать движение червяка. Эта статическая самоблокирующаяся способность возможна только тогда, когда угол подъема червяка меньше угла статического трения сопрягаемых материалов. Тем не менее, несмотря на то, что это может быть выгодно, необходимость в обратном упоре или тормозе для предотвращения неожиданного обратного вращения по-прежнему очень важна, поскольку обратное движение по-прежнему возможно при определенных обстоятельствах, например, когда оно сталкивается с достаточной вибрацией или когда зубья шестерни поверхности полируются со временем.
• Благодаря точному движению червячных передач, особенно в конструкциях с двойной оболочкой, люфт (люфт между зубьями шестерни) можно значительно свести к минимуму. Это имеет решающее значение в некоторых приложениях, таких как робототехника.
• Низкий уровень шума и вибрации достигается за счет минимального количества движущихся компонентов в червячных передачах по сравнению с альтернативными конструкциями зубчатых передач.

Проблемы со смазкой

Конструкции червячного привода имеют один существенный недостаток: относительное движение сопряженных зубьев двух элементов почти полностью скользящее. Это представляет собой серьезную проблему, поскольку смазка постоянно соскребается.

Потери на трение скольжения приводят к повышенным температурам и неадекватному развитию гидродинамического давления. Следовательно, образование продуктов износа может увеличиться. Во многих случаях более высокие температуры будут ограничивающим фактором для червячного привода до того, как будут достигнуты предельные нагрузки. Распределение нагрузки охватывающих зубчатых колес может уменьшить эту проблему, но проблема остается.

Кроме того, из-за скользящего характера червячной передачи обычно используются металлы с низким коэффициентом трения. Червячное колесо обычно содержит желтые металлы, а червяк обычно изготавливается из стали. Это приводит к более благоприятным характеристикам износа, лучшей нагрузочной способности и меньшему выделению тепла, чего нет в других сочетаниях металлов.

Желтые металлы, такие как бронза, которые используются в червячном колесе, могут создавать уникальные проблемы со смазкой при выборе совместимого пакета присадок. Ожидается также, что при такой металлургической комбинации червячное колесо действует жертвенно по сравнению с червяком из-за относительных усилий и затрат на восстановление червячного привода.

Решения для смазки

Конструкции и материалы зубчатых передач были модернизированы на протяжении многих лет для достижения лучшей несущей способности, более высокого преобразования крутящего момента и увеличения срока службы. Сложные платформы тестирования и компьютеризированные методы позволили лучше понять распространенные режимы отказа червячных дисков и предложили подсказки для оптимизации решений.

Смазочные материалы не являются исключением из этих усовершенствований червячных передач. Вообще говоря, высококачественная смазка для червячного привода будет иметь низкий коэффициент трения, высокую стойкость к окислению, хорошую защиту от износа и высокий индекс вязкости.

Правильное базовое масло

В то время как использование смазочных материалов, составленных из минерального масла, довольно распространено в червячных передачах, использование синтетических базовых масел обычно приводит к повышению эффективности редуктора и снижению рабочих температур.

На рис. 5 показаны ожидаемый срок службы смазочного материала и интервал замены масла для полиальфаолефинов (ПАО), полиалкиленгликолей (ПАГ) и минеральных масел в диапазоне температур масляного картера. Это подтверждается правилом скорости Аррениуса, которое гласит, что при повышении средней температуры масла на каждые 10 градусов по Цельсию количество химических реакций удваивается.

Эффективность передачи энергии на входе и выходе зубчатой ​​передачи может существенно зависеть от выбранного смазочного материала. На Рисунке 6 показана повышенная эффективность при выборе синтетического масла вместо минерального, в частности PAG, которые имеют изначально низкий коэффициент трения. Также известно, что PAG снижают рабочие температуры и общие потери. Дополнительные сравнения между минеральными маслами и базовыми маслами PAG показаны на рис. 7.

У PAG есть некоторые недостатки, в первую очередь их более высокая стоимость. Они также несовместимы с некоторыми уплотнительными материалами, пластмассами и лакокрасочными покрытиями, поэтому всегда проверяйте совместимость при переходе на PAG.

Снижение общих потерь	30% и более
Повышенная эффективность	15% и более
Снижение рабочей температуры	20˚C или выше

Рисунок 6. Преимущества синтетического трансмиссионного масла перед минеральным маслом

Правильные добавки

Одной из наиболее важных задач присадки к трансмиссионному маслу является формирование защитного или расходуемого барьера между контактирующими поверхностями, когда условия превышают условия прочности масляной пленки.

Пакет присадок для смазки червячного привода следует выбирать с осторожностью, поскольку желтые металлы, часто содержащиеся в червячных колесах, могут подвергаться неблагоприятному воздействию коррозии из-за активированной серы в противозадирной (ЕР) присадке, особенно в присутствии нагревать. Тем не менее, достижения в области образования добавок с дезактивированной серой помогли уменьшить или устранить эти коррозионные воздействия.

Червячные передачи могут представлять собой уникальную проблему граничной смазки, поскольку основное внимание уделяется снижению трения, а не эффектам износа. В этих случаях можно использовать особый тип смазки на минеральной основе, известный как компаундированное масло.

