|
Наиболее типичные виды зубчатых передач 
Реже используемые виды зубчатых передач
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Коническая |
|
Со скрещивающимися осями |
|
Спирально-коническая |
|
С внутренним зацеплением |
|
Закрытые зубчатые передачи
|
|
|
Червячные передачи |
|
|
Закрытые зубчатые передачи прямозубого, косозубого (и аналогичных) типов обычно представляют собой стальные шестерни, «сталь-по-стали». Используются для небольших понижений скоростей, ведущий и ведомый валы обычно параллельны. Нагрузка на зубья высокая - по линии или точечная. Контакт зубьев представляет собой смесь перекатывания и скольжения. Малое рассеивание энергии (обычно 2% на контакт). Поэтому эти виды зубчатых передач имеют высокий КПД. Снижения потери энергии на контактах едва ли можно добиться обычной заменой смазочного материала, не изменив при этом его вязкости.
Обычно состоят из стального червячного винта и бронзовой шестерни, «сталь-по-бронзе». Используются для значительного понижения оборотов, ведущий и ведомый валы обычно перпендикулярны. Нагрузка на зубья относительно невысока, большая площадь контакта скольжения. Контактные давления ниже, чем в паре «сталь-по-стали». Высокое рассеивание энергии вследствие скольжения (обычно 5-25%). По сравнению с вышеперечисленными, червячные зубчатые передачи имеют низкий КПД, поэтому потери можно минимизировать при использовании смазочного материала с низким коэффициентом трения, например, полигликолевого масла Shell Tivela S.
Где используются масла для зубчатых передач?
Где используются масла для зубчатых передач?
Назначение зубчатых передач
- Средство передачи мощности
- Изменение скорости
- Изменение крутящего момента
- Изменение направления вращения
Назначение масла для зубчатых передач
-
Обеспечить жидкостную пленку для надлежащего разделения деталей (т.е. зубчатых пар, подшипников)
- Снизить трение
- Снизить изнашивание
- Минимизировать коррозию
- Действовать в качестве охлаждающей жидкости
- Гасить ударные нагрузки
- Обеспечить герметизацию от попадания загрязнений
Спецификации на масла для зубчатых передач
Промышленные организации:
-
ANSI/AGMA 9005-D94
-
DIN 51517, Часть 3
-
ISO 12925-1
Производители оборудования:
-
Flender
-
David Brown,
-
другие производители
Пользователи:
-
U.S. Steel 224
-
Ряд организаций предъявляет свои технические требования.
Типичные проблемы масел для зубчатых передач
Загустение / Разжижение
-
Загрязнение изменяет вязкость масла
-
Окисление масла (вызывает рост вязкости - потери и снижение КПД, повышение кислотности - коррозия)
Пенообразование и деэмульгируемость (поверхностные свойства)
Для редукторных масел большое значение имеют поверхностные свойства:
- Деаэрация:
- нерастворившийся воздух может привести к снижению эксплуатационных характеристик
-
воздух способствует окислению, вызывает неравномерное и медленное движение в системе, и может вызвать перегрев (вследствие сжатия пузырьков воздуха). Захваченный воздух также может служить причиной кавитации - явления, происходящего при образовании в масле небольших "карманов", заполненных воздухом или парами. Кавитация может привести к нарушению целостности пленки смазки и чрезмерному изнашиванию оборудования.
- Пенообразование:
-
чрезмерное пенообразование вызывает изменение уровня масла и может привести к потере смазочного материала (через вентяляционные и дренажные отверстия)
-
снижению эксплуатационных характеристик (пена является гораздо менее эффективным смазочным материалом, чем масло), что может привести к катострафическому отказу оборудования
-
ускорение окисления масла.
