УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОЙ СМАЗКИ К УЗЛАМ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
DEVICE FOR FEEDING OF LIQUID LUBRICANT TO GEAR UNITS

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для смазывания закрытых зубчатых редукторов с масляными ваннами, преимущественно тихоходных, реверсивных, с колесами большого диаметра.
Известно устройство для подачи жидкой смазки, представляющее собой насаженный на приводной вал разбрызгиватель в виде колеса с лопастями, погруженными в масляную ванну (см., например, Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985 - 416 с., ил., стр.149).
Недостаток данного устройства состоит в недостаточной его эффективности при низкоскоростных режимах работы зубчатых передач, особенно при больших диаметрах зубчатых колес, а также при частых перерывах в их работе.
Известно устройство для подачи жидкой смазки к узлам и деталям передач, содержащее масляный картер, частично погруженное в него черпаковое колесо, закрепленное на одном из валов передачи и имеющее внутреннюю полость, и систему для подвода смазки к трущимся поверхностям (Пуш В.Э. Системы смазки металлорежущих станков. М.: Машгиз, 1948, стр.128, фиг.162). Система для подвода смазки к трущимся поверхностям в этом устройстве выполнена в виде скребка, снимающего масло с черпакового колеса, и лотка, с которого масло стекает в зону смазки.
Недостатком устройства является невозможность использования его в реверсивных передачах, так как съем масла скребком с колеса возможен только при вращении его в одну сторону, а также в низком КПД устройства, так как большая часть смазки, поднятая колесом, стекает обратно в картер.
Известна смазочная система для зубчатых передач, выполненная в виде масляной ванны, в которую частично погружено вращающееся колесо с черпаками для подачи масла, расположенными на обоих торцах колеса открытой стороной навстречу друг другу, в каждом черпаке в стенке, обращенной к торцу колеса, рядом с дном черпака, выполнено отверстие для слива масла, а около колеса в верхнем положении установлен резервуар с желобом и сетчатым фильтром для приема масла. При вращении колеса масло из черпаков выливается вследствие действия центробежной силы (Авторское свидетельство SU 560535, МПК F16N 7/16).
Это устройство можно использовать в реверсивных передачах, однако оно имеет сложную конструкцию разводящей системы для подачи масла к многим трущимся узлам.
Открытые черпаки не могут обеспечить перенос масла через наивысшую точку подъема черпака, масло сливается только по одну сторону по ходу вращения колеса, это обусловливает одностороннее расположение накопителя для масла, увеличение его размеров, так как он должен принимать масло из черпаков, расположенных как на одной, так и на другой стороне при соответствующем направлении вращения. Одностороннее расположение накопителя существенно усложняет систему подводки смазки при необходимости подвода масла к нескольким зубчатым зацеплениям, а также делает невозможным использование данного технического решения в передачах с двухсторонним зацеплением черпакового колеса.
Кроме этого, данная конструкция не может быть использована  в редукторах с тихоходным черпаковым колесом, в котором отсутствует достаточная центробежная сила и масло не будет выливаться в накопитель.
Известно устройство для подачи жидкой смазки к узлам и деталям передач содержащее масляный картер, частично погруженное в него черпаковое колесо, закрепленное на одном из валов передачи и имеющее внутреннюю полость для приема масла из черпаков, и систему для подвода смазки к трущимся поверхностям. Черпаки установлены на одном торце колеса попарно, при этом каждый черпак выполнен открытым и имеет по отношению к соседним противоположное направление. Система подвода смазки включает в себя трубопровод, пазы и отверстия, связанные с внутренней полостью колеса (Авторское свидетельство SU 679754, МПК F16N 7/16 F16H 57/04).
Эта конструкция обеспечивает возможность использования ее в реверсивных передачах и при тихоходном черпаковом колесе, так как масло стекает в систему подвода смазки к трущимся поверхностям под действием гравитации, может быть использовано в передачах с несколькими зацеплениями черпакового колеса, поскольку накопитель масла расположен внутри колеса и не препятствует выполнению нескольких зацеплений, однако имеет существенные недостатки.
Наличие внутренней полости для приема масла в черпаковом зубчатом колесе увеличивает массу колеса, нарушается балансировка, неравномерное размещение массы масла создает дополнительные инерционные нагрузки, а также увеличивает габарит самого редуктора, так как черпаки выходят за габарит колеса.
Накопление масла во внутренней полости и система подвода смазки может обеспечить только смазку трущихся узлов по внутренним каналам, выполненным в теле колеса, и иных трущихся деталей и не может выполнить смазку непосредственно зубчатых зацеплений черпакового колеса, в том числе и нескольких, так как это предполагает наличие внешнего накопителя.
Задача, решаемая изобретением, заключается в создании конструкции, обеспечивающей смазку нескольких зубчатых зацеплений реверсивного тихоходного черпакового колеса при одновременном исключении инерционных нагрузок, упрощении конструкции системы подвода смазки, для чего необходимо выполнить частичный перенос масла через наивысшую точку подъема черпака.
Эта задача решается следующим образом.
