Чем смазывать шестерни принтера


Смазка для пластиковых шестеренок: особенности, выбор, состав

Современные виды пластика и полимеров позволяют использовать не только в качестве уплотнителей, но и изготавливать из них шестеренки. Это открывает перед инженерами множество возможностей, но и множество проблем. Главной проблемой стало отсутствие подходящих смазок. Обычные средства, предназначенные для металла, не подходят, так как могут разъедать пластик, изменять его структуру и физические свойства. Поэтому были разработаны специальные типы средств. Смазка для пластиковых шестеренок позволяет добиться необходимых смазочных свойств, защищают материал от внешних факторов и обеспечивают минимальное трение.

Особенности применения смазки для пластиковых шестерен

Многие считают, что, если зубчатые передачи изготовлены из пластика, они не требуют смазки. К сожалению, это часто приводит к повреждениям и преждевременному износу механизмов. Смазку для пластика стоит использовать практических для всех типов пластиковых шестеренок, так как она обеспечивает следующие функции:

  • обеспечивает длительный ресурс работы шестерен из пластика и предупреждает преждевременный износ;
  • обеспечивает стабильную работу механизмов без перебоев;
  • препятствует возникновению неприятных шумов и скрипов, обеспечивая практически бесшумную работу;
  • сохраняет рабочую поверхность трущихся деталей целостной, без шероховатостей и потертостей;
  • препятствует деформации рабочих элементов редукторов и возникновению трещин;
  • защищает узлы от влияния внешних факторов, особенно высоких и низких температур.

Существует ошибочное мнение, что пластиковые передачи можно смазывать обычными смазками. Делать это категорически нельзя, так как возможны негативные последствия.

Даже универсальные составы не могут гарантировать высокую эффективности. Воздействие обычных смесей на пластмассы может иметь следующие последствия:

  1. Под воздействием обычной смазки пластик теряет прочность, и на его поверхности возникают маленькие трещины. Это быстро приводит к повреждению зубьев шестерен, что становиться причиной выхода из строя всего механизма. Потом сделать восстановление зубчатых пар с помощью смазки не получится.
  2. Некоторые типы могут стать причиной набухания поверхности пластиковых деталей. Это приводит к заклиниванию шестерен, что может привести к поломке зубьев и всего узла в целом.
  3. Пластиковые поверхности обладают плохой адгезии. Из-за этого классическая смазка не держится на шестернях и разлетается в стороны во время быстрого вращения.
  4. Некоторые типы, например, солидол, выступают в качестве абразива. Во время работы зубья шестерен могут на глазах стереться. Это обычно приводит детали к полной непригодности.
  5. Классические смазки не могут обеспечить необходимую теплоотдачу. Пластиковые редукторы отличаются от металлических тем, что сильно нагреваются во время работы. Обычное масло тает и теряет нужную консистенцию, что приводит к перегреву пластика и изменения его формы и физических свойств.

На сегодняшний день пластиковые шестеренки используются в различных сферах:

  • компьютерная техника, в особенности серверы;
  • офисное оборудование, в том числе принтеры и сканеры.
  • мультимедийное оборудование, работа которых основана на вращательных механизмах;
  • типографическое оборудование, копировальная техника и устройства для широкоформатной печати;
  • в некоторых узлах автомобилей;
  • кассовые аппараты;
  • пищевое оборудование, в том числе конвейеры, смесительное и перевалочное оборудование.
  • кухонная техника;
  • медицинское оборудование;
  • детские игрушки, радиоуправляемые модельки самолетов и автомобилей.

Особое внимание требуют смазки для пластиковых шестерен, предназначенные для медицинского и пищевого оборудования, так как к ним выставляются не только механические требования, но и гигиенические.

Как выбрать?

Перед покупкой масла нужно изучить все разновидности, определить для чего она нужна и убедиться, что она соответствует следующим требованиям:

  1. Инертности к полимерам (смазка не должна вступать в реакцию с пластиком, чтобы не навредить движущим деталям, даже универсальные смеси могут повредить пластиковую поверхность).
  2. Стабильность состава (смазка для пластмассовых шестеренок должна хорошо удерживаться на пластиковой поверхности и не менять вязкость и густоту при низких и высоких температурах).
  3. Универсальность (очень часто в движущих механизмах используются элементы не только из пластмассы, но и металла с резиной, поэтому средство должно подходить к разным материалам).
  4. Совместимость с фторопластом (из этого материала изготавливается большинство пластиковых шестеренчатых механизмов, поэтому если нет информации о материале, такая смазка практически точно подойдет).
  5. Неподверженность к воспламенению (пластиковые редукторы сильно греются, поэтому смазка не должна самовоспламеняться от высокой температуры).
  6. Экологичность (она должна быть безопасной для человека, так как пластиковые пары трения часто встречаются в кухонной и другой технике, с которой человек вступает в непосредственный контакт).
  7. Противодействие влаги (она должна защищать механизм от воды и не смываться ей).
  8. Хорошая сцепляемость (пластиковая поверхность очень гладка, поэтому обычные масла плохо удерживаются на деталях).