- Деэмульгируемость = отделение воды
-
излишняя вода стимулирует ржавление, усиливает трение и изнашивание, а также может вызвать засорение фильтров в случае образования эмульсии (Когда к маслу добавляется вода, она обычно образует отдельный слой, т.к. является нерастворимой. Однако в некоторых случаях становится возможным диспергировать воду в масле (или масло в воде) в виде мелких капель. Эти смеси известны под названием "эмульсии". В большинстве случаев промышленного применения образования эмульсий следует избегать. Образование эмульсии негативно сказывается на способности масла к смазыванию и может способствовать коррозии смазанных поверхностей. В турбинах, редукторах, компрессорах, гидравлических системах и других агрегатах, где существует высокая вероятность загрязнения смазок водой, важно, чтобы смазочный материал обладал высокой деэмульгируемостью (водоотделяющей способностью). Вся загрязняющая вода должна быстро отделяться от смазочного масла для ее последующего дренирования (слива) и возвращения масла в систему для его эффективного использования).
-
Недостаточно быстрое отделение воды усиливает изнашивание шестерен и коррозию и также может привести к катастрофическому отказу оборудования.
.
Коррозия
- Черных и цветных металлов
-
Промышленные редукторные масла должны защищать детали из металла от ржавления в присутствии пресной (а также соленой воды)
Шум
- Неверное конструкторское исполнение, неправильная установка
- Пенообразование
- Температура застывания
-
запуск при низких температурах, затрудненная циркуляция масла могут вызвать шум при работе зубчатой передачи и ее отказ
- Износ шестерен, микропиттинг
- редукторные масла долны обладать противоизносными, противозадирочными свойства и защищать зубчатую передачу от микропиттинга
Высокое энергопотребление
- редукторные масла должны быть энергосберегающими
Факторы, влияющие на выбор смазочного материала
-
Тип зубчатой передачи
-
Скорость
-
Материалы шестерен
-
Качество обработки поверхностей деталей
-
Рабочая температура
-
Нагрузочные характеристики
Отечественные масла для зубчатых передач
Масла цилиндровые тяжелые 38 и 52 (ГОСТ 6411-76) применяют для зубчатых передач (относительно редко), в основном - для тяжелонагруженных и тихоходных передач и передач, работающих при повышенных температурах окружающей среды.
При правильном подборе указанные выше масла без присадок обеспечивают достаточно надежную работу зубчатых передач промышленного оборудования. Однако в некоторых случаях требуемая надежность работы самого масла, а также смазываемого узла не достигаются. Создание более рациональных конструкций машин, в частности, уменьшение их массы, габаритных размеров, материалоемкости при одновременном повышении надежности привело к повышению требований по эксплуатационным свойствам смазочных материалов. Поэтому для зубчатых передач промышленного оборудования применяют легированные масла, учитывая условия эксплуатации в средне- и тяжелонагруженных зубчатых передачах. Это масла серии ИГП, применение которых по сравнению с маслами без присадок позволяет не только в 2-3 раза сократить расход масла, но и снизить износ поверхностей трения.
Масла редукторные И-Т-Д (ТУ 38.1011337-90) разработаны с целью унификации ассортимента легированных редукторных масел и взамен масел ИСП и ИСПи (ТУ 38.101293-78), ИТП (ТУ 38.1012912-79), ИРп (ТУ 38.101451-78).
Масла И-Т-Д представляют собой нефтяные масла, в основном, из сернистых нефтей с присадками, улучшающими смазывающие, антиокислительные, антикоррозийные, противоизносные и противозадирные свойства. Предназначены для смазывания зубчатых передач и других элементов промышленного оборудования, в которых высокие нагрузки не позволяют применять масла без присадок.
Характеристики масел И-Т-Д приведены в табл. ниже.
