任务６　 传动装置 （减速器） 的润滑与密封

任务６传动装置（减速器）的润滑与密封子任务１概述子任务２传动装置（减速器）的润滑子任务３润滑剂的选择子任务４减速器的密封返回子任务１概述对传动装置（减速器）进行润滑，其主要作用有以下几方面：（１）减少摩擦，降低磨损。一般金属或非金属直接接触时产生干摩擦，其摩擦因数为０.１０～０.１５。加入润滑剂后，它在摩擦表面形成一层薄膜，可防止金属直接接触，从而大大减少零部件的摩擦和磨损。若液体润滑剂形成的油膜能完全把两接触表面隔开，则形成液体摩擦，其摩擦因数小于０.００１～０.０１０；在半液体摩擦和边界摩擦时，其摩擦因数也仅为０.０５。（２）降温冷却。运动副运动时必须克服摩擦力而做功，消耗的功转化为热量，其结果是引起运动副温度升高。润滑后摩擦因数大为降低，其摩擦热减少；而且对于液体润滑剂，由于其具有流动性，故可及时带走摩擦热量，保证运动副的温度不会升得过高。下一页返回子任务１概述（３）防止腐蚀。润滑剂中都含有防腐、防锈添加剂，润滑剂覆盖在运动副表面时，就可避免或减少由腐蚀引起的损坏。（４）减振作用。润滑剂都具有在金属表面附着的能力，且本身的剪切阻力小，所以在运动副表面受到冲击载荷时，润滑剂具有吸振的能力。（５）密封作用。半固体润滑剂具有自封的作用，一方面可以防止润滑剂流失，另一方面可以防止水分和杂质的侵入。本任务以减速器为例讲述机械传动装置的润滑与密封。上一页返回子任务２传动装置（减速器）的润滑６.２.１齿轮和蜗杆传动的润滑齿轮减速器中，除少数低速（ｖ＜０.５ｍ／ｓ）小型减速器采用脂润滑外，绝大多数减速器的齿轮都采用油润滑，其主要润滑方式如下。１.浸油润滑对于齿轮圆周速度ｖ≤１２ｍ／ｓ的齿轮传动可采用浸油润滑，即将齿轮浸入油中，当齿轮回转时粘在其上的油液被带到啮合区进行润滑，同时油池的油被甩上箱壁，有助于散热。为避免浸油润滑的搅油功耗太大及保证轮齿啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，一般浸油深度以浸油齿轮的一个齿高为宜，速度高的齿轮的浸油深度还可浅些（约为０.７倍齿高），但不应少于１０ｍｍ；对于锥齿轮则应将整个齿宽（至少是半个齿宽）浸入油中。下一页返回子任务２传动装置（减速器）的润滑蜗杆减速器中，蜗杆圆周速度ｖ≤１０ｍ／ｓ时可以采用浸油润滑。当蜗杆下置时，油面高度约为浸入蜗杆螺纹的牙高，但一般不应超过支承蜗杆滚动轴承的最低滚珠中心，以免增加功耗。但如果因满足后者而使蜗杆未能浸入油中（或浸油深度不足），则可在蜗杆轴两侧分别装上溅油轮，使其浸入油中，旋转时将油甩到蜗杆端面上，而后流入啮合区进行润滑。当蜗杆在上时，蜗轮浸入油中，其浸入深度以一个齿高（或超过齿高不多）为宜。为了避免浸油润滑的搅油功耗太大及保证轮齿啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，合适的浸油深度见表６－２－１。对蜗杆减速器，当蜗杆圆周速度ｖ≤４～５ｍ／ｓ时，建议蜗杆置于下方（下置式）；当ｖ＞５ｍ／ｓ时，建议蜗杆置于上方（上置式）。上一页下一页返回子任务２传动装置（减速器）的润滑浸油润滑的油池应保持一定的深度和储油量。油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损，也不易散热。一般齿顶圆至油池底面的距离在３０～５０ｍｍ，如图６－２－１所示。２.喷油润滑当齿轮圆周速度ｖ＞１２ｍ／ｓ或蜗杆圆周速度ｖ＞１０ｍ／ｓ时，则不宜采用浸油润滑，因为粘在齿轮上的油会被离心力甩出而送不到啮合区，而且搅动太大会使油温升高，产生泡沫和氧化等现象降低润滑性能。