При выборе смазки важно учитывать тип рабочих механизмов и условия, при которых они работают. Учитывая это, можно выделить несколько типов:

  1. Для механизмов с пластиковыми и металлическими деталями (смазка должна отлично удерживаться на поверхности различных материалов, защищать металл от коррозии и хорошо отводить тепло).
  2. Для механизмов, работающих при высоких температурах (смазка должна сохранять свои свойства и структура при экстремальных температурах)
  3. Для механизмов, которые эксплуатируются при низких температурах (обычные масла зимой или холодильном оборудовании застывают, потому следует подбирать смазку способную сохранять базовую вязкость, не зависимо от температуры).
  4. Для шестеренных передач, работающих при повышенных нагрузках (обычная смазка под высокой нагрузкой выдавливается из рабочей зоны, вследствие чего разрушается защитная пленка и срок эксплуатации механизмов значительно уменьшается).
  5. Для оборудования пищевой промышленности и для пластиковых деталей бытовой техники (производство пищевых продуктов предусматривает непосредственный контакт рабочих механизмов с едой, поэтому обычные смазки не подходят для таких целей, потому что содержат вредные для человека вещества).

Распространенные составы

Для смазки пластиковых зубчатых передач луче выбирать составы от мировых брендов, которые специализируются на разработки составов множество десятилетий. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие:

  1. Silicon Fett. Универсальная смазка для пластика, которая обладает отличной адгезией и водоотталкивающими свойствами. Может работать в широком диапазоне температур, как при низких, так и при высоких. При работе на высоких скоростях она не разлетается, а хорошо удерживается на поверхности пластика.Она отличается длительным сроком службы, она не требует замены, пока практически не высохнет, что происходит через несколько лет эксплуатации. Ее можно использовать в механизмах, сочетающих пластик с металлом или резиной.Нельзя использовать для пищевого оборудования и в открытых редукторах. Аналогом является силиконовая смазка Silicot.
  2. Thermoflex Spezialfett. Она также относится к универсальным, которые можно равноценно использовать не только в пластиковых механизмах, но и металлических. Отличается тем, что сохраняет свойства и структуру при низких температурах. Но не подходит для высоких, так как начинает плавиться и растекаться, вследствие чего защитная пленка разрушается и повышается трение. Также нельзя использовать для пищевого оборудования.
  3. СИ-180. Отечественная силиконовая смазка. Продается в шприцах небольшого объема, так как применяется для смазки небольших механизмов. Белая смазка отлично удерживается на пластиковой поверхность, не изменяя свойства при высоких температурах. Она не относится к группе пищевых.
  4. Смазки для пищевого оборудования. Это отдельная группа, цена на которые значительно выше обычных, применяется в бытовом оборудовании и на производстве. Наиболее популярной является OKS 1110, которая используется не только для смазки, но и для уплотнения. Также можно выделить пищевую смазку Loctite для пластика и резины, изготовлена на основе силикона.Срок эксплуатации пластиковых механизмов напрямую зависит от ухода за ними. Выбор качественной смазки позволит добить оптимальной, бесперебойной работы и сэкономить деньги на ремонтах.

Практическое руководство по устройствам для 3D-печати FDM - EngineerDog

В эти рождественские сезоны я нашла хорошее применение своему принтеру, делая уникальные подарки для своей семьи. Каждый, у кого есть мастерская или гараж, получил специальную крышку переключателя света с редуктором.

При создании этой игрушки потребовалось несколько попыток, чтобы добиться желаемого эффекта. При этом я собрал заметки о совершенствовании печатных шестеренок и подумал, что это интересно, поэтому поделился ими здесь. Эта статья предназначена в качестве общего руководства по проектированию и печати пластиковых шестерен, напечатанных методом FDM.

Серый гаечный ключ, черная шестеренка

Черный гаечный ключ, серая шестеренка

Крышка переключателя света с редуктором: здесь продается устройство, а здесь - бесплатные файлы STL для печати.

Особые преимущества печати FDM и примеры использования шестерен:

Так почему же 3D-печать предпочтительнее альтернативных методов производства и какие преимущества предлагает 3D-печать?

Печатные пластиковые шестерни - дешевое, быстрое и настраиваемое решение для передачи движения по сравнению с альтернативными способами изготовления шестерен.Сложность и 3D-вариации бесплатны. Процесс прототипирования и создания быстрый и чистый. Лучше всего то, что 3D-принтеры достаточно распространены, поэтому набор файлов STL может быть доступен множеству людей, желающих использовать их в Интернете.

