ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА СМАЗКИ РЕДУКТОРА Российский патент 2013 года по МПК F16N7/32 

Шестерни любого редуктора подвержены интенсивному износу, поэтому смазка МКПП позволяет повысить эксплуатационный ресурс и снизить расходы на обслуживание. Трансмиссионные масла классифицируются несколькими спецификациями, имеют не одинаковую маркировку и состав, поэтому пользователь должен иметь хотя бы минимальную информацию о смазке механической КПП.

Масло для МКПП

Коробка переключения передач является самым крупногабаритным редуктором в трансмиссии авто. Благодаря ступенчатому изменению передаточного числа водитель получает возможность совместить два диапазона – частоту вращения колес в интервале 50 – 1500 мин-1 и обороты коленвала ДВС 800 – 8000 мин-1. В зависимости от типа передачи, шестерни редуктора смазываются следующими способами:

• цилиндрические – масляная ванна с погружением тихоходных колес на треть диаметра, быстроходных на глубину h = 5m;
• конические – картерное смазывание с погружением нижнего зуба шестерни в масло целиком;
• планетарные – быстроходная ступень погружена в масляную ванну на всю глубину внутреннего зуба.

Коробка с цилиндрическими зубчатыми колесами

Планетарная коробка передач

Сливное отверстие должно иметь диаметр больше 20 мм, а уклон дна картера быть в пределах 3 градусов. Заливная пробка обычно расположена на уровне зеркала масляной ванны, что позволяет обходиться без щупа.

Сливное отверстие МКПП

Информация, какое масло заливать в механическую коробку передач, актуальна при ремонте сопряженных с КПП узлов и агрегатов (например, замена сцепления) при выработке ресурса самой смазки.

Заливное отверстие коробки передач

Редуктор традиционно относится к агрегатам с высокими эксплуатационными нагрузками. Кроме того, производители легковых авто используют различные конструкции зубчатых передач в не одинаковых моделях машин, поэтому периодичность замены масла в МКПП указана в мануале в обязательном порядке.

Пользователю следует учесть, что замена масла в МКПП имеет нюансы:

• при минимальном бюджете ТО (заливка минерального масла) увеличатся эксплуатационные затраты, так как снизится ресурс смазки;
• при покупке дорогостоящей синтетики, наоборот, повысятся начальные вложения, но срок службы такого масла выше, периодичность замены больше, чем в предыдущем случае;
• полусинтетика обладает рациональным соотношением качества и стоимости смазки.

Минеральное масло

Синтетическое масло

Полусинтетическое масло

Существуют зимние, всесезонные и летние масла, позволяющие подобрать смазку для неодинаковых эксплуатационных условий.

Таким образом, масло в МКПП решает несколько задач одновременно:

• смазка и снижение трения зубчатых передач;
• отвод тепла от пар трения;
• удаление металлических опилок с поверхностей изнашивающихся деталей редуктора;
• защита шестеренок и зубчатых колес от окисления и коррозии.

Стоимость 3 л трансмиссионной смазки значительно ниже, чем замена коробки МКПП или поломка зубчатой передачи во время движения.

Режимы работ МКПП

В силу эксплуатационных условий редуктор авто должен обеспечивать 1 – 2 низшие передачи, заднюю скорость и несколько высших передач. Большие передаточные значения (5/1 – 3,5/1) используются на низших передачах. При этом трансмиссия внедорожника достигает силового диапазона 9 единиц, у легковых машин ограничена значением 6 единиц. Тяговое усилие на низших передачах максимальное, но машина не может развить большую скорость.

Низшая передача

Передаточные отношения средних передач находятся в диапазоне 2,5/1 – 1,5/1. Снижается шум двигателя на тех же скоростях. Эти передачи считаются «короткими», сильно утомляют водителя, так как требуют частого переключения в изменившихся условиях движения.

Средняя передача

Высшие передачи достигают передаточное число, близкое к 1/1, то есть валы вращаются с одинаковыми угловыми скоростями. Это удобно на трассе при движении с постоянно высокой скоростью транспортного средства.