此时宜用喷油润滑，即利用油泵（压力０.０５～０.３０ＭＰａ）借助管子将润滑油从喷嘴直接喷到啮合面上（见图６－２－２），喷油孔的距离应沿齿轮宽度均匀分布。上一页下一页返回子任务２传动装置（减速器）的润滑６.２.２滚动轴承的润滑滚动轴承通常采用油润滑或脂润滑。减速器中的滚动轴承常用减速器内用于润滑齿轮（或蜗轮）的油来润滑，其常用的润滑方法有以下几种。１.飞溅润滑减速器中只要有一个浸油齿轮的圆周速度ｖ≥１.５～２.０ｍ／ｓ，就可以采用飞溅润滑。当圆周速度ｖ＞３ｍ／ｓ时，飞溅的油可形成油雾并能直接溅入轴承室。有时由于圆周速度尚不够大或油的黏度较大，不易形成油雾，此时为使润滑可靠，常在箱座接合面上制出输油沟，让溅到箱盖内壁上的油汇集在油沟内，然后流入轴承室进行润滑，如图６－２－３所示。在图６－２－３中，在箱盖内壁与其接合面相接触处须制出倒棱，以便于油液流入油沟。上一页下一页返回子任务２传动装置（减速器）的润滑２.刮板润滑当浸入油中齿轮的圆周速度ｖ＜１.５～２.０ｍ／ｓ时，油飞溅不起来；下置式蜗杆的圆周速度即使大于２ｍ／ｓ，但因蜗杆的位置太低，且与蜗轮轴线成空间垂直方向安置，故飞溅的油难以进入蜗轮轴承，此时可采用刮板润滑，如图６－２－４所示。图６－２－４中则把刮下的油直接送入轴承。３.浸油润滑下置式蜗杆的轴承常浸在油中润滑。此时，油面一般不应高于轴承最下面滚动体的中心，以免油搅动的功率损耗太大。４.润滑脂润滑当减速器中浸油齿轮圆周速度太低（ｖ＜１.５～２.０ｍ／ｓ）时，油难以飞溅形成油雾，或难以导入轴承，或难以使轴承浸油润滑时，可采用润滑脂润滑。上一页下一页返回子任务２传动装置（减速器）的润滑脂润滑方式较简单，密封和维护方便，只需在初装配时和每隔一定时期（通常每年１～２次）将润滑脂填充到轴承室即可（添加周期见表６－２－２）。但润滑脂黏性大，高速时摩擦损失大，散热效果较差，且润滑脂在较高温度时易变稀而流失。所以，脂润滑只适用于轴颈转速低、温度不高的场合。填入轴承室中的润滑脂应当适量，过多易发热，过少则达不到预期的润滑效果。通常以填满轴承室空间的１／３～１／２为宜。填入量与转速有关，转速较高（ｎ＝１５００～３０００ｒ／ｍｉｎ）时，一般不应超过１／３；转速较低（ｎ＜３００ｒ／ｍｉｎ）或润滑脂易于流失时，填充量可适当多一些，但不应超过轴承室空间的２／３。添脂时，可拆去轴承盖，也可采用添加润滑脂的装置，如旋盖式油杯（见图６－２－５）和压注油杯（见图６－２－６）等。上一页下一页返回子任务２传动装置（减速器）的润滑选择滚动轴承润滑方式时，ｄｎ值（ｄ为轴承内径，ｎ为转速）是一个重要参数。表６－２－３所示为各种润滑方式许用的ｄｎ值的大致范围，供选择润滑方式时作参考。６.２.３链传动的润滑链传动的润滑十分重要，对高速重载的链传动的润滑更重要。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。滚子链的润滑方式和供油量见表６－２－４。常见的润滑方式的选择如图６－２－７所示。上一页返回子任务３润滑剂的选择润滑剂的选择与传动类型、载荷性质、工作条件、转动速度等多种因素有关，一般按下述原则选择。６.３.１润滑油的选择减速器中齿轮、蜗轮蜗杆和轴承大多依靠箱体中的油进行润滑，这时润滑油的选择主要考虑箱内传动零件的工作条件，适当考虑轴承的工作情况。对于闭式齿轮传动，润滑油黏度推荐值见表６－３－１。对于蜗杆传动，润滑油黏度推荐值见表６－３－２。下一页返回子任务３润滑剂的选择６.３.２润滑脂的选择润滑脂主要用于减速器中滚动轴承的润滑，也用于开式齿轮传动和开式蜗杆传动的润滑。润滑脂主要根据工作温度和工作环境选择。