Конечно, печатные шестерни с использованием общедоступных пластмасс - это жертва в отношении качества поверхности и долговечности по сравнению с деталями из пластмассы, изготовленной методом литья под давлением или механической обработкой. Но при правильной конструкции печатные шестерни могут обеспечить эффективную и достаточно высокую передачу нагрузки и являются идеальным решением для некоторых приложений.

Большинство функциональных применений имеют форму редуктора скорости, обычно для небольшого электродвигателя или ручного кривошипа. Примеры того, как это сделано хорошо:

.

Специфические проблемы печати FDM:

Печатные шестерни обычно требуют небольшой постобработки перед использованием. Ожидайте, что вам придется сверлить отверстия до нужного размера и чистить зубы лезвием.

Усадка центрального отверстия - очень распространенная проблема, которая возникает даже на дорогих принтерах.Это результат действия множества факторов. Некоторые из-за теплового сжатия охлаждающего пластика, а некоторые из-за того, что отверстия смоделированы как многоугольники, которые имеют множество сегментов, сокращающихся по периметру отверстия. ( экспортных STL шестерни с большим количеством сегментов, чтобы избежать этого.)

Программное обеспечение для нарезки также может иметь эффект, поскольку разные программы могут выбирать разные точки для фактического запуска отверстия. Если вы считаете самый внутренний край экструдированного пластика внутренним краем отверстия и стараетесь добиться желаемого размера отверстия, тогда диаметр отверстия легко выйдет за пределы допуска, когда вы нажмете что-то внутри.Поэтому дизайнер слайсера может намеренно сделать отверстия более плотными.

Кроме того, любое рассогласование между слоями и любое несоответствие между фактической и предполагаемой шириной экструзии может иметь ощутимый эффект затяжки отверстий. Для борьбы с этим можно увеличить отверстия в модели на ~ 0,005 дюйма в диаметре или запланировать их рассверливание.

Другая распространенная проблема заключается в том, что получение прочного заполнения может быть затруднено на небольших деталях шестерни. Зазоры внутри крошечных зубцов встречаются часто, даже если слайсер настроен на 100% заполнение.

Некоторые программы лучше других автоматически исправляют это, но один из способов решить эту проблему вручную - увеличить перекрытие слоев. Richrap проделал отличную работу, задокументировав проблему и различные решения в своем блоге о 3D-печати здесь.

.

Почему важен инволют:

Очень часто можно увидеть в Интернете механизмы, неправильно разработанные сообществом любителей, потому что сделать это правильно - сложно.Как ни соблазнительно, плохо спроектированные шестерни не зацепляются должным образом и страдают от чрезмерного трения, напряжения, люфта и резкой неравномерной скорости вращения.

Разница неуловима для неподготовленного глаза, но правильное решение будет более точным и в конечном итоге будет иметь лучшие свойства.

Зубья шестерни

эвольвентные (прямозубые) называются так, потому что контур зубьев шестерни имеет особый изгиб внутрь. Это делается таким образом, чтобы скорость вращения и угол контакта шестерен оставались постоянными на протяжении всего их вращения.Хорошо спроектированный набор шестерен должен передавать движение почти исключительно за счет качения с минимальным скольжением.

Моделирование эвольвентных зубьев шестерни с нуля чертовски утомительно, поэтому, прежде чем тратить на это время, сначала проверьте, можете ли вы обойтись одним из шаблонов конструкции зубчатых колес, на которые я ссылаюсь в конце этой статьи.

.

Советы по дизайну зуба:

Подумайте об этом: если бы вам нужно было передаточное число 2: 1 для линейного привода, изображенного ранее, сколько зубьев вы бы поставили на каждую шестерню? Вам лучше с 30 и 60 зубами, 15 и 30 или 8 и 16?

Каждое из этих соотношений будет иметь одинаковое механическое преимущество, но при печати каждое из них даст совершенно другой набор шестерен.

Чем больше зубьев на шестерню, тем выше передаточное отношение (среднее количество зубьев в контакте в любой момент) и обеспечивается более плавное вращательное движение. Но для добавления большего количества зубьев необходимо, чтобы каждый зуб был меньше, чтобы соответствовать тому же диаметру шестерни. Маленькие зубцы слабее, и их труднее распечатать.

3D-печать крошечной шестеренки похожа на попытку использовать толстый маркер, чтобы раскрасить линии крошечной книжки-раскраски. (Это 100% функция диаметра сопла и разрешения X-Y принтера.Z-разрешение не имеет ничего общего с минимальным размером элемента.)

Если вы хотите проверить способность вашего принтера печатать крошечные зубы, попробуйте эту бесплатную 3D-печать модели конической шестерни. Мой принтер добирается до самого верха, но зубы начинают выглядеть ненадежными примерно в 1/2 дюйма в диаметре.

В качестве альтернативы уменьшение количества зубьев на шестерне дает больше места для больших прочных зубьев.

Хитрость заключается в том, чтобы зубья шестерни оставались настолько большими, насколько это вообще возможно, не пересекая пороговое значение низкого числа зубьев и не создавая подрезов.

Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, прежде чем выбирать количество зубьев: Простые числа и факторизация.

Пара шестерен с 15 и 30 зубьями делится на 15, поэтому одни и те же зубья будут встречаться снова и снова, вызывая концентрированные точки износа.

Лучшее решение - сделать пару с 15 и 31 зубом.

Хотя это не обеспечивает точно такое же передаточное число, это обеспечивает постоянный износ зубчатой ​​передачи. Грязь и дефекты зубьев будут распространяться по всей шестерне и распределять износ.

Кроме того, это хорошее практическое правило - поддерживать передаточное отношение между зубьями в диапазоне от 0,2 до 5. Если вам нужно еще большее механическое преимущество, может быть лучше добавить в систему дополнительный блок шестерен, иначе вы получите 1000 зубьев. чудовищность.

Сколько зубов - это слишком мало?

Это информация, которую можно найти в таких ресурсах, как «Справочник по машинам». 13 - это минимум, рекомендуемый для шестерен с углом давления 20 градусов, а 9 - минимум, рекомендуемый для шестерен с углом давления 25 градусов.

Меньшее количество зубов, которое не рекомендуется, потому что для этого требуется подрезка, что ослабляет зубы и затрудняет 3D-печать без проблем с зацеплением.

Угол давления? Что лучше?

Это угол между нормалью поверхности зуба и делительным диаметром. Зубья с большими углами давления (более треугольные) прочнее, но менее эффективны при передаче крутящего момента. На них также легче печатать, но при использовании они создают большие радиальные нагрузки на опорные валы, более шумны и склонны к люфту и проскальзыванию.

Для 3D-печати угол 25 градусов - это хороший баланс между крупностью и эффективной передачей движения на шестерне размером с ладонь.

Как еще можно сделать зубы крепче?

Простое увеличение толщины шестерни, очевидно, также укрепит зубья. Увеличение ширины шестерни вдвое существенно увеличивает ее прочность. Хорошее общее правило - толщина должна быть как минимум в три-пять раз больше окружного шага шестерни.

Прочность зубьев шестерни можно приблизительно определить, рассматривая каждый зуб как небольшую консольную балку.Если посмотреть с этой точки зрения, вы увидите, что добавление твердой стены поверх грани для уменьшения неподдерживаемой площади значительно увеличивает прочность зубьев шестерни. В зависимости от области применения эту технику также можно использовать для уменьшения количества защемлений пальцев.

.

Способы установки вала:

Прессовая посадка на валу с накаткой : Самый простой способ сделать, но встречается нечасто. Остерегайтесь ползучести пластика, которая со временем снизит допустимый крутящий момент.Не подлежит разборке.

Установочный винт на валу с плоской поверхностью : Установочный винт проходит через шестерню для контакта с плоской точкой, обработанной на валу. Установочный винт обычно ввинчивается в пластиковую шестерню напрямую или через гайку, которая зажата внутри шестерни через квадратное отверстие. У каждого метода есть свои риски.

При продевании нитки непосредственно в пластик существует риск обрыва тонких пластиковых нитей. Метод фиксации гайки решает эту проблему, но если не сделать это должным образом, ступица сломается, когда вы приложите достаточно силы, чтобы закрепить вал с помощью установочного винта.Сделайте концентратор Beefy!

Утопленный шестигранник - шестигранный колодец, в который фиксируется шестигранная гайка или головка болта с шестигранной головкой. Обязательно напечатайте много сплошных слоев вокруг шестигранника, чтобы установленный болт не проходил сквозь пластик. Ive successfukky использовал установочные винты, чтобы закрепить гайки на месте, чтобы предотвратить раскручивание при высоких крутящих моментах.

Key & Keyway - Нечасто встречается в мире 3D-печати для любителей, но является стандартом для металлических звездочек.

Оптимальные материалы для пластиковых шестерен:

Какой материал лучший? Мой короткий ответ любителям 3D-печати с точки зрения качества готовой шестерни:

Нейлон> PLA> ABS> PETG

Нейлоновая нить - невероятно прочный, долговечный и универсальный материал для 3D-печати.Его низкий коэффициент трения, высокая межслойная адгезия и высокая температура плавления делают его отличным выбором для 3D-печатных шестерен. Недостатками нейлона являются его способность впитывать воду и сложность печати с его помощью.

Это оставляет большинству людей выбор между ABS и PLA. PLA имеет высокую жесткость и превосходные износостойкие свойства по сравнению с ABS, что делает его лучшим выбором , когда температура применения позволяет .

Низкая температура теплового искажения

PLA делает ABS лучшим выбором для применений с температурами выше ~ 75 ° C (ABS размягчается около 105 ° C).

