RU2624151C1

RU2624151C1 - Lubricating device of gearing

Info

Publication number: RU2624151C1
Application number: RU2016110687A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-06-30

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: lubricating device contains a complete oil bath with a liquid lubricant, in which the lubricated gears are shipped. Each wheel by its release during the rotation of the oil bath, is provided with a couple of scratchers, symmetrically adjacent to both its ends. Scrapers are strengthened motionless relative to the rotating wheel, above the upper level of the lubricant, with overlapping ends of the wheel and the circle described touch points rotating wheel ends with the upper level of the lubricant. The cross sections of the scrapers have the form of a triangle. The upper parts of the scrapers are located at an obtuse angle to the ends of the wheel, and the bottom parts of the scrapers are located at an acute angle to these ends.

EFFECT: increased quality of the gearing lubrication.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения и расположением валов в вертикальной плоскости.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears with crankcase lubrication by immersion and the location of the shafts in a vertical plane.

Известно смазочное устройство зубчатой передачи, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены смазываемые колеса передачи - см., например, Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика. Для студентов втузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с., ил., стр. 466.A lubricating gear transmission device is known comprising an oil bath with a liquid lubricant into which lubricated transmission wheels are immersed — see, for example, Iosilevich GB and other applied mechanics. For university students / G.B. Iosilevich, P.A. Lebedev, V.S. Strelyaev. - M.: Mechanical Engineering, 1985 .-- 576 p., Ill., P. 466.

Недостаток данной конструкции состоит в том, что при погружении зубчатых колес в ванну смачиваются жидким смазочным материалом не только боковые (рабочие) поверхности зубьев колеса, которые в работе колеса, сопрягаясь при его вращении с зубьями парного колеса, но и торцы колеса - торцы тела и торцы зубьев зубчатого венца; изначально, при погружении колеса в ванну без вращения, скачивается та часть поверхности колеса, которая погружена в ванну; при вращении колеса во время работы передачи эта смоченная часть перемещается по окружности колеса, при этом смазочный материал стекает с ранее смоченных участков поверхности колеса, смачивая остальные части торцов тела колеса площадь торцевых поверхностей колеса, погруженных в масляную ванну может быть значительной - так, например, глубина погружения тихоходного колеса в ванну может составлять 1/3 радиуса колеса - а этот радиус может быть немалым, особенно у колес большого диаметра. Колесо имеет две торцевые поверхности, таким образом, особенно у колес большого диаметра, суммарная площадь смачиваемых торцевых поверхностей, погруженных в ванну, может быть значительной. Вся эта смоченная поверхность, захватывая смазочный материал из ванны при вращении колеса, перемещает этот материал по направлению вращения смоченных поверхностей. Смазочный материал, захваченный из ванны и переносимый вращающимися торцами колеса, под действием силы тяжести стремится стечь с этих поверхностей обратно в ванну, смачивая при этом остальные части торцов колеса, которые в ванну не погружены. При вращении колеса происходит постоянное обновление слоя смазочного материала на торцах колеса, поэтому полностью стечь он с этих поверхностей не может. Таким образом, при вращении колеса, на его торцевых поверхностях постоянно находится достаточно большое количество (слой) смазочного материала (тем больше, чем больше диаметр колеса). Этот смазочный материал контактирует с окружающим воздухом, вследствие чего происходит окисление этого материала и ухудшение его эксплуатационных свойств. Если зубчатая передача находится в незакрытом корпусе (редукторе), то такое окисление будет интенсивным, кроме того, в этом случае происходит запыление и загрязнение смазочного слоя. Все это ухудшает смазывание передачи.The disadvantage of this design is that when the gears are immersed in the bath, not only the side (working) surfaces of the teeth of the wheel are wetted with liquid lubricant, which in the work of the wheel, mating during its rotation with the teeth of the pair of wheels, but also the ends of the wheel - the ends of the body and the ends of the teeth of the ring gear; initially, when the wheel is immersed in the bath without rotation, the part of the wheel surface that is immersed in the bath is downloaded; when the wheel rotates during transmission operation, this wetted part moves around the circumference of the wheel, while the lubricant drains from previously wetted parts of the wheel surface, wetting the remaining parts of the ends of the wheel body, the area of the end surfaces of the wheel immersed in the oil bath can be significant - for example, the depth of immersion of the slow-moving wheel in the bath can be 1/3 of the radius of the wheel - and this radius can be considerable, especially for large-diameter wheels. The wheel has two end surfaces, so, especially for large diameter wheels, the total area of wetted end surfaces immersed in the bath can be significant. This entire wetted surface, capturing lubricant from the bath when the wheel rotates, moves this material in the direction of rotation of the wetted surfaces. Lubricant captured from the bath and carried by the rotating ends of the wheel, under the action of gravity, tends to drain from these surfaces back into the bath, wetting the remaining parts of the ends of the wheel that are not immersed in the bath. When the wheel rotates, the lubricant layer at the wheel ends is constantly updated, therefore, it cannot completely drain from these surfaces. Thus, when the wheel rotates, a sufficiently large amount (layer) of lubricant is constantly located on its end surfaces (the larger, the larger the diameter of the wheel). This lubricant is in contact with the surrounding air, as a result of which the material is oxidized and its performance deteriorates. If the gear is in an open housing (gear), then this oxidation will be intense, in addition, in this case, dusting and contamination of the lubricant layer. All this worsens gear lubrication.