球轴承用润滑脂的选择见表６－３－３。滚子轴承用润滑脂的选择见表６－３－４。上一页返回子任务４减速器的密封６.４.１轴伸出处的密封轴伸出处密封的作用是使滚动轴承与箱外隔绝，防止润滑油（脂）漏出和阻止箱外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀。１.毡圈式密封如图６－４－１所示，利用矩形截面的毛毡圈嵌入梯形槽中所产生的对轴的压紧作用，获得防止润滑油漏出和外界杂质、灰尘等侵入轴承室的密封效果。将压板压在毛毡圈上，便于调整径向密封力和更换毡圈。毡圈式密封结构简单、价格价廉，但对轴颈接触面的摩擦较严重，主要用于脂润滑以及密封处轴颈圆周速度较低（一般不超过４～５ｍ／ｓ）的油润滑。下一页返回子任务４减速器的密封２.唇形密封圈密封唇形密封圈具有自密封作用，依靠工作压力作用在唇部，使唇部压紧密封偶合面，这种方式能够自动补偿磨损量。其工作压力来源于预紧力和流体工作压力，主要用于往复运动密封，且只能单向密封，需要进行双向密封时则需要两个密封圈配套使用。此种密封圈的沟槽尺寸较大。唇形密封圈有Ｙ形、Ｖ形、Ｕ形和蕾形、Ｊ形、Ｌ形等。３.间隙式密封间隙式密封装置结构简单、轴颈圆周速度一般并无特定的限制，但这种密封不够可靠，适用于脂润滑、油润滑且工作环境清洁的轴承。上一页下一页返回子任务４减速器的密封４.离心式密封在轴上安装甩油环以及在轴上开出沟槽，利用离心力把欲向外流失的油沿径向甩开而流回，如图６－４－２所示。这种结构常和间隙式密封联合使用，只适用于圆周速度ｖ≥５ｍ／ｓ的油润滑。５.迷宫式密封如图６－４－３所示，利用转动元件与固定元件间所构成的曲折、狭小缝隙及通过使缝隙内充满油脂来实现密封的方式称为迷宫式密封。按狭缝曲折的基本方向可分为径向（见图６－４－３（ａ））和轴向（见图６－４－３（ｂ））密封两类。迷宫式密封对油润滑和脂润滑均同样有效，但结构较复杂，适用于高速场合上一页下一页返回子任务４减速器的密封６.４.２轴承室内侧的密封轴承室内侧的密封按其作用可分为封油环和挡油环两种。１.封油环封油环用于脂润滑轴承，其作用是使轴承室与箱体内部隔开，防止轴承内的油脂流入箱体内及箱体内润滑油溅入轴承室而稀释、带走油脂。封油环密封装置如图６－４－４所示。图６－４－４（ａ）～图６－４－４（ｃ）所示均为固定式封油环；图６－４－４（ｄ）和图６－４－４（ｅ）所示为旋转式封油环，它利用离心力作用甩掉从箱壁流下来的油以及飞溅起来的油和杂质，其封油效果比固定式更好，是最常用的封油装置。封油环制成齿状，封油效果更好，其结构尺寸和安装方式请参见图６－４－４（ｆ）。上一页下一页返回子任务４减速器的密封２.挡油环挡油环用于油润滑轴承，其作用是防止过多的油和杂质进入轴承室内以及啮合处的热油冲入轴承内，如图６－４－５所示。挡油环与轴承座孔之间应留有不大的间隙，以便让一定量的油能溅入轴承室进行润滑。６.４.３箱盖与箱座接合面的密封箱盖与箱座接合面以涂密封胶密封最为普遍，也有的在箱座接合面上同时开回油沟，让渗入接合面间的油通过回油沟及回油道流回箱内油池以增加其密封效果。上一页下一页返回子任务４减速器的密封６.４.４其他部位的密封检查孔盖板、排油螺塞、油标与箱体的接合面间均需加纸封油垫或皮封油圈密封。螺钉式轴承端盖与箱体之间需加密封垫片密封，嵌入式轴承端盖与箱体间常用Ｏ形橡胶密封圈密封防漏。上一页返回表6-2-1浸油润滑时推荐的浸油深度返回图6-2-1浸油润滑返回图6-2-2压力喷油润滑返回图6-2-3飞溅润滑返回图6-2-4刮板润滑返回表6-2-2加脂周期推荐表返回图6-2-5旋盖式油杯返回图6-2-6压配式压注油杯返回表6-2