Между прочим, способность PLA к биологическому разложению является чрезмерно преувеличенной. Да, PLA поддается биологическому разложению. Но не в таком масштабе, который каким-либо образом заметен для конечного пользователя. Не приравнивайте биоразлагаемость к растворимости в воде. Для биоразложения этого пластика вам понадобится специализированная установка для компостирования с контролируемой средой.

Edit: Добавлен PETG после просмотра данных о свойствах материала здесь, и здесь я помещаю его в конец моего крошечного списка. Несмотря на то, что это пластичный материал, он более мягкий, гибкий и менее устойчивый к царапинам, чем ABS или PLA, что делает его худшим выбором для шестерен.

Специальные насадки по типу шестерни:

* Спирали и елочки (двойные спирали): обычно встречаются на экструдерах принтеров, их неудобно использовать, но они имеют свои достоинства. Они полезны своей способностью увеличивать коэффициент контакта, самоцентрирование и самоудержание. (Самоудержание - раздражающее свойство, потому что это усложняет установку.) Этот тип зубчатого колеса также не может быть легко изготовлен с помощью обычного обрабатывающего оборудования, такого как зубофрезерный станок.3D-печать - безусловно, самый простой способ их сделать.

* Червячная и червячная передачи: их может быть сложно моделировать в 3D, поэтому очень заманчиво использовать для них шаблон ger. Мой совет заключается в том, что передаточное число между червячной передачей и червяком - это количество зубцов на шестерне, деленное на количество канавок в червяке. (Подсчитайте канавки, посмотрев на конец червяка, и посмотрите, сколько спиралей начинается. У большинства из них от 1 до 3 спиралей.)

* Rack & Pinion: преобразует вращательное движение в поступательное и наоборот.Передаточное число определяет не число оборотов, а линейное расстояние, проходимое рейкой при каждом повороте шестерни. Подсказка здесь в том, что вы можете рассчитать количество зубьев шестерни на дюйм (tpi) рейки, все, что вы делаете, - это кратное PI, умноженное на средний диаметр ответной ведущей шестерни. (В качестве альтернативы умножение числа зубьев шестерни на круговой шаг дает тот же результат.)

Некруглые шестерни, подобные этим шестерням nautilus, практически не используются, кроме новинок.

.

Смазка зубчатых колес FDM:

Вы можете обойтись без использования пластиковых шестерен без смазки в низкочастотных системах с малой нагрузкой и низкой скоростью. Например, игрушки. Но если у вас более напряженная среда, например, экструдер для 3D-принтера, вы можете увеличить срок службы, смазав шестерни, чтобы уменьшить трение и износ.

Для шестерен экструдеров 3d принтеров рекомендую густую смазку. Для этого отлично подходят белый литий, политетрафторэтилен или силикон.Нанесите смазку, слегка протерев ее чистым бумажным полотенцем или тканевым аппликатором, не оставляющим пыли, и равномерно распределите, вращая шестерни несколько раз.

Лучше все, чем не использовать смазку, но обязательно выбирайте смазку, химически совместимую с пластмассой. И никогда не забывайте, WD-40 - отстой.

.

Инструменты для изготовления собственных шестерен:

Вы можете создавать высококачественные индивидуальные шестерни, используя только бесплатное программное обеспечение. Я имею в виду, конечно, существуют платные программы для создания действительно оптимизированных цепей передач и настройки очень точных параметров для оптимизации производительности.

Но если вы все равно используете шестерни, напечатанные на 3D-принтере FDM, то достаточно хорошо. Просто убедитесь, что вы спроектировали все свои шестерни, используя один и тот же инструмент, чтобы они соответствовали назначению. Шестерни лучше всего проектировать попарно.

* Вариант 1. Найдите существующие модели шестерен и измените или масштабируйте их в соответствии со своими потребностями. Вот список баз данных для поиска моделей готовых шестеренок.

McMaster Carr: широкий спектр 3D-моделей, подходящее для оборудования

GrabCAD: Огромная база данных представленных пользователями моделей

3DContentCentral: База данных представленных пользователями моделей

Misumi: 3d модели мелких механических деталей

Stock Drive Products: 3d модели шестерен

.

* Вариант 2. Разработка шестерен «с нуля» с использованием бесплатных онлайн-шаблонов для создания шестеренок:

Если вы не можете получить нужные детали, скопировав существующую модель, следующий лучший вариант - использовать шаблон генератора эвольвентной шестерни, чтобы создать свою собственную шестерню. К счастью, есть много интересных инструментов, которые могут вам помочь.

Редакторы файлов STL:

Выводом большинства генераторов шаблонов шестеренок является файл STL, который может раздражать, если вам нужно создать функции, которых нет в генераторе.Файлы STL похожи на файлы PDF в мире 3D, их, как известно, сложно редактировать, но это можно сделать!

  • TinkerCAD: Мне нравится этот глупый САПР на основе браузера, потому что он быстрый и простой, а также один из немногих разработчиков трехмерных моделей, способных изменять файлы STL. www.Tinkercad.com
  • MeshMixer: Хорошая программа для растягивания органических форм. http://meshmixer.com/

.

