Смазка и уплотнение коробок передач

Смазка. В коробках передач смазка служит для уменьшения трения, отвода тепла и уноса частиц износа. Она во многом опре­деляет работоспособность коробок.

Смазка подводится к контактирующим поверхностям, которые находятся в относительном движении между собой, т. е. к зубьям шестерен, подшипникам скольжения и качения и другим различ­ным сочленениям.

По месту нахождения масла система смазки бывает двух ти­пов: с мокрым или сухим картером. При мокром картере масло заливается непосредственно в картер коробки, при сухом – в отдельную емкость. Во втором случае масло на смазку подается нагнетающим насосом. Стекающее в картер масло забирается от­качивающим насосом и направляется в емкость. Последняя мо­жет быть расположена или внутри, или снаружи картера.

Смазка может осуществляться разбрызгиванием, под давле­нием и быть комбинированной.

Смазка разбрызгиванием применяется только с мо­крым картером. В этом случае уровень должен иметь определенное значение, и отклоняться от него можно только в ограниченных пределах. Этот способ применяется в основном для простых ступен­чатых коробок передач с неплотной компоновкой. При такой смазке требуются повышенные объемы картера для хранения масла и отвода тепла. Качество смазки зависит в большой степени от уровня масла, а также от углов дифферента и крена корпуса машины. Трудно организовать предварительный подогрев масла.

Смазка под давлением применяется в коробках с плот­ной компоновкой, когда к трущимся поверхностям нельзя подвести достаточного количества масла. Особенно это характерно для планетарных передач, где зубчатые зацепления и подшипники расположены в несколько ярусов. По сравнению с предыдущим этот способ позволяет: рационально организовать смазку, т. е. подавать масло к трущимся поверхностям в соответствующем количестве; осуществлять очистку масла в процессе работы; обеспечивать интенсивное охлаждение масла за счет радиатора.

Нагнетающий насос подает масло под давлением 0,15-0,25 МПа (1,5–2,5 кГ/см²). Температура масла в картере в зависимости от конструкции коробки не должна превышать 110-135° С.

Смазка под давлением применяется в основном с сухим кар­тером. В этом случае имеется возможность устранить почти все недостатки, характерные для смазки разбрызгиванием. Но система смазки существенно усложняется, так как необходимо устанавли­вать добавочную емкость (бак), нагнетающий и отсасывающий на­сосы, маслопроводы, уплотнения. Кроме того, часто приходится применять радиатор для отвода избыточного тепла.

При комбинированной смазке подвод масла осуще­ствляется и разбрызгиванием, и под давлением. Последнее делается только для наиболее нагруженных трущихся поверхностей и для тех, к которым разбрызгиванием масло подвести не удается. При этом способе картер мокрый. Применяется в основном для про­стых ступенчатых коробок передач с плотной компоновкой. Ос­новное преимущество комбинированной смазки – отсутствие до­полнительной емкости для хранения масла.

Уплотнения. Уплотнения обеспечивают нормальную работу системы смазки, а также предотвращают попадание пыли и грязи во внутренние объемы картера.

Уплотнения, употребляемые в коробках передач, можно разделить на две группы.

К пер вой относятся уплотнения, обеспечивающие гермети­зацию полостей с одинаковым давлением. Сюда относятся все уп­лотнения, устанавливаемые на вращающихся валах, выходящих из картера. Для выравнивания давления внутренняя полость картера сообщается с окружающей атмосферой с помощью спе­циального сапуна. В этой группе используются контактные и бесконтактные уплотнения. Среди контактных наибольшее рас­пространение получили пружинные кольца и самоподвижные ман­жеты, среди бесконтактных – отбойная резьба, маслосбрасывающие бурты, различные лабиринтные уплотнения и т. д.

На практике для повыше­ния надежности работы вра­щающиеся валы уплотняют не одним сальником, а исполь­зуют комбинации различных уплотнений.

Ко второй группе относятся уплотнения для герметизации полостей, имеющих разное давление. Сюда относятся уплотне­ния маслопроводов, подводящих масло под давлением от непод­вижных деталей к вращающимся валам.

В отличие от уплотнений первой группы уплотнения масло­проводов работают в крайне тяжелых условиях, так как они под­вержены высоким давлениям (до 1,4-1,8 МПа), работают при тем­пературах до 135 °С и их окружные скорости иногда достигают 20-25 м/с. Кроме того, из-за малых габаритов здесь исключается возможность применения комбинированных уплотнений. Все это приводит к тому, что в некоторых случаях работа этих уплотне­ний определяет работоспособность всей коробки передач. Поэтому к материалам и обработке уплотнительного узла предъявляются очень жесткие требования. Так, кольца изготавливаются из пер­литного чугуна с шаровидным графитом. Для лучшей приработки кольцо оксидируется или покрывается оловом. Обойма обычно изготавливается из легированных сталей, ее поверхность трения покрывается пористым хромом или цементируется. Поверхности обрабатываются с высоким классом чистоты и малыми допусками.

Синхронизаторы

Синхронизаторы получили широкое распространение и в на­стоящее время устанавливаются в большинстве простых ступен­чатых коробок передач с постоянным зацеплением шестерен.

С помощью синхронизаторов производится выравнивание угло­вых скоростей блокируемых деталей (шестерни и вала) перед включением передачи. Это осуществляется в основном за счет изменения скорости вращения деталей, связанных с ведомыми дисками главного фрикциона. Кинетическая энергия инерционных масс, подвергающихся выравниванию, превращается в тепло в буксующих парах фрикционного элемента синхронизатора.

Благодаря предварительному выравниванию угловых скоро­стей переключение передач с помощью синхронизаторов стано­вится плавным и сравнительно быстрым. Кроме того, для его освоения требуется меньшие навыки, так как водитель освобож­дается от таких сложных манипуляций, как «двойной выжим главного фрикциона» и «промежуточный газ». Синхронизаторы просты в изготовлении, занимают малые объемы, хорошо компо­нуются на валах между шестернями и повышают надежность ко­робок передач в целом.