Характеристики редукторных масел И-Т-Д
| Показатели | Марка по ГОСТ 17479.4-87 | |||||
| И-Т-Д-32 | И-Т-Д -68 | И-Т-Д-100 | И-Т-Д-220 | И-Т-Д -460 | И-Т-Д-680 | |
| Замененная марка | ||||||
|
ИСП-25 (ИСПи-25) |
ИСП-40 (ИСПи-40) ИРп-40 |
ИСП-65 (ИСПи-65) ИРп-75 |
ИСП-110 (ИСПи-110) ИРп-150 |
ИТП-200 | ИТП-300 | |
| Плотность при 20 °С, кг/м3 | 890 | 900 | 910 | 920 | 925 | 925 |
| Вязкость кинематическая при 40 °С, мм2/с | 28,8-35,2 | 61,2-74,8 | 90-110 | 198-242 | 414-506 | 612-748 |
| Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже | 190 | 200 | 210 | 210 | 210 | 210 |
| застывания, не выше | -18 | -18 | -18 | -18 | -15 | -5 |
| Кислотное число, мг КОН/г, не более | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 2,0 | 2,0 |
| Массовая доля, %, не более: механических примесей | Отсутствие | 0,01 | 0,01 | |||
| воды | Следы | 0,06 | 0,06 | |||
| Цвет, ед. ЦНТ, не более | 4,5 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 8,0 | - |
| Зольность, %, не более | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,5 | 0,8 |
| Трибологические характеристики: индекс задира (Из), Н, не менее | 392 | 392 | 441 | 490 | 539 | 439 |
| показатель износа (Ди), мм, не более | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 0,45 |
| Испытание на коррозию | Выдерживает | |||||
Масло редукторное ИРп-85 (ТУ 38.101853-83) - высокоиндексное нефтяное масло из сернистых нефтей с присадками, улучшающими антиржавейные, противоизносные, противозадирные, адгезионные и антипенные свойства.
Предназначено для смазывания тяжелонагруженных узлов трения автоматических прессов горячей штамповки, зубчатых передач и других элементов промышленного оборудования, в которых высокие нагрузки не позволяют применять масла без присадок.
Масло И-Т-Д-150 (ТУ 38.1011350-91) - нефтяное масло глубокой очистки из сернистых нефтей с присадками, улучшающими вязкостно-температурные, антиокислительные, противоизносные и противозадирные свойства.
Предназначено для смазывания тяжелонагруженных узлов трения и подшипников качения бумагокартоноделательных машин.
Масло ИТп-500 (ТУ 38.101450-76) - высоковязкое нефтяное масло селективной очистки с присадками, улучшающими антиокислительные, антикоррозионные и противоизносные свойства.
Предназначено для смазывания подшипников валков каландров.
Характеристики масел ИРп-85, И-Т-Д-150, ИТп-500 приведены в табл. ниже.
Характеристики масел ИРп-85, И-Т-Д-150, ИТп-500
| Показатели | ИРп-85 | И-Т-Д-150 | ИТп-500 |
| Обозначение по ГОСТ 17479.4-87 | |||
| И-Т-Д-150(мп) | И-Т-Д-150 | И-Т-С-1000 | |
| Плотность при 20 °С, кг/м3, не более | 910 | 905 | 920 |
| Вязкость кинематическая: при 40 °С, мм2/с | 135-150 | 135-165 | - |
| при 50 °С, мм2/с | - | - | 470-620 |
| Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже | 200 | 220 | 275 |
| застывания, не выше | -10 | -15 | -10 |
| Кислотное число, мг КОН/г, не более | 2,0 | 1,0 | 2,0 |
| Массовая доля, %, не более:воды |
Отсут- ствие |
Следы | 0,06 |
| механических примесей |
Отсут- ствие |
0,02 | 0,02 |
| Трибологические характеристики, не менее:индекс задира (Из), Н, не менее | 490 | 470 | - |
| показатель износа (Ди), мм, не более | 0,50 | 0,40 | 0,45 |
| Коррозионное воздействие на металлы | Выдерживает | ||
| Содержание водорастворимых кислот и щелочей | Отсутствие | - | Отсутствие |
| Цвет, ед. ЦНТ, не более | 6,0 | - | - |
Масла И-Т-С(пр) (ТУ 0253-013-00151911-97 взамен ТУ 38.1011339-90) - нефтяные масла из сернистых нефтей с присадками, улучшающими вязкостно-температурные, деэмульгирующие, противоизносные, антипенные, антиокислительные и антикоррозионные свойства.