В качестве прототипа взята конструкция смазочного устройства зубчатой передачи по патенту на изобретение РФ №2568632, кл. F16H 57/04, опубл. 20.11.2015 г., Бюл. №32. Сущность его состоит в том, что смазочное устройство зубчатой передачи с картерным смазыванием методом погружения и расположением валов в вертикальной плоскости содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены нижерасположенные смазываемые зубчатые колеса. Каждое это зубчатое колесо снабжено скребками, примыкающими к его торцам и укрепленными неподвижно относительно вращающегося колеса; скребки расположены со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны, выше верхнего ее уровня, параллельно уровню, с перекрытием торцов колеса и окружностей, описываемых точками соприкосновения торцов колеса с верхним уровнем смазочного материала. Причем скребки в поперечном сечении имеют вид прямоугольного треугольника, нижние части скребков перпендикулярны торцам колеса, а верхние части скребков расположены под углом к этим торцам.As a prototype, the design of the gear lubrication device according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2568632, class. F16H 57/04, publ. November 20, 2015, Bull. Number 32. Its essence lies in the fact that the lubricating device of the gear transmission with crankcase lubrication by immersion and the location of the shafts in a vertical plane contains an oil bath with liquid lubricant into which the lower lubricated gear wheels are immersed. Each gear wheel is equipped with scrapers adjacent to its ends and fixed motionless relative to the rotating wheel; the scrapers are located on the exit side of the rotating wheel from the oil bath, above its upper level, parallel to the level, with overlapping wheel ends and circles described by the points of contact between the wheel ends and the upper level of the lubricant. Moreover, the scrapers in the cross section are in the form of a rectangular triangle, the lower parts of the scrapers are perpendicular to the ends of the wheel, and the upper parts of the scrapers are located at an angle to these ends.

Недостаток прототипа состоит в том, что выполнение нижних частей скребков перпендикулярными торцам колес, не обеспечивает качественного удаления смазочного материала с торцов колес, т.к. смазочный материал, снимаемый скребками с торцов колес, будет зависать на нижних поверхностях скребков - в силу адгезионного взаимодействия с ними. Это затрудняет возврат смазочного материала обратно в масляную ванну и снижает качество смазывания.The disadvantage of the prototype is that the implementation of the lower parts of the scrapers perpendicular to the ends of the wheels, does not provide high-quality removal of lubricant from the ends of the wheels, because the lubricant removed by the scrapers from the ends of the wheels will hang on the lower surfaces of the scrapers due to the adhesive interaction with them. This makes it difficult to return the lubricant back to the oil bath and reduces the quality of lubrication.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания.The invention solves the problem of improving the quality of lubrication.