В известном устройстве для подачи жидкой смазки к узлам зубчатых передач, содержащем масляный картер, выполненный в корпусе передачи, частично погруженное в него черпаковое колесо, смонтированное на одном из валов передачи, черпаки, закрепленные на его торце и равномерно размещенные по диаметру колеса, а также накопитель для приема масла и систему подвода смазки к трущимся узлам, согласно изобретению каждый черпак выполнен в виде замкнутой емкости, снабженной двумя внутренними поперечными перегородками, размещенными в центральной части ее донной поверхности и образующими сообщающиеся полости, при этом между перегородками выполнено отверстие для забора масла из картера, оппозитно ему в верхней части емкости выполнено сливное отверстие, снабженное выпускной трубкой, а накопитель для приема масла выполнен в виде желоба с центральной поперечной перегородкой, закрепленного на корпусе параллельно плоскости колеса с возможностью размещения сливного отверстия черпака, находящегося в верхнем положении на колесе над желобом, причем система подвода смазки к трущимся поверхностям выполнена в виде распределительных трубок, вмонтированных в днище желоба. Высота поперечных перегородок черпака составляет 0,45-0,55 высоты черпака.
Желоб размещен от оси вращения черпакового колеса на расстоянии 0,2-0,3 его диаметра.
Наличие перегородок в емкости обеспечивает частичное удержание масла в одной из ее полостей до наивысшей точки подъема черпака и при дальнейшем его опускании в пределах размещения желоба.
Наличие перегородки в желобе обеспечивает гарантированное поступление масла не только в его часть, размещенную по направлению вращения колеса, но и в противоположную часть, размещенную на спуске черпака.
Объединение разнонаправленных черпаков в общую емкость, а также наличие оппозитно расположенных отверстия для забора масла и сливного отверстия с отводящей трубкой позволяет обеспечить надежный забор масла из картера в закрытые полости черпака, вследствие активного вытеснения воздуха из емкости при погружении черпака в картер.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства (продольный разрез редуктора).
На фиг.2 изображен разрез В-В на фиг.1 (вид на желоб и черпак сбоку).
На фиг.3 изображен черпак.
Устройство для подачи жидкой смазки к узлам зубчатых передач содержит масляный картер 1, выполненный в корпусе 2, частично погруженное в него черпаковое колесо 3, смонтированное на одном из валов передачи, черпаки 4, закрепленные на его торце и равномерно размещенные по диаметру колеса. На корпусе 2 параллельно плоскости колеса 3 закреплен желоб 5, в днище которого вмонтированы распределительные трубки 6, каждая из которых оканчивается в месте необходимой смазки.
Черпак 4 выполнен в виде замкнутой емкости, например отрезка трубы, закрытого с торцов. В центральной части донной поверхности емкости установлены перегородки 7 и 8, разделяющие внутреннюю полость емкости на три сообщающихся отсека 9, 10, 11. Между перегородками 7 и 8 выполнено отверстие 12, снабженное выпускной трубкой 13, а оппозитно ему в верхней части емкости выполнено отверстие 14 для забора масла из картера 1.
Желоб 5 закреплен на корпусе 2 с возможностью размещения сливного отверстия 12 черпака, находящегося в верхнем положении на колесе над желобом. В срединной части желоба 5 имеется поперечная перегородка 15.
Размеры сливного отверстия 12 и отверстия 14 для забора масла определяются исходя из условий течения масла (его вязкости) и скорости вращения колеса 3, с тем чтобы обеспечить наполнение черпака 4 за время нахождения его в картере 1.
Оптимальное соотношение размеров перегородок 7 и 8 черпака 4 имеет следующий вид: высота h поперечных перегородок черпака составляет 0,45 - 0,55 высоты Н черпака.
При выходе высоты h за указанные пределы происходит либо слишком быстрое освобождение черпака, не доходя до наивысшей точки, либо, наоборот, его затрудненное освобождение.
В оптимальном случае желоб размещен от оси вращения черпакового колеса на расстоянии 0,2-0,3 его диаметра, что определяется процессом выливания масла из черпака. При выходе расположения желоба 5 за указанные пределы происходит либо непопадание части масла в желоб, либо интенсивное его разбрызгивание и выплескивание из желоба при истечении с большой высоты.
В днище желоба 5 вмонтированы распределительные трубки 6, другой конец которых размещен в месте необходимой смазки.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении черпак 4 находится в картере 1 и полностью погружен в масло. Отверстие 14 находится внизу, соответственно, отверстие 12 - вверху, и выпускная трубка 13 выступает за уровень масла. Масло через отверстие 14 заливается во внутреннюю полость черпака 4, скопившийся в полостях 9, 11 воздух при этом вытесняется через отверстие 12 и трубку 13. Емкость черпака полностью заполняется маслом. При дальнейшем вращении колеса 3 масло из одной полости 9 (или 11, в зависимости от направления вращения колеса) начинает выливаться обратно в картер, способствуя его активному перемешиванию.
При заходе на вторую четверть оборота колеса масло полностью выливается из полости 9, однако все еще надежно удерживается в полости 11 перегородкой 8 и доносится до края желоба 5, после чего масло начинает выливаться из полости 11 в желоб 5 на всем пути следования над ним, даже при переходе черпака через наивысшую точку подъема масло в полости 11 еще остается и выливается во вторую половину желоба 5. Из желоба 5 масло по распределительным трубкам 6 поступает в места необходимой смазки. Перегородка 15 обеспечивает равномерное наполнение обеих половин желоба 5 при возможных его перекосах, так как даже небольшая погрешность в монтаже приведет к тому, что масло под действием гравитации стечет на один край желоба, при этом нарушится процесс распределения масла по трубкам 6.
При вращении колеса 3 в другую сторону происходит аналогичный процесс забора, подъема, накопления и распределения масла.
Предлагаемое устройство позволяет обеспечить надежный подвод масла к колесам тихоходной реверсивной двухпоточной зубчатой передачи, используемой на обжиговых машинах.
Устройство имеет простую конструкцию, исключает инерционные нагрузки.