Масло И-Т-С-100(пр) предназначено для смазывания подшипников жидкостного трения (ПЖТ) и редукторов высокоскоростных прокатных станов, в том числе фирмы "Скет"; масла И-Т-С-150(пр) и И-Т-С-220(пр) предназначены для смазывания тяжелонагруженных узлов трения, зубчатых передач и подшипников качения сушильной части бумагокартоноделательных машин.
Характеристики масел И-Т-С-(пр) приведены в табл. ниже.
Характеристики масел И-Т-С(пр)
| Показатели | И-Т-Д-150(мп) | И-Т-Д-150 | И-Т-С-1000 |
| Плотность при 20 °С, кг/м3, не более | 890 | 890 | 900 |
| Вязкость кинематическая: при 40 °С, мм2/с | 80,0-110,0 | 135,0-165,0 | 198,0-242,0 |
| при 100 °С, мм2/с | 9,5-11,0 | 12,5-15,5 | 17,5-20,5 |
| Индекс вязкости, не менее | 98 | 90 | 90 |
| Кислотное число, мг КОН/г | 0,8-1,2 | 0,8-1,2 | 0,8-1,2 |
| Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже | 200 | 220 | 225 |
| застывания, не выше | -18 | -15 | -15 |
| Массовая доля механических примесей, %, не более | Отсутствие | 0,010 | |
| Цвет, ед. ЦНТ, не более | 5,5 | 6,0 | 6,5 |
| Деэмульгирующие свойства: время расслоения эмульсии, мин, не более | 25 | 35 | 45 |
| объем слоев (масло - вода - эмульсия), см3, не более | (40-37-3) | (40-37-3) | (40-37-3) |
| Стабильность против окисления: изменение вязкости при 100 °С, %, не более | - | 2,0 | 3,0 |
| изменение кислотного числа, мг КОН/г, не более | - | 0,10 | 0,15 |
| содержание осадка | - | Отсутствие | |
| Трибологические характеристики, не менее: индекс задира (Из), Н, не менее | Не нормируется Определение обязятельно | ||
| показатель износа (Ди), мм, не более | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| Примечания. 1. Обозначение масел И-Т-С(пр) - по ГОСТ 17479.4-87. 2. Для всех марок масел нормируется: внешний вид - однородная прозрачная жидкость; содержание воды - отсутствие; коррозионное воздействие на металлы - выдерживает. | |||
Масла для тяжелонагруженных узлов с твердыми добавками
Масло И-Т-Д-680(Мо) (ТУ 38.1011265-89) - остаточное нефтяное масло селективной очистки из сернистых нефтей с композицией присадок, улучшающих смазывающие свойства. Содержит твердую добавку - дисульфид молибдена. Предназначено для смазывания редукторных систем металлургического оборудования, работающих в условиях высоких температур (до 250 °С), и применяется с целью снижения износа и увеличения срока службы оборудования.
Масло И-Т-Д-1000(С) (ТУ 38.1011227-89) - масло из сернистых нефтей с композицией присадок, улучшающих смазывающие свойства. Содержит твердую добавку - графит. Предназначено для смазывания крупногабаритных открытых зубчатых передач углепомольных мельниц с целью снижения износа и увеличения срока службы оборудования.