Для этого смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены нижерасположенные смазываемые зубчатые колеса передачи. Каждое колесо со стороны своего выхода при вращении из масляной ванны снабжено парой скребков, прилегающих к его торцам, укрепленных горизонтально, неподвижно относительно вращающегося колеса, выше верхнего уровня смазочного материала ванны, с перекрытием торцов колеса и окружности, описываемой точками соприкосновения торцов вращающегося колеса с верхним уровнем смазочного материала. Поперечные сечения скребков имеют вид треугольника; верхние части скребков расположены под тупым углом к торцам колеса. Причем нижние части скребков расположены под острым углом к торцам колеса.For this, the gear lubricating device comprises an oil bath with a liquid lubricant into which the lower lubricated gear gears are immersed. Each wheel from its exit side, when rotating from an oil bath, is equipped with a pair of scrapers adjacent to its ends, mounted horizontally, motionless relative to the rotating wheel, above the upper level of the lubricant of the bath, with overlapping wheel ends and a circle described by the contact points of the ends of the rotating wheel with the upper lubricant level. The cross sections of the scrapers look like a triangle; the upper parts of the scrapers are located at an obtuse angle to the ends of the wheel. Moreover, the lower parts of the scrapers are located at an acute angle to the ends of the wheel.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатая передача со смазочным устройством - общий вид (фиг. 1), нижерасположенное смазываемое зубчатое колесо - вид сбоку в сечении (фиг. 2), фрагмент нижерасположенного смазываемого колеса вид сбоку в разрезе (фиг. 3).The invention is illustrated by the drawing, which shows: a gear with a lubricating device - General view (Fig. 1), lower lubricated gear - side view in section (Fig. 2), a fragment of the lower lubricated wheel side view in section (Fig. 3 )

На чертеже показаны: масляная ванна 1; жидкий смазочный материал 2 с верхним уровнем ВУ; нижерасположенное (смазываемое) зубчатое колесо 3; парное зубчатое колесо 4; зубчатый венец 5; окружность 6 вершин зубчатого венца радиусов R_в; тело 7 колеса; торцы 8 колеса; скребки 9; окружность 10 радиусом Ry, описываемая при вращении (ω) колеса точками соприкосновения торцов 8 колеса с верхним уровнем ВУ смазочного материала 2; верхние части 11 скребков 9; нижние части 12 скребков 9; глубина h₁ погружения колеса 3 в масляную ванну; расстояние h2 от верхнего уровня ВУ смазочного материала 2 до скребков 9; величина перекрытия Δ₁ скребками 9 торцов 8 колеса; величина перекрытия Δ₂ скребками окружности 10; направление вращения ω колеса 3; направление движения V смазочного материала по торцам 8 колеса 2 и скребкам 9; угол α наклона нижних частей 12 скребков 9 к горизонтали.The drawing shows: oil bath 1; liquid lubricant 2 with a high level of oil; lower (lubricated) gear wheel 3; twin gear wheel 4; ring gear 5; a circle of 6 vertices of the ring gear of radius R _in ; 7 wheel body; ends 8 of the wheel; scrapers 9; a circle 10 of radius Ry, described during rotation (ω) of the wheel by the points of contact of the ends of the wheel 8 with the upper level of the lubricant 2; the upper parts 11 of the scrapers 9; the lower parts 12 of the scrapers 9; depth h ₁ immersion of the wheel 3 in the oil bath; the distance h2 from the upper level of the LU of the lubricant 2 to the scrapers 9; the amount of overlap Δ ₁ scrapers 9 ends 8 of the wheel; the amount of overlap Δ _{2 with} scrapers of a circle 10; the direction of rotation ω of the wheel 3; the direction of movement V of the lubricant at the ends 8 of the wheel 2 and the scrapers 9; the angle α of the inclination of the lower parts 12 of the scrapers 9 to the horizontal.

Смазочное устройство зубчатой передачи содержит масляную ванну 1 с жидким смазочным материалом, верхний уровень которого - ВУ. В смазочный материал погружено нижерасположенное, смазываемое, зубчатое колесо 3, находящееся в зацеплении с вышерасположенным парным зубчатым колесом 4. Зубчатый венец 5 колеса 3 с окружностью вершин 6 радиусом R_в и часть тела 7 этого колеса погружены (h₁) в смазочный материал 2 масляной ванны 1. Со стороны выхода вращающегося (ω) колеса из масляной ванны, с обоих торцов 8 колеса, с прилеганием к этим торцам, укреплена горизонтально, неподвижно относительно вращающегося колеса и выше (h₂) верхнего уровня ВУ смазочного материала 2 пара скребков 9. Скребки перекрывают торцы 8 колеса (на величину Δ₁) и окружность 10 радиусом R_y, описываемую точками соприкосновения торцов 8 вращающегося колеса 3 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 2. Поперечное сечение скребков 9 имеет вид треугольника. Верхние части 11 скребков расположены под тупым углом к торцам 8 колеса 3, а их нижние части 12 расположены по тупым углом к этим торцам (углом α относительно горизонтали).The gear lubricating device comprises an oil bath 1 with liquid lubricant, the upper level of which is WU. The lower, lubricated, gear wheel 3 immersed in the lubricant is meshed with the upstream twin gear 4. The gear ring 5 of the wheel 3 with a circle of vertices 6 of radius R _in and part of the body 7 of this wheel are immersed (h ₁ ) in the lubricant 2 of the oil bathtubs 1. From the exit side of the rotating (ω) wheel from the oil bath, from both ends of the 8th wheel, adjacent to these ends, it is horizontally fixed, motionless relative to the rotating wheel and above (h ₂ ) the upper level of the lubricant of the lubricant 2 pair of scrapers 9. The scrapers overlap the ends of the wheel 8 (by the value of Δ ₁ ) and the circle 10 of radius R _y , described by the points of contact of the ends 8 of the rotating wheel 3 with the upper level of the lubricant 2. The cross section of the scrapers 9 has the form of a triangle. The upper parts 11 of the scrapers are located at an obtuse angle to the ends 8 of the wheel 3, and their lower parts 12 are located at an obtuse angle to these ends (angle α relative to the horizontal).

