任務(wù)６　 傳動裝置 （減速器） 的潤滑與密封

任務(wù)６傳動裝置（減速器）的潤滑與密封子任務(wù)１概述子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑子任務(wù)３潤滑劑的選擇子任務(wù)４減速器的密封返回子任務(wù)１概述對傳動裝置（減速器）進行潤滑，其主要作用有以下幾方面：（１）減少摩擦，降低磨損。一般金屬或非金屬直接接觸時產(chǎn)生干摩擦，其摩擦因數(shù)為０.１０～０.１５。加入潤滑劑后，它在摩擦表面形成一層薄膜，可防止金屬直接接觸，從而大大減少零部件的摩擦和磨損。若液體潤滑劑形成的油膜能完全把兩接觸表面隔開，則形成液體摩擦，其摩擦因數(shù)小于０.００１～０.０１０；在半液體摩擦和邊界摩擦?xí)r，其摩擦因數(shù)也僅為０.０５。（２）降溫冷卻。運動副運動時必須克服摩擦力而做功，消耗的功轉(zhuǎn)化為熱量，其結(jié)果是引起運動副溫度升高。潤滑后摩擦因數(shù)大為降低，其摩擦熱減少；而且對于液體潤滑劑，由于其具有流動性，故可及時帶走摩擦熱量，保證運動副的溫度不會升得過高。下一頁返回子任務(wù)１概述（３）防止腐蝕。潤滑劑中都含有防腐、防銹添加劑，潤滑劑覆蓋在運動副表面時，就可避免或減少由腐蝕引起的損壞。（４）減振作用。潤滑劑都具有在金屬表面附著的能力，且本身的剪切阻力小，所以在運動副表面受到?jīng)_擊載荷時，潤滑劑具有吸振的能力。（５）密封作用。半固體潤滑劑具有自封的作用，一方面可以防止?jié)櫥瑒┝魇В硪环矫婵梢苑乐顾趾碗s質(zhì)的侵入。本任務(wù)以減速器為例講述機械傳動裝置的潤滑與密封。上一頁返回子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑６.２.１齒輪和蝸桿傳動的潤滑齒輪減速器中，除少數(shù)低速（ｖ＜０.５ｍ／ｓ）小型減速器采用脂潤滑外，絕大多數(shù)減速器的齒輪都采用油潤滑，其主要潤滑方式如下。１.浸油潤滑對于齒輪圓周速度ｖ≤１２ｍ／ｓ的齒輪傳動可采用浸油潤滑，即將齒輪浸入油中，當齒輪回轉(zhuǎn)時粘在其上的油液被帶到嚙合區(qū)進行潤滑，同時油池的油被甩上箱壁，有助于散熱。為避免浸油潤滑的攪油功耗太大及保證輪齒嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺，一般浸油深度以浸油齒輪的一個齒高為宜，速度高的齒輪的浸油深度還可淺些（約為０.７倍齒高），但不應(yīng)少于１０ｍｍ；對于錐齒輪則應(yīng)將整個齒寬（至少是半個齒寬）浸入油中。下一頁返回子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑蝸桿減速器中，蝸桿圓周速度ｖ≤１０ｍ／ｓ時可以采用浸油潤滑。當蝸桿下置時，油面高度約為浸入蝸桿螺紋的牙高，但一般不應(yīng)超過支承蝸桿滾動軸承的最低滾珠中心，以免增加功耗。但如果因滿足后者而使蝸桿未能浸入油中（或浸油深度不足），則可在蝸桿軸兩側(cè)分別裝上濺油輪，使其浸入油中，旋轉(zhuǎn)時將油甩到蝸桿端面上，而后流入嚙合區(qū)進行潤滑。當蝸桿在上時，蝸輪浸入油中，其浸入深度以一個齒高（或超過齒高不多）為宜。為了避免浸油潤滑的攪油功耗太大及保證輪齒嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺，合適的浸油深度見表６－２－１。對蝸桿減速器，當蝸桿圓周速度ｖ≤４～５ｍ／ｓ時，建議蝸桿置于下方（下置式）；當ｖ＞５ｍ／ｓ時，建議蝸桿置于上方（上置式）。上一頁下一頁返回子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑浸油潤滑的油池應(yīng)保持一定的深度和儲油量。油池太淺易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨損，也不易散熱。一般齒頂圓至油池底面的距離在３０～５０ｍｍ，如圖６－２－１所示。２.噴油潤滑當齒輪圓周速度ｖ＞１２ｍ／ｓ或蝸桿圓周速度ｖ＞１０ｍ／ｓ時，則不宜采用浸油潤滑，因為粘在齒輪上的油會被離心力甩出而送不到嚙合區(qū)，而且攪動太大會使油溫升高，產(chǎn)生泡沫和氧化等現(xiàn)象降低潤滑性能。此時宜用噴油潤滑，即利用油泵（壓力０.０５～０.