Характеристики масел И-Т-Д с твердыми добавками
| Показатели | И-Т-Д-680(Мо) | И-Т-Д-1000(С) |
| Плотность при 20 °С, кг/м3 | 900 | 930 |
| Вязкость кинематическая при 40 °С, мм2/с | 612 | 930 |
| Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже | 230 | 220 |
| застывания, не выше | -6 | [*] |
| Кислотное число, мг КОН/г, не более | 4,5 | [*] |
| Массовая доля твердой добавки, % :MoS 2 | >=0,5 | - |
| графита | - | 1,0-2,0 |
| Коксуемость, %, не более | 4,0 | - |
| Трибологические характеристики: индекс задира (Из), Н, не менее | [*] | - |
| показатель износа (Ди), мм, не более | - | [*] |
| Коррозионное воздействие на металлы | [*] | - |
| Примечания. 1. Для масел И-Т-Д-680(Мо) и И-Т-Д-1000(С) содержание воды - соответственно отсутствие и следы. 2. [*] - показатель не нормируется, определение обязательно. | ||
Масла для прокатных станов
В данную группу входят масла, применяемые в современных прокатных станах, которые оборудованы циркуляционными смазочными системами с трубопроводами большой протяженности. Из-за разветвленности циркуляционной системы с маслопроводами малых сечений, а также возможного попадания в масло воды к антиокислительной стабильности и деэмульгирующей способности масла предъявляют повышенные требования. Условия работы по нагрузкам и скоростям прокатных станов настолько разнообразны, что для них необходим весьма широкий ассортимент смазочных материалов. Наметившаяся тенденция повышения нагрузок и скоростей при прокатке металлов обусловили улучшение эксплуатационных свойств масел для тяжелонагруженных подшипников жидкостного трения (ПЖТ) валков прокатных станов путем введения функциональных присадок. При этом масла с присадками наряду с повышенной несущей способностью должны иметь антиокислнтельные, антикоррозионные и деэмульгирующие свойства. Применение таких масел позволяет увеличить производительность прокатных станов и ресурс работы подшипников жидкостного трения.
Разработаны и допущены к применению три марки масел, различающиеся уровнем вязкости при 100 °С: И46ПВ, И220ПВ, И460ПВ. Для прокатного оборудования вырабатывают масла без присадок вязкостью при 100 °С от 11 до 40 мм2/с и легированные.
Масла без присадок
Вапора облегченные 13, 25, 30 (ТУ 38.101361-73) получают смешением высоковязкого остаточного масла (цилиндрового тяжелого 52, см. ниже) с индустриальными маслами общего назначения без присадок И-20А и И-40А или путем очистки масляного полугудрона малосернистых нефтей. Применяют для прокатного оборудования при давлениях на поверхностях трения 60-120*103 Н.
Масло ПС-28 (ГОСТ 12672-77) - остаточное масло из сернистых нефтей селективной очистки; получают смешением высоковязкого остаточного компонента из деасфальтизата первой и второй ступеней. Применяют для редукторов и тяжелонагруженных узлов прокатного оборудования, для оборудования шинных заводов и др.
Масло базовое остаточное И 460А (ТУ 38.1011167-88) - высоковязкое масло глубокой селективной очистки из западносибирских нефтей. Предназначено для получения индустриальных масел с присадками И-100Р(С), И-Т-С-320(мт), И 460ПВ и др. По согласованию с потребителем масло И 460А может применяться для смазывания промышленного оборудования наряду и взамен масла ПС-28 по ГОСТ 12672-77.
Масло П-40 (ТУ 38.101312-78) - высоковязкое остаточное масло из сернистых нефтей селективной очистки. Предназначено для редукторов тяжелых прокатных станов и других тяжелонагруженных механизмов, для которых требуется высоковязкое очищенное масло.