Это все заметки по дизайну оборудования для 3D-печати, которые у меня есть. У вас есть еще какие-нибудь ресурсы или шаблоны снаряжения, которые можно добавить в список? Дай мне знать в комментариях!

ОБНОВЛЕНИЕ: Улучшенная версия этой статьи теперь на Instructables.com здесь.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

.

Смазка шестерен | KHK Gears

Назначение смазки шестерен:
1. Содействуйте скольжению между зубьями, чтобы уменьшить коэффициент трения μ.
2. Ограничьте повышение температуры из-за трения качения и скольжения.

Чтобы избежать таких трудностей, как износ зубьев и преждевременный выход из строя, необходимо выбирать правильную смазку.

13.1 Способы смазки

Обычно используются три метода смазки зубчатых передач:
(1) Консистентная смазка.
(2) Смазка разбрызгиванием (метод масляной ванны).
(3) Смазка с принудительной циркуляцией масла.

Не существует единственной лучшей смазки и метода. Выбор зависит от тангенциальной скорости (м / с) и скорости вращения (об / мин).
На низких оборотах рекомендуется использовать консистентную смазку. Для средних и высоких скоростей больше подходят смазка разбрызгиванием и смазка с принудительной циркуляцией масла, но есть исключения. Иногда в целях технического обслуживания консистентная смазка используется даже при высоких оборотах.
В таблице 13.1 представлены смазочные материалы, методы и их применимость.
диапазонов скорости.
Смазка консистентной смазкой может применяться при низких оборотах / малых нагрузках, однако важно периодически наносить смазку, особенно для шестерен открытого типа. Поскольку смазочные материалы со временем становятся все меньше или истощаются, необходимы периодические проверки на предмет замены или доливки масла. Использование смазочных материалов в ненадлежащих условиях приводит к повреждению зубьев шестерен. При использовании шестерен на высокой скорости / под большой нагрузкой или при использовании легко изнашиваемых шестерен, таких как червячные передачи или винтовые передачи, следует внимательно подбирать смазочный материал; количество и методы.Особенно важен правильный выбор смазки.

Таблица 13.1-1 Диапазоны тангенциальной скорости (м-с) для прямозубые шестерни и конические шестерни

Таблица 13.1-2 Диапазон скорости скольжения (м-с) для червячных колес

Ниже приводится краткое описание трех методов смазки.

(1) Консистентная смазка
Консистентная смазка подходит для любых открытых или закрытых зубчатых передач, если они работают на низкой скорости.Относительно пластичной смазки можно выделить три основных момента:
- Выбор смазки с подходящим проникновением конуса.
Смазка с хорошей текучестью особенно эффективна в закрытых системах.
- Не подходит для использования при высоких нагрузках и продолжительной работе.
Охлаждающий эффект консистентной смазки хуже, чем у смазочного масла. Таким образом, это может стать проблемой из-за повышения температуры при высокой нагрузке и постоянных условиях эксплуатации.
- Необходимое количество смазки
Для работы должно быть достаточно смазки.Однако слишком много смазки может быть вредным, особенно в закрытой системе. Избыток смазки вызовет волнение, вязкое сопротивление и приведет к потере мощности.

(2) Смазка разбрызгиванием (метод масляной ванны)
Смазка разбрызгиванием используется в закрытой системе. Вращающиеся шестерни разбрызгивают смазку на зубчатую передачу и подшипники. Для его эффективности требуется тангенциальная скорость не менее 3 м / с. Однако смазка разбрызгиванием имеет несколько проблем, две из которых - ограничение уровня масла и температуры.
1. Уровень масла
При слишком высоком уровне масла будут чрезмерные потери при перемешивании. С другой стороны, не будет эффективной смазки или способности охлаждать шестерни, если уровень будет слишком низким. В таблице 13.2 приведены рекомендации по правильному уровню масла. Кроме того, необходимо контролировать уровень масла во время работы, в отличие от статического уровня, поскольку уровень масла будет падать при движении шестерен. Эта проблема может быть решена путем повышения статического уровня смазки в масляном поддоне.

2. Ограничение температуры
Температура зубчатой ​​передачи может повыситься из-за потерь на трение из-за шестерен, подшипников и перемешивания смазки. Повышение температуры может вызвать одну или несколько из следующих проблем:
- Пониженная вязкость смазочного материала
- Ускоренная деградация смазки
- Деформация корпуса, шестерен и валов
- Пониженный люфт

Новые высокоэффективные смазочные материалы выдерживают температуру до 80–90 ° C.
Эту температуру можно считать предельной. Если ожидается, что температура смазочного материала превысит этот предел, следует добавить охлаждающие ребра к коробке передач или охлаждающий вентилятор, встроенный в систему.