При вращении ω колеса 3, погруженного (h₁) в смазочный материал 2 масляной ванны 1, этот смазочный материал захватывается не только зубьями его зубчатого венца 5, нуждающимися в смазывании, но и торцевыми поверхностями 8 колеса, которые в смазывании не нуждаются. Скребки 9, прилегающие к этим торцевым поверхностям, снимают с них захваченный ими смазочный материал и возвращают его обратно в масляную ванну, не допуская бесцельного перемещения смазочного материала, вращающимся колесом. Наклон (α) нижних частей 12 скребков 9 облегчает такой возврат. Перемещение V захваченного и возвращаемого смазочного материала скребками 9 показано на фиг. 3.When the rotation of the wheel 3, immersed (h ₁ ) in the lubricant 2 of the oil bath 1, this lubricant is captured not only by the teeth of its gear ring 5, which need to be lubricated, but also by the end surfaces 8 of the wheel, which do not need to be lubricated. The scrapers 9 adjacent to these end surfaces remove the lubricant trapped by them and return it back to the oil bath, preventing the lubricant from moving aimlessly with the rotating wheel. The inclination (α) of the lower parts 12 of the scrapers 9 facilitates such a return. The movement V of the captured and returned lubricant by the scrapers 9 is shown in FIG. 3.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция смазочного устройства - за счет наклона нижних частей скребков - позволяет обеспечить более качественный съем захваченного смазочного материала торцами колеса и возврат его обратно в масляную ванну. Тем самым повышается качество смазывания колеса.Compared with the prototype, the proposed design of the lubricating device - due to the inclination of the lower parts of the scrapers - allows for better removal of the captured lubricant by the ends of the wheel and its return to the oil bath. This improves the lubrication of the wheel.

Claims

Смазочное устройство зубчатой передачи, преимущественно с картерным смазыванием методом погружения и расположением валов в вертикальной плоскости, содержащее масляную ванну с жидким смазочным материалом, в которую погружены нижерасположенные смазываемые зубчатые колеса, каждое из которых со стороны своего выхода при вращении из масляной ванны снабжено парой скребков, прилегающих к обоим его торцам, укрепленных горизонтально, неподвижно относительно вращающегося нижерасположенного смазываемого зубчатого колеса, выше верхнего уровня смазочного материала, с перекрытием торцов нижерасположенного смазываемого зубчатого колеса и окружности, описываемой точками соприкосновения торцов вращающегося нижерасположенного смазываемого зубчатого колеса с верхним уровнем смазочного материала, поперечные сечения скребков имеют вид треугольника, а верхние части скребков расположены под тупым углом к торцам нижерасположенного смазываемого зубчатого колеса, отличающееся тем, что нижние части скребков расположены под острым углом к торцам нижерасположенного смазываемого зубчатого колеса.A gear lubricating device, mainly with sump lubrication by vertical immersion and shafts, containing an oil bath with liquid lubricant, into which lower lubricated gear wheels are immersed, each of which is provided with a pair of scrapers from its outlet side during rotation from the oil bath, adjacent to both ends, mounted horizontally, motionless relative to the rotating lower lubricated gear, above the upper level I lubricant, with overlapping ends of the lower lubricated gear and the circle described by the points of contact of the ends of the rotating lower lubricated gear with the upper level of the lubricant, the cross sections of the scrapers are in the form of a triangle, and the upper parts of the scrapers are at an obtuse angle to the ends of the lower lubricated gear characterized in that the lower parts of the scrapers are located at an acute angle to the ends of the lower lubricated bchatogo wheel.