Этот смазочный материал содержит до 10 процентов жирной кислоты (натуральное масло) или бескислотный жир в качестве компаундирующего агента, а также ингибиторы ржавчины и окисления и другие добавки. Это приводит к улучшению смазывающей способности, уменьшению трения и уменьшению износа при скольжении.

Масла EP по-прежнему широко используются в червячных передачах, где их рецептура совместима с желтыми металлами. Однако как компаундированные масла, так и редукторные масла с противозадирными присадками имеют ограничение рабочей температуры приблизительно 80°C, прежде чем скорость окисления быстро возрастет, что приведет к образованию кислотных продуктов, которые могут разъедать медные материалы червячных колес.

Правильная вязкость

Помимо температуры окружающей среды и рабочей температуры, правильная вязкость будет зависеть от нескольких переменных конечного червячного колеса, включая скорость шаговой линии, межосевое расстояние и число оборотов в минуту. Рисунки 8 и 9предоставить рекомендации по выбору класса вязкости ISO для цилиндрических и двухконтурных червячных передач в соответствии со стандартом 9005-E02 Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA).

Менее 2,25 м/с
Более 2,25 м/с
ПРИМЕЧАНИЯ: Применение червячной передачи при температурах, выходящих за пределы, указанные выше, или при скоростях, превышающих 2400 об/мин или скорость скольжения 10 м/с, должно решаться производителем. Как правило, для более высоких скоростей требуется система смазки под давлением, а также регулировка рекомендуемого класса вязкости. Эта таблица относится к смазочным материалам с индексом вязкости 100 или меньше. Для смазочных материалов с индексом вязкости более 100 могут применяться более широкие диапазоны температур. Проконсультируйтесь с поставщиком смазочных материалов.

Рис. 8. Рекомендации по классу вязкости ISO для прилагаемого
цилиндрические червячные передачи

ПРИМЕЧАНИЯ: Применение червячной передачи при температурах, выходящих за пределы, указанные выше, или при скоростях, превышающих 2400 об/мин или скорость скольжения 10 м/с, должно решаться производителем. Как правило, для более высоких скоростей требуется система смазки под давлением, а также регулировка рекомендуемого класса вязкости. Эта таблица относится к смазочным материалам с индексом вязкости 100 или меньше. Для смазочных материалов с индексом вязкости более 100 могут применяться более широкие диапазоны температур. Проконсультируйтесь с поставщиком смазочных материалов.

Рис. 9. Рекомендации по классу вязкости ISO для прилагаемого
Глобоидальные червячные передачи

Как показывают эти рекомендации и таблица интервалов замены масла, температура оказывает существенное влияние на эффективность смазки. Более высокие температуры негативно влияют не только на смазку и срок службы машины, но и на червячные передачи, в частности, возникают проблемы с скачками температуры. В результате, если ожидаются более высокие температуры, следует выбирать более эффективные альтернативы базовым маслам и присадкам.

Синтетические масла, такие как PAO и PAG, работают лучше, чем минеральные масла, благодаря их естественной более высокой устойчивости к термическому разложению. Тем не менее, повышение температуры окружающего воздуха на 32°С в однозаходных червячных передачах (на 37°С в двухзаходных червячных передачах) не считается чрезмерным для условий эксплуатации.

Правильный уровень масла

Как и в большинстве зубчатых передач со смазкой разбрызгиванием, уровень масла в червячной передаче имеет важное значение для поддержания точности. В зависимости от положения червяка относительно червячного колеса небольшое падение уровня масла может быть разницей между идеальной смазкой и отсутствием смазки.

При контроле уровня масла в трех наиболее распространенных положениях червячной передачи (рис. 10) придерживайтесь рекомендаций производителя, которые часто соответствуют стандартам глубины погружения масла.

Когда делительная скорость элементов червяка превышает 10 м/с, особенно в червячных передачах с двойным охватом, рекомендуется использовать систему принудительной смазки для распыления на всю поверхность червяка.

Правильный визуальный осмотр

Помимо наблюдения за уровнем масла, смотровое стекло следует рассматривать как индикатор состояния масла. Это может включать визуальную проверку на предмет необычного потемнения масла (признак окисления), видимого шлама, твердых частиц и влаги.

Эти проверки могут быть выполнены более эффективно, если смотровое стекло выдвинуто из картера редуктора, чтобы через него мог проходить свет, как в смотровом стекле, показанном слева.

По возможности также следует использовать донный отстойник и миску с водой. Это поможет уловить любые твердые частицы или жидкости, которые тяжелее масла, и обеспечит точку ежедневного визуального осмотра.

Правильный выбор

Цель любого выбранного смазочного материала должна состоять в том, чтобы защитить червячный привод от нежелательных уровней трения, опасного воздействия коррозии и неэффективной работы.

Оценка и достижение оптимального эталонного состояния для червячного привода любого типа в соответствии с его условиями эксплуатации и окружающей среды сводится к одному: обоснованию затрат на улучшение методов смазки для сведения к минимуму риска и потенциальных последствий отказа.