Таблица 13.2 Достаточный уровень масла

h = глубина зуба, b = ширина лица, d2 = контрольный диаметр червячного колеса, d1 = контрольный диаметр червяка

(3) Смазка с принудительной циркуляцией масла
Смазка с принудительной циркуляцией масла наносит смазку на контактную часть зубьев с помощью масляного насоса.Существуют капельные, распылительные и масляные методы нанесения.
- Метод капли
Масляный насос всасывает смазочный материал, а затем напрямую капает его на контактную часть шестерен через напорный трубопровод.
- Метод распыления
Масляный насос используется для распыления смазки непосредственно на контактную поверхность шестерен.
- Метод масляного тумана
Смазка смешивается со сжатым воздухом, образуя масляный туман, который разбрызгивается на область контакта шестерен.Он особенно подходит для высокоскоростных передач.

Масляный бак, насос, фильтр, трубопроводы и другие устройства необходимы в системе принудительной смазки маслом. Поэтому он используется только для специальных высокоскоростных или больших коробок передач.
За счет фильтрации и охлаждения циркулирующей смазки можно поддерживать нужную вязкость и чистоту. Считается, что это лучший способ смазки шестерен.

13.2 Смазочные материалы для зубчатых передач

На контактной поверхности зубьев должна быть образована масляная пленка, чтобы минимизировать трение и предотвратить сухой контакт металла с металлом.Смазка должна иметь свойства, перечисленные в таблице 13.3.

Таблица 13.3 Свойства, которыми должна обладать смазка

(1) Вязкость смазки
Правильная вязкость - это самый важный фактор при выборе подходящей смазки. Класс вязкости промышленных смазочных материалов регулируется JIS K 2001. В таблице 13.4 указан класс вязкости промышленных смазочных материалов по ISO.

Таблица 13.4 Класс вязкости промышленных смазочных материалов по ISO (JIS K 2001)

(2) Выбор смазки
Трансмиссионные масла классифицируются по применению: 2 типа для промышленного использования, 3 типа для автомобильного использования, а также классифицируются по классу вязкости.
(Таблица 13.5 - создана на основе данных JIS K 2219-1993: Стандарты трансмиссионных масел.)

Таблица 13.5 Типы трансмиссионных масел и их использование

Целесообразно выбрать смазочный материал, следуя информации в каталоге, техническом руководстве или информации с веб-сайта производителя масла, а также следуя стандартам JIS, JGMA и AGMA. В таблице 13.6 показана вязкость, рекомендованная производителем масла для закрытых шестерен.

Таблица 13.6 Рекомендуемая вязкость для закрытых шестерен

ПРИМЕЧАНИЕ 1. Применимо для цилиндрических зубчатых колес, косозубые шестерни , конические зубчатые колеса и спирально-конические зубчатые колеса, где рабочая температура (температура масла) должна быть от 10 до 50 C град.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. Применяется циркуляционная смазка или смазка разбрызгиванием.

После принятия решения о выборе степени вязкости с учетом использования (для цилиндрической зубчатой ​​передачи, червячной пары и т. Д.)) и условий использования (габариты механического оборудования, температура окружающей среды и т. д.), затем выберите подходящую смазку.

Таблица 13.7 Список нескольких индустриальных масел от типичных производителей масел

(3) Выбор смазочных материалов для червячной пары
После выбора подходящей вязкости в соответствии с использованием (применение цилиндрических зубчатых колес, червячных передач и т. Д.) И условиями (размер используемого устройства, температура окружающей среды и т. Д.) Проверьте марку смазочных материалов в информации о продукте, предлагаемой производителями масла .
В таблице 13.8 приведены справочные значения соответствующей вязкости, рекомендованные в соответствии с расчетами прочности (JGMA405-01 (1976)). В таблице 13.9 перечислены некоторые типичные смазочные материалы, используемые для червячных передач.

Таблица 13.8 Эталонная вязкость для смазки червячной передачи

Таблица 13.9 Пример масел для червячных передач

(4) Консистентная смазка Смазки
разделены на 7 категорий, а также по видам (компоненты и свойства) и по номерам консистенции (рабочая проницаемость или вязкость).
В таблице 13.10 указаны типы смазки (4 категории). (Выдержка из JIS K 2220: 2003 Консистентные смазки).

Таблица 13.10 Типы смазок

ПРИМЕЧАНИЕ (1) Числа консистенции с (1) классифицируются по вязкости.
ЗАМЕЧАНИЯ
1. Консистентная смазка общего назначения класса 1 состоит из базового масла и кальциевого мыла и водостойкая.
2. Смазка общего назначения класса 2 состоит из базового масла и кальциевого мыла и термостойкая.

Таблица 13.11 перечислены консистентные смазки от типичных производителей.

Таблица 13.11 Смазки

.

Какие методы лучше?

