Тема 22. Устройства для смазывания и уплотнения

 

Совокупность устройств для подачи смазочного материала к поверхностям сопряжений деталей называют смазочной системой. Она предназначена для уменьшения износа деталей, обеспечения отвода теплоты и продуктов износа, увеличения КПД механизмов и для других целей.

Смазывание трущихся поверхностей деталей машин производят преимущественно жидкими минеральными или синтетическими маслами, пластичными (консистентными) и твердыми смазками. Антифрикционные, противоизносные и противозадирные свойства смазочных материалов являются их основными функциональными показателями [26,55].

Жидкие минеральные и синтетические смазочные масла используют в качестве смазочных материалов для редукторов и мотор- редукторов общемашиностроительного применения, коробок приводов, агрегатов и узлов машин. Основное применение имеют масла: индустриальные (И-20А, И-40А, И-50А и др.), трансмиссионные (ТАП -15В, ТС-10ОТП), цилиндровое 52, авиационные (МС-14, МС-20) и др., которые сохраняют свои свойства при длительной работе в температурном диапазоне до 120^оС.

Пластичные смазки являются продуктами загущения смазочных жидких масел загустителями и введением в них присадок, придающих им коллоидную структуру и необходимые свойства. Их применяют преимущественно в автомобилях, тракторах, самолетах, сельскохозяйственных, коммунальных и других машинах, электродвигателях и т.д., обеспечивая длительную автономную работу узлов трения

Твердые смазки используют для узлов трения, работающих в вакууме, в условиях очень низких температур (ниже минус 100^оС) или достаточно высоких температур (более 300^оС), при работе в агрессивных средах, не допускающих присутствия не только масла, но даже его паров.

Для обеспечения нормальной работы машин и аппаратов применяют уплотнения и уплотняющие устройства.

Смазочные устройства

В зависимости от условий работы применяют различные способы подачи смазочного материала к деталям и узлам.

Индивидуальный способ, при котором смазочный материал подается к жаждой трущейся паре от независимого устрой­ства, расположенного вблизи поверхности трения, применяют в случае, когда пары трения находятся далеко одна от другой или требуют различных смазочных мате­риалов.

Смазывание посредством окунания в масляную ванну (картерное смазывание) применяют для смазывания зубчатых и червячных передач

Централизованный способ, при котором несколько отдельно расположенных тру­щихся пар смазываются от одного общего смазочного устройства.

Если трущиеся пары требуют малого количества смазочного материала (напри­мер, в условиях периодической работы или при трении качения в легком режиме), то он может подаваться периодически. В остальных случаях он подается не­прерывно. Подача смазочного материала разбрызгиванием из общей масляной ванны используют для смазывания передач и подшипников редукторов, коробок передач станков и автомобилей. Разбрызгивание и “масляный туман” создаются погруженными в масло зубчатыми колесами и маслоразбрызгивающими кольцами.

Устройства для подачи жидких масел. Индивидуальное периодиче­ское смазывание жидким смазочным материалом без принудительного давления осуществляют с помощью масленок с по­воротной крышкой (рис. 22.1, а) или шариковых масленок

Индивидуальное непрерывное смазыва­ние под давлением применяют для ответ­ственных трущихся пар, оно осуществля­ется от простейших насосов небольшой производительности: плунжерных, лопаст­ных или шестеренных.

Централизованное смазыва­ние осуществляют многоточечными ма­сленками, насосами и многоточечными распределителями со свободным или при­нудительным дозированием и многоплун­жерными лубрикаторами.

Устройства для подачи пластичного смазоч­ного материала. Разовое или периодическое закладывание или намазывание применяется для смазывания шарниров, резьбовых соединений, низкооборотных подшипников качения и скольжения. При этом пластичные смазки закладывают в корпуса подшипников в объеме свободного пространства, намазывают при сборке или подают периодически через индивидуальные смазочные устройства, например, колпачковыми масленками (рис.22.3., а) — при подвинчивании крышки смазочный мате­риал выдавливается из масленки и посту­пает к трущимся поверхностям. Пресс-ма­сленка под шприц (рис. 22.3, б) позволяет подавать смазочный материал под боль­шим давлением при помощи ручного шприца или механизированного подаю­щего устройства.

Непрерывное индивидуальное смазыва­ние осуществляется с помощью автома­тически действующих масленок (рис.22, в), у которых смазочный материал подается поршнем, находящимся под действием пружины.

Централизованное периодическое сма­зывание осуществляется многоплунжерным насосом-лубрикатором или пресс-масленкой значительной вместимости.

Маслоуказатели. Уровень масла в масляных ваннах контролируют с помощью маслоуказателей. На рис. 22.4, а, б показаны круглые встроенные маслоуказатели, на рис. 22.4, в — удлиненный, а на рис. 22.4, г — трубчатый. Круглые и удлиненные указатели снабже­ны экранами для защиты от брызг масла и для лучшей видимости уровня- масла.

Наиболее простым является маслоуказатель в виде щупа. Уровень масла устанав­ливают по следам масла на щупе.

Смазочный материал в процессе работы загрязняется продуктами износа, а также пылью, абразивом и водой, попадающими извне; кроме того, в масле происходят химические изменения. Поэтому масло очищают в смазочной системе машины, а также периодически заменяют. Смазочные масла в системе машины очищают путем отстаивания и фильтрации. В отстойниках твердые включения и вода постепенно оседают на дно и в нижние слои, а верхние слои очищаются. Обычно этот вид очистки применяют перед филь­трацией. Для тонкой очистки масла применяют центробежные фильтры, а для очистки от продуктов износа метал­лов — магнитные фильтры.