Характеристики масел без присадок для прокатных станов
| Показатели | Вапора облегченные | ПС-28 | И460Д | П-40 | ||
| 13 | 25 | 30 | Обозначение по ГОСТ 17479.4-87 | |||
| И-Т-А-460 | И-Т-А-460 | И-Т-А-680 | ||||
| Плотность при 20 °С, кг/м3 | - | - | - | 930 | 912 | - |
| Вязкость кинематическая при 40 °С, мм2/с | - | - | - | - | 350-500 | - |
| при 100 °С | 11,4-14,5 | 24,5-27,0 | 30,0-33,0 | 26,0-30,0 | 24,0-27,0 | 32,0-44,0 |
| Индекс вязкости, не менее | - | - | - | 80 | 83 | 80 |
| Кислотное число, мг КОН/г, не более | - | - | - | 0,02 | 0,02 | 0,02 |
| Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже | 180 | 190 | 190 | 250 | 270 | 280 |
| застывания, не выше | -10 | -10 | -5 | -10 | -10 | -10 |
| Массовая доля, %, не более: воды | 0,06 | 0,06 | 0,06 | Отсутствие | Следы | |
| механических примесей | 0,01 | 0,01 | 0,01 | Отсутствие | ||
| серы | - | - | - | 1,5 | 1,1 | 1,8 |
| Коксуемость, %, не более | 2,0 | 2,0 | 2,5 | - | 0,8 | 1,6 |
| Цвет, ед. ЦНТ, не более | - | - | - | - | 6,0 | - |
| Стабильность против окисления: приращение кислотного числа, мг КОН/г, не более | - | - | - | - | 0,16 | - |
| приращение смол, %, не более | - | - | - | - | 4,0 | - |
| Примечания. 1. Зольность запоров че более 0,015 %. 2. Масла ПС-28 и П-40 испытало на коррозию стальных пластинок выдерживают. | ||||||
Легированные масла
Масла И 46ПВ, И 220ПВ, И 460ПВ (ТУ 38.101908-85) -нефтяные масла селективной очистки, в основном из сернистых нефтей, с присадками, улучшающими защитные, антиокислительные, деэмульгирующие и антипенные свойства. Предназначены для смазывания подшипников жидкостного трения (ПЖТ) прокатных станов.
Масло И-100Р(С) (ТУ 38.101901-86) - смесь остаточного и дистиллятного масел из сернистых нефтей селективной очистки с присадками, улучшающими противозадирные и депрессорные свойства. Предназначено для смазывания тяжелонагруженных зубчатых передач прокатных станов.
Характеристики легированных масел для прокатных станов
| Показатели | И46ПВ | И 220ПВ | И 460ПВ | И-100Р(С) |
| ОбоэначениепоГОСТ17479.4-87 | ||||
| И-Т-В-46 | И-Т-В-220 | И-Т-В-460 | И-Т-Д-100(пр) | |
| Плотность при 20 °С, кг/м3 | 890 | 900 | 920 | 900 |
| Вязкость кинематическая при 40 °С, мм2/с | 41,5-50,5 | 198-242 | 414-520 | 90-110 |
| при 100 °С | 6,5-7,5 | 17,5-20,0 | 26,0-31,0 | - |
| Индекс вязкости, не менее | 98 | 95 | 90 | 87 |
| Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже | 180 | 220 | 240 | 200 |
| застывания, не выше | -10 | -10 | -10 | -10 |
| Кислотное число, мг КОН/г, не более | 0,1-0,3 | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | <=0,3 |
| Массовая доля, %, не более: механических примесей | 0,007 | 0,010 | 0,015 | 0,007 |
| воды | Отсутствие | Следы | ||
| Коксуемость, %, не более | 0,2 | 0,5 | 1,0 | - |
| Антикоррозионные свойства: степень коррозии | Отсутствие | - | ||
| Испытание на коррозию меди и стали | - | - | - | Выдерживает |
| Деэмульгирующие свойства: время расслоения эмульсии, мин, не более | 20 | 20 | 40 | - |
| объем слоев (масло- вода- эмульсия), см3, не более | (40-37-3) | (40-37-3) | (40-37-3) | - |
| Стабильность против окисления: изменение вязкости, %, не более | 5 | 10 | 10 | - |
| изменение кислотного числа, мг КОН/г, не более | 0,10 | 0,15 | 0,40 | - |
| Примечания. 1. Для всех марок масел И-Т-В содержание механических примесей при заказе для импортных станов - отсутствие; наличие абразивных веществ в маслах не допускается. 2. Стабильность против окисления гарантируется заводом-изготовителем и определяется два раза в год в ОАО "СвНИИНП". | ||||