Как и другие типы вращающегося оборудования, в редукторах используется смазка для уменьшения трения и обеспечения охлаждения для оптимальной работы и срока службы. Производители редукторов предоставляют рекомендации по типу используемой смазки и типичным интервалам смазывания, но фактические требования к смазке редуктора зависят от условий окружающей среды, в которых находится редуктор, от того, правильно ли он обслуживается и не возникает ли перегрузок.

Существует несколько методов смазки коробки передач, наиболее распространенными из которых являются консистентная смазка, разбрызгивание масла и принудительная смазка.


Консистентная смазка подходит для работы на низких оборотах, но обеспечивает меньшее охлаждение, чем масло, и не рекомендуется для продолжительных или тяжелых нагрузок даже на низких скоростях. При любой смазке важно использовать правильное количество смазки, и это особенно важно для пластичной смазки.Использование слишком малого количества смазки препятствует образованию адекватной смазочной пленки, но слишком большое количество смазки, особенно консистентной, увеличивает вязкое сопротивление и приводит к потере мощности.


Смазка разбрызгиванием масла часто используется для косозубых, прямозубых и конических редукторов. Этот метод также называют масляной баней, поскольку в нем используется резервуар, заполненный (или частично заполненный) маслом. Когда шестерни вращаются, они погружаются в эту масляную ванну и брызгают маслом на другие шестерни и подшипники.Но если зубья шестерни полностью погружены в воду, возникает состояние, известное как «взбивание».

По сути, взбивание - это когда шестерни или подшипники должны работать интенсивнее, чтобы «протолкнуть» смазку. Хорошая аналогия - прогулка по краю воды на пляже. Ходить по воде по щиколотку относительно легко, но если вы перейдете в воду по колено, ходьба потребует гораздо больше усилий.

Эффективность смазки разбрызгиванием масла во многом зависит от скорости шестерен. Общее практическое правило состоит в том, что для эффективной смазки разбрызгиванием требуется тангенциальная скорость не менее 3 м / с.


Принудительная смазка маслом предпочтительнее для высокоскоростных приложений и включает такие методы, как масляный туман, масляное распыление и капля масла. При использовании метода масляного тумана масло распыляется таким образом, чтобы оно пропитало все области шестерен и другие внутренние компоненты. Напротив, метод масляного распыления наносит масляную смазку непосредственно на шестерни и другие компоненты, но этот метод не всегда эффективен, поскольку высокие центробежные силы влияют на направление масляного распыления.

Метод капли масла перекачивает или «капает» масло прямо на поверхности, где это необходимо.Насос забирает смазку из резервуара и подает ее к шестерням и / или подшипникам через внутреннюю систему трубопроводов. Этот метод часто можно найти в сочетании с методом разбрызгивания (он же масляная ванна), когда некоторые компоненты могут быть труднодоступны через разбрызгивание масла.


Независимо от используемого метода смазки правильный тип смазки имеет решающее значение для работы редуктора. А из параметров, используемых при выборе смазочного материала, наиболее важным является вязкость.

Смазка с вязкостью, слишком высокой для данного применения (т.е.е. смазка слишком «густая») не будет течь в достаточной степени, поскольку зубья шестерни входят в зацепление для защиты сопрягаемых поверхностей и обеспечения охлаждения. Но смазка со слишком низкой вязкостью не обеспечивает достаточной толщины пленки для предотвращения контакта металла с металлом между сопрягаемыми поверхностями.

Масла с более низкой вязкостью часто называют «разбавителями», например, масло SAE 20 слева. Более низкая вязкость позволяет маслу течь по поверхности, но может не обеспечивать достаточной толщины пленки для предотвращения контакта металла с металлом.
Изображение предоставлено: SynLube Incorporated


Изображение предоставлено: Brad-Chem Ltd.

.

Основы инженерной мысли: советы по смазке пластиковых шестерен и др. (Часть 2)

  • Войти
  • Регистрация
  • Поиск
  • 3D-печать и CAD
  • Автоматизация и IIoT
  • Крепление и соединение
  • Материалы
  • Механические системы и системы движения
  • Медицинский дизайн
  • Учебные ресурсы
  • CSIA Exchange
  • Рынки
  • Проектирование с помощью электроники
  • Каталог продукции оборудования
  • Производственный бизнес
  • Гидравлика и пневматика
  • Мероприятие по производству и технологиям
  • Конференция по вопросам лидерства в области безопасности
  • 000300030003 Подписка
  • Вебинары
  • Официальные документы
  • Часто задаваемые вопросы по дизайну
  • Основы дизайна
  • О нас
  • Свяжитесь с нами
  • Рекламируйте
  • Внесите свой вклад
  • Политика конфиденциальности и cookie
  • Условия использования
Facebook iconTwitter iconLinkedIn icon

Недавние

Идут туда, где не было клапана до

18 сентября 2020 г.

Mechanical & Motion Systems

Рекламный контент

Хорошо сделанные электрические шкафы выдерживают расстояние для суровых условий

18 сентября 2020 г.

Белый Документы.

Смотрите также