３０ＭＰａ）借助管子將潤滑油從噴嘴直接噴到嚙合面上（見圖６－２－２），噴油孔的距離應(yīng)沿齒輪寬度均勻分布。上一頁下一頁返回子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑６.２.２滾動軸承的潤滑滾動軸承通常采用油潤滑或脂潤滑。減速器中的滾動軸承常用減速器內(nèi)用于潤滑齒輪（或蝸輪）的油來潤滑，其常用的潤滑方法有以下幾種。１.飛濺潤滑減速器中只要有一個浸油齒輪的圓周速度ｖ≥１.５～２.０ｍ／ｓ，就可以采用飛濺潤滑。當圓周速度ｖ＞３ｍ／ｓ時，飛濺的油可形成油霧并能直接濺入軸承室。有時由于圓周速度尚不夠大或油的黏度較大，不易形成油霧，此時為使?jié)櫥煽?，常在箱座接合面上制出輸油溝，讓濺到箱蓋內(nèi)壁上的油匯集在油溝內(nèi)，然后流入軸承室進行潤滑，如圖６－２－３所示。在圖６－２－３中，在箱蓋內(nèi)壁與其接合面相接觸處須制出倒棱，以便于油液流入油溝。上一頁下一頁返回子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑２.刮板潤滑當浸入油中齒輪的圓周速度ｖ＜１.５～２.０ｍ／ｓ時，油飛濺不起來；下置式蝸桿的圓周速度即使大于２ｍ／ｓ，但因蝸桿的位置太低，且與蝸輪軸線成空間垂直方向安置，故飛濺的油難以進入蝸輪軸承，此時可采用刮板潤滑，如圖６－２－４所示。圖６－２－４中則把刮下的油直接送入軸承。３.浸油潤滑下置式蝸桿的軸承常浸在油中潤滑。此時，油面一般不應(yīng)高于軸承最下面滾動體的中心，以免油攪動的功率損耗太大。４.潤滑脂潤滑當減速器中浸油齒輪圓周速度太低（ｖ＜１.５～２.０ｍ／ｓ）時，油難以飛濺形成油霧，或難以導(dǎo)入軸承，或難以使軸承浸油潤滑時，可采用潤滑脂潤滑。上一頁下一頁返回子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑脂潤滑方式較簡單，密封和維護方便，只需在初裝配時和每隔一定時期（通常每年１～２次）將潤滑脂填充到軸承室即可（添加周期見表６－２－２）。但潤滑脂黏性大，高速時摩擦損失大，散熱效果較差，且潤滑脂在較高溫度時易變稀而流失。所以，脂潤滑只適用于軸頸轉(zhuǎn)速低、溫度不高的場合。填入軸承室中的潤滑脂應(yīng)當適量，過多易發(fā)熱，過少則達不到預(yù)期的潤滑效果。通常以填滿軸承室空間的１／３～１／２為宜。填入量與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速較高（ｎ＝１５００～３０００ｒ／ｍｉｎ）時，一般不應(yīng)超過１／３；轉(zhuǎn)速較低（ｎ＜３００ｒ／ｍｉｎ）或潤滑脂易于流失時，填充量可適當多一些，但不應(yīng)超過軸承室空間的２／３。添脂時，可拆去軸承蓋，也可采用添加潤滑脂的裝置，如旋蓋式油杯（見圖６－２－５）和壓注油杯（見圖６－２－６）等。上一頁下一頁返回子任務(wù)２傳動裝置（減速器）的潤滑選擇滾動軸承潤滑方式時，ｄｎ值（ｄ為軸承內(nèi)徑，ｎ為轉(zhuǎn)速）是一個重要參數(shù)。表６－２－３所示為各種潤滑方式許用的ｄｎ值的大致范圍，供選擇潤滑方式時作參考。６.２.３鏈傳動的潤滑鏈傳動的潤滑十分重要，對高速重載的鏈傳動的潤滑更重要。良好的潤滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長鏈條的使用壽命。滾子鏈的潤滑方式和供油量見表６－２－４。常見的潤滑方式的選擇如圖６－２－７所示。上一頁返回子任務(wù)３潤滑劑的選擇潤滑劑的選擇與傳動類型、載荷性質(zhì)、工作條件、轉(zhuǎn)動速度等多種因素有關(guān)，一般按下述原則選擇。６.３.１潤滑油的選擇減速器中齒輪、蝸輪蝸桿和軸承大多依靠箱體中的油進行潤滑，這時潤滑油的選擇主要考慮箱內(nèi)傳動零件的工作條件，適當考慮軸承的工作情況。對于閉式齒輪傳動，潤滑油黏度推薦值見表６－３－１。對于蝸桿傳動，潤滑油黏度推薦值見表６－３－２。下一頁返回子任務(wù)３潤滑劑的選擇６.３.２潤滑脂的選擇潤滑脂主要用于減速器中滾動軸承的潤滑，也用于開式齒輪傳動和開式蝸桿傳動的潤滑。潤滑脂主要根據(jù)工作溫度和工作環(huán)境選擇。球軸承用潤滑脂的選擇見表６－３－３。滾子軸承用潤滑脂的選擇見表６－３－４。上一頁返回子任務(wù)４減速器的密封６.４.