Wykład 12 (smarowanie przekładni okrętowych)

SMAROWANIE PRZEKŁADNI
Dla zmniejszenia strat energii i oporów ruchu, ale również i
zmniejszenia intensywności zużycia ściernego powierzchni
trących, zabezpieczenia od zatarcia, korozji oraz lepszego
odprowadzania ciepła w przekładniach stosuje się
smarowanie.
1
Pomiędzy współpracującymi elementami może zachodzić
tarcie suche, graniczne lub płynne, przy czym ostatni rodzaj
zachodzi jeśli zostaną stworzone odpowiednie warunki
konstrukcyjne i kinematyczne.
tarcie suche (technicznie suche)
tarcie graniczne
tarcie płynne
smar płynny
2
Warunkiem dobrego smarowania jest duża przyczepność
smaru (adhezja) do przesuwających się powierzchni oraz
utrzymanie się między nimi pewnej grubości warstwy smaru,
która powinna utrzymywać się niezależnie od prędkości
poślizgu, wielkości nacisku i temperatury.
3
Przy doborze czynnika smarującego bierze się pod uwagę
jego lepkość i smarność.
Rodzaj czynnika smarnego dobiera się na podstawie
doświadczeń eksploatacyjnych, przy czym pod uwagę brane
są dwie podstawowe zasady:
¾ im większa jest prędkość obwodowa kół, tym lepkość
smaru powinna być mniejsza,
¾ im większe jest obciążenie kół (siły międzyzębne), tym
większa powinna być lepkość smaru.
4
Dlatego też lepkość smaru dobiera się w zależności od
prędkości obwodowej kół zębatych i nacisków
międzyzębnych.
W miarę wzrostu temperatury, jaka powstaje w wyniku tarcia,
lepkość czynnika smarnego maleje i to tym gwałtowniej, im
początkowo lepkość miała wyższą wartość.
lepkość
lepkość
Ten fakt również musi być brany pod uwagę, przy doborze
czynnika smarnego.
temperatura
ciśnienie
5
Podczas pracy zęby kół odkształcają się w momencie
zazębiania się pary zębów.
Wówczas wierzchołek zęba koła napędzanego zgarnia
czynnik smarujący z powierzchni zęba koła napędzającego.
Może to utrudnić zaistnienie warunków sprzyjających
tworzeniu się zjawiska smarowania
elastrohydrodynamicznego EHD.
Dlatego też krawędź wierzchołka należy zaokrąglić
promieniem około 0,1÷0,15 modułu.
6
SYSTEMY SMAROWANIA
Rodzaj systemu smarowania przekładni zależy od warunków
pracy, a więc od wielkości nacisków międzyzębnych,
prędkości obwodowej V, temperatury T oraz przeznaczenia
przekładni.
V
d
7
W okrętownictwie stosuje się najczęściej dwa podstawowe
systemy smarowania:
¾ zanurzeniowe – gdy prędkość obwodowa V ≤ 12,5 m/s
(ale < 0,3),
¾ natryskowe (obiegowe) – gdy prędkość obwodowa V ≥
12,5 m/s.
Smarowanie może być także realizowane przez nakładanie
smaru półstałego za pomocą pędzla, smarowanie przy użyciu
oliwiarki czy tzw. smarowanie kroplowe.
8
9
10
Sposoby realizacji właściwego zanurzenia kół w
przekładni wielostopniowej
11
12
13
W przypadku smarowania zanurzeniowego czynnik smarny
powinien wypełniać miskę olejową (karter) tak, aby wieńce kół
zębatych były zanurzone w tym czynniku.
Podczas ruchu obrotowego kół zębatych czynnik smarny
zostaje „przechwycony” przez zęby wieńca i rozbity na drobne
kropelki.
Wewnątrz przestrzeni przekładni powstaje mieszanka
powietrzno olejowa, tzw. mgła olejowa, która pokrywa
powierzchnie elementów znajdujących się w skrzyni
(dodatkowo może zapewnić smarowanie łożysk).
Przy smarowaniu zanurzeniowym poziom oleju powinien być
taki, aby koło było zanurzone w oleju, jednakże należy unikać
zbyt wysokiego poziomu oleju, gdyż koło natrafiając na
nadmierny opór powoduje dodatkowe straty energetyczne.
14
Przy zbyt dużej prędkości obwodowej V siła odśrodkowa
oleju:
Podsr
m⋅v
=
r
2
może przekroczyć wartość siły przyczepności.
Wówczas czynnik smarny zostanie odrzucony z powierzchni
smarnych i zęby będą pracowały w niekorzystnych warunkach.
W takim przypadku stosujemy smarowanie obiegowe
(natryskowe).
15
16
W systemie obiegowym czynnik doprowadzany jest pod
ciśnieniem bezpośrednio na elementy współpracujące za
pośrednictwem układu zawierającego:
9 pompy,
9 filtry,
9 rurociągi (armatura),
9 dysze natryskowe,
9 a czasem układ chłodzenia.
Dobór czynnika smarującego zależy od prędkości obwodowej
V według zasady:
im wyższa prędkość obwodowa tym
mniejsza lepkość smaru
17
Przy dużych prędkościach obwodowych smarowanie powinno
odbywać się poprzez natryskiwanie cienkimi strumieniami
według zasady:
im wyższa prędkość obwodowa, tym cieńszy
powinien być strumień
Przy prędkościach ponad 20 m/s można uzyskać dostateczne
smarowanie przez doprowadzenie czynnika do powierzchni
czołowej zębów.
Wówczas czynnik zostaje odrzucony i rozbity o ściany
obudowy, a powstająca mgła olejowa w zupełności wystarcza
do smarowania zębów.
18