Уплотнения

Уплотнения и уплотняющие устройства можно разделить на уплотнения для неподвижных соединений и уплотнения и устройства для уплотнения подвижных деталей.

Уплотнение неподвижных соединений. Для обеспечения герметичности плоские стыки чаше всего уплотняют листовыми про­кладками из упругого материала. Для уплотнения соединений общего назначения, например кры­шек маслосодержащих полостей, чаще всего применяют прокладочную бумагу толщиной 0,05-0,15 мм, кабельную бумагу (бумагу, про­питанную бакелитом или другими синтети­ческими смолами), прокладочный картон толщиной 0,5 — 1,5 мм, прессшпан и т. д. Наи­лучшими свойствами обладают прокладки из синтетических материалов типа полихлорви­нила и политрифторэтилена.

Для соединений, работающих при высоких температурах, применяют прокладочные мате­риалы с асбестом (асбестовую бумагу, асбе­стовый картон и т. д.). Паропроводы уплот­няют чаще всего паронитом, представляющим собой композицию асбеста с натуральной или синтетической резиной.

Широко применяют также герметики — уп­лотняющие мази разнообразной рецептуры, преимущественно на основе натуральной или синтетической резины, с соответствующими растворителями.

Уплотнение подвижных соединений. Наиболее обширная область применения этих уплотнений — это герметизация входных и выходных валов ма­шин. Уплотнения с одной стороны предупре­ждают утечку масла из корпуса машин, с дру­гой — защищают внутренние полости корпуса от внешних воздействий (проникновения пыли, грязи и влаги извне). Это особенно важно для машин, работающих на открытом воздухе в соседстве с агрессивными средами.

Особенно ответственную роль играют уп­лотнения в машинах и агрегатах с полостями, содержащими химически активные вещества (химическое машиностроение) или пищевые продукты (пищевое машиностроение) и т. д. Надежная герметизация этих полостей являет­ся важным условием обеспечения работоспо­собности машин.

Другая область применения уплотнений — это герметизация полостей в машинах, содер­жащих газы и жидкости при высоких давле­ниях или под вакуумом. В роторных машинах (в паровых и газовых турбинах, центробежных и аксиальных компрессорах и т. д.) необхо­димо уплотнение вращающихся валов и ро­торов; в поршневых машинах — уплотнение возвратно-поступательно движущихся частей (поршней, плунжеров, скалок).

Все системы уплотнений можно разделить на два класса: контактные и бесконтактные.

Бесконтактные уплотнения не имеют преде­лов по скоростям относительного движения; их срок службы не ограничен; уплотнительные свойства вообще ниже, чем у контактных уплотнений; полной герметизации можно до­биться лишь применением дополнительных устройств.

Контактные уплотнения. Сальники принадлежат к числу отживающих систем уплотнения. Их основной недоста­ток — повышенный износ, сопровождающийся потерей уплотнительных свойств, и неприспо­собленность к высоким окружным скоростям. Все же благодаря простоте и дешевизне саль­ники до сих пор применяют в узлах неответ­ственного назначения.

Манжета представляет собой выполненное из мягкого упругого материала кольцо с во­ротником, охватывающим вал. Под действием давления в уплотняемой полости воротник манжеты плотно охватывает вал с силой, про­порциональной давлению.

Широко применяют в машиностроении ар­мированные манжеты для валов. Эти уплот­нения представляют собой самостоятель­ную конструкцию, целиком устанавливаемую в корпус; манжету изготовляют из синтетиче­ских материалов, что позволяет придать ей любую форму; воротник манжеты стягивается на валу кольцевой витой цилиндрической пру­жиной (браслетной пружиной) строго регла­ментированной силой

Уплотнение разрезными пружинными коль­цами (рис.22.12) надежно, оно может держать большие перепады давления и при правиль­ном подборе материалов долговечно.

Кольцо устанавливают с небольшим натя­гом по отношению к втулке. В процессе ра­боты кольца стоят неподвижно во втулке или слегка проскальзывают. Под действием пере­пада давления кольца прижимаются торцами к стенкам канавок корпуса. Обычно устанав­ливают два — три кольца.

Уплотнения с резиновыми кольцами (рис.22.13), вво­димыми в канавки вала или промежуточной втулки, имеют ограниченное применение.

Бесконтактные уплотнения. Наиболее простым видом бесконтактного уплотнения является щелевое уплотнение - кольцевая щель между валом и Эффективность щелевого уплотнения повы­шают кольцевыми канавками, которые могут быть выполнены на валу или одновременно на валу и во втулке

Уплотнения отгонной резьбой применяют для герметизации полостей, содержащих жидкости.

Цель установки гребешковых уплотнений разбить масляную пленку, ползущую по валу, и отбросить масло действием центробежных сил в кольцевую по­лость, откуда оно стекает в корпус по дре­нажным отверстиям

Уплотнение отражательными дисками. Отра­жательные диски устанавливают перед щеле­выми уплотнениями с целью преградить до­ступ масла в щель и отогнать действием центробежной силы частицы масла, проникаю­щие в щель.

Лабиринтные уплотнения применяют для уплотнения полостей, заполненных газом и па­ром.

 

 

ТЕМА 23. ТИПОВАЯ АРМАТУРА