Высшая передача

В классических КПП обычно используются 3 вала – первичный, промежуточный и вторичный. В блоках шестерен зубчатые колеса косозубые для снижения шума. Помимо шестеренок в коробке имеются синхронизаторы, кулачки и муфты включения.

Для КПП с синхронизаторами старой конструкции используется бюджетное масло для механической коробки передач с маркировкой GL-4. Для большинства современных авто производители указывают масло гипоидное GL-5.

КПП с синхронизатором

Внимание: Попытка улучшить качество смазки в коробке отечественного ВАЗа с большим пробегом приведет к прямо противоположному эффекту – работа синхронизаторов нарушится, так как пленки от этих трансмиссионных смазок обладают разными свойствами.

Менять масло следует либо на СТО ,сотрудники которых подобных ошибок не допускают, либо придерживаться требований, прописанных в мауале по эксплуатации машины.

Трансмиссионная смазка считается расходным материалом, после определенного пробега ее компоненты начинают разрушаться, а внутри накапливается металлическая стружка и сторонние примеси, модифицирующие добавки разлагаются. Именно поэтому замена масла в механической коробке передач должна быть своевременной и технически грамотной.

Способы

В современных механизмах применяют следующие способы охлаждения редуктора.

1. Водяное охлаждение – конструктивное проектное решение (искусственное водяное охлаждение). Применяется в специальных редукторных механизмах в 1 из 2 вариантах.
   В первом случае предусмотрена перфорация корпуса (устройство нескольких каналов, через которые подается вода).
2. Во втором водяное охлаждение осуществляется с помощью змеевика (устанавливается в блок картера, заполненный смазочным веществом).
3. Воздушное охлаждение редуктора. Может быть искусственным или естественным.
   При искусственном воздушном охлаждении на червяк устанавливается крыльчатка вентилятора (центробежного). Крепление осуществляется через кожух, в который помещена крыльчатка. При этом корпусные ребра должны идти вдоль оси коробки. Искусственное воздушное охлаждение актуально для обеспечения работы мощных габаритных редукторов.
4. Система воздушного охлаждения самоотводом строится на использовании алюминиевых коробов с ребрами вертикального расположения. Такой подход хорош для легких приборов небольших размеров.

Выбор смазки для механической КПП

По международной системе API, разработанное американским институтом нефти, масло для МКПП маркируется буквами GL. Из шести существующих классов в механических КПП используются только GL-3 и GL-4 модификации. Однако в коробках с гипоидными передачами эксплуатируется масло GL-5.

В отечественном стандарте ГОСТ трансмиссионные масла обозначаются ТМ. В маркировке используются две цифры через дефис:

• первая – класс вязкости;
• вторая – группа для расшифровки эксплуатационных свойств из ниже представленной таблицы.

Класс вязкости по ГОСТ

Эксплуатационная группа масел по ГОСТ

В механические коробки заливают ТМ-3 – ТМ-5 для температурных режимов в пределах 150 градусов.

Кроме того, трансмиссионная смазка имеет классификацию вязкости по SAE, разработанной американским обществом инженеров. В системе SAE существует семь классов:

• четыре зимних с маркировкой W;
• три летних без маркировки;
• несколько всесезонных с двойной маркировкой.

Классификация масел по SAE

Например, трансмиссионное всесезонное масло для МКПП маркировки 75W90 имеет одновременно характеристики зимней трансмиссионной смазки 75W и летней 90.

Ведущими производителями КПП General Motors и Ford дополнительно разработаны собственные обозначения для трансмиссионных смазок АКПП. Компания ZF выпускает для легковых авто и внедорожников с МКПП смазку с маркировкой TE-ML 1 и TE-ML 2.

Несмотря на то, что смазка GL-5 имеет лучшие характеристики в сравнении с маслом GL-4, она не пригодна для механических КПП с синхронизаторами по ряду причин:

• серо-фосфорных присадок здесь больше – 6,5% вместо 4%;
• синхронизаторы изготовлены из медьсодержащих сплавов;
• в присутствии серы эти сплавы корродируют.

В переднеприводных машинах главная передача находится внутри коробки КПП, поэтому конструкторам пришлось выбирать между задирами шестерен главной передачи и коррозией синхронизаторов, поэтому в мануалах авто французских производителей в МКПП заливается масло GL-5, а остальные считают наилучшим вариантом, все GL-4.

Внимание: Синтетическое масло обычно имеет двойную спецификацию API, поэтому может применяется в редукторах трансмиссии без вышеуказанных проблем выбора.

Виды охлаждения редукторов

Вид естественного и искусственного охлаждения подбирается в зависимости от его размеров, производительности и конструктивных особенностей, связанных со способом установки. Всего их три.

1. Наиболее распространенный вариант – воздушное охлаждение. Может быть естественным, если конструкция устройства предусматривает достаточную площадь поверхности для самоотвода тепла. При искусственном охлаждении корпус оребряют или дополнительно комплектуют быстроходный вал кулером (вентилятором). При искусственном методе ребра важно располагать по линии движения нагнетаемого воздуха. Частота вращения кулера – от 1000 оборотов/минуту (наиболее эффективная работа системы).
2. Водяное охлаждение редуктора примеряется реже и предусматривает установку в блок с маслом змеевика (коллектора), по которому циркулирует вода, и устройство ребер на корпусе. Важно, чтобы змеевик располагался максимально близко к уровню смазочного материала.
3. Масляное искусственное охлаждение работает на разнице температур смазки на выходе из корпуса и масла, входящего в корпус. Для червячных и цилиндрических редукторов эта разница должна составлять не менее 5–8 градусов.

Периодичность замены смазки

В отличие от двигателя коробка передач расположена в труднодоступном месте машины, поэтому ежедневный контроль уровня и цвета смазки невозможен – никто не будет снимать колесо перед каждой поездкой, поэтому информация, нужно ли менять масло, должна основываться на следующих факторах:

• для МКПП принят интервал 7 лет эксплуатации либо пробег 100000 км (зависит от того, что наступит раньше);
• для городского цикла рекомендуется снизить эти показатели на 30%;
• указанный регламент – 70000 км пробега или 6,5 лет эксплуатации – действителен только для синтетического масла с максимальным сроком службы;
• при использовании полусинтетики менять масло в МКПП следует почаще – через 50000 км пробега;
• минеральную смазку необходимо менять каждые 40000 км пробега авто.

Пример из мануала Рено Кенго

Внимание: При покупке новой отечественной легковой машины информация, как заменить масло в коробке КПП, актуальна в этот же день. Так как с конвейера ВАЗ сходит с минеральным маслом, которое лучше поменять на полусинтетику сразу же.

Назначение

Отдельной группой редукторов, применяемых в производстве, выделяют крановые установки. Их главное назначение – изменение частоты вращения и крутящих элементов. Как правило, целесообразно их использовать либо в подъемном оборудовании при транспортировке грузов, либо как привод в оборудовании общего использования. Таким образом, редуктор РК-500 специальный крановый предназначен для изменения крутящих моментов и частоты вращения.

Условия применения

• Работа в повторно-кратковременном режиме, т.е. при переменных нагрузках с периодическими остановками, допускается длительная работа с постоянной нагрузкой;
• Вращение валов в любую сторону;
• Нагрузка одного направления и реверсивная;
• Окружная скорость не должна превышать 12 м/сек;
• Частота вращения входного вала не должна превышать 1500 об/мин;
• Атмосфера типов I и II по ГОСТ 15150-69 при запыленности воздуха не более 10 мг/м 3 ;
• Климатические исполнения: У, Т – для категорий размещения 1-3; УХЛ и О – для категории размещения 4 по ГОСТ 15150-69.

Читать также: Неисправность карбюратора бензопилы партнер 360 с

Заказ редуктора РК