１軸伸出處的密封軸伸出處密封的作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕，防止?jié)櫥停ㄖ┞┏龊妥柚瓜渫怆s質(zhì)、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕。１.氈圈式密封如圖６－４－１所示，利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對軸的壓緊作用，獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)、灰塵等侵入軸承室的密封效果。將壓板壓在毛氈圈上，便于調(diào)整徑向密封力和更換氈圈。氈圈式密封結(jié)構(gòu)簡單、價格價廉，但對軸頸接觸面的摩擦較嚴重，主要用于脂潤滑以及密封處軸頸圓周速度較低（一般不超過４～５ｍ／ｓ）的油潤滑。下一頁返回子任務(wù)４減速器的密封２.唇形密封圈密封唇形密封圈具有自密封作用，依靠工作壓力作用在唇部，使唇部壓緊密封偶合面，這種方式能夠自動補償磨損量。其工作壓力來源于預(yù)緊力和流體工作壓力，主要用于往復(fù)運動密封，且只能單向密封，需要進行雙向密封時則需要兩個密封圈配套使用。此種密封圈的溝槽尺寸較大。唇形密封圈有Ｙ形、Ｖ形、Ｕ形和蕾形、Ｊ形、Ｌ形等。３.間隙式密封間隙式密封裝置結(jié)構(gòu)簡單、軸頸圓周速度一般并無特定的限制，但這種密封不夠可靠，適用于脂潤滑、油潤滑且工作環(huán)境清潔的軸承。上一頁下一頁返回子任務(wù)４減速器的密封４.離心式密封在軸上安裝甩油環(huán)以及在軸上開出溝槽，利用離心力把欲向外流失的油沿徑向甩開而流回，如圖６－４－２所示。這種結(jié)構(gòu)常和間隙式密封聯(lián)合使用，只適用于圓周速度ｖ≥５ｍ／ｓ的油潤滑。５.迷宮式密封如圖６－４－３所示，利用轉(zhuǎn)動元件與固定元件間所構(gòu)成的曲折、狹小縫隙及通過使縫隙內(nèi)充滿油脂來實現(xiàn)密封的方式稱為迷宮式密封。按狹縫曲折的基本方向可分為徑向（見圖６－４－３（ａ））和軸向（見圖６－４－３（ｂ））密封兩類。迷宮式密封對油潤滑和脂潤滑均同樣有效，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，適用于高速場合上一頁下一頁返回子任務(wù)４減速器的密封６.４.２軸承室內(nèi)側(cè)的密封軸承室內(nèi)側(cè)的密封按其作用可分為封油環(huán)和擋油環(huán)兩種。１.封油環(huán)封油環(huán)用于脂潤滑軸承，其作用是使軸承室與箱體內(nèi)部隔開，防止軸承內(nèi)的油脂流入箱體內(nèi)及箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承室而稀釋、帶走油脂。封油環(huán)密封裝置如圖６－４－４所示。圖６－４－４（ａ）～圖６－４－４（ｃ）所示均為固定式封油環(huán)；圖６－４－４（ｄ）和圖６－４－４（ｅ）所示為旋轉(zhuǎn)式封油環(huán)，它利用離心力作用甩掉從箱壁流下來的油以及飛濺起來的油和雜質(zhì)，其封油效果比固定式更好，是最常用的封油裝置。封油環(huán)制成齒狀，封油效果更好，其結(jié)構(gòu)尺寸和安裝方式請參見圖６－４－４（ｆ）。上一頁下一頁返回子任務(wù)４減速器的密封２.擋油環(huán)擋油環(huán)用于油潤滑軸承，其作用是防止過多的油和雜質(zhì)進入軸承室內(nèi)以及嚙合處的熱油沖入軸承內(nèi)，如圖６－４－５所示。擋油環(huán)與軸承座孔之間應(yīng)留有不大的間隙，以便讓一定量的油能濺入軸承室進行潤滑。６.４.３箱蓋與箱座接合面的密封箱蓋與箱座接合面以涂密封膠密封最為普遍，也有的在箱座接合面上同時開回油溝，讓滲入接合面間的油通過回油溝及回油道流回箱內(nèi)油池以增加其密封效果。上一頁下一頁返回子任務(wù)４減速器的密封６.４.４其他部位的密封檢查孔蓋板、排油螺塞、油標與箱體的接合面間均需加紙封油墊或皮封油圈密封。螺釘式軸承端蓋與箱體之間需加密封墊片密封，嵌入式軸承端蓋與箱體間常用Ｏ形橡膠密封圈密封防漏。上一頁返回表6-2-1浸油潤滑時推薦的浸油深度返回圖6-2-1浸油潤滑返回圖6-2-2壓力噴油潤滑返回圖6-2-3飛濺潤滑返回圖6-2-4刮板潤滑返回表6-2-2加脂周期推薦表返回圖6-2-5旋蓋式油杯返回圖6-2-6壓配式壓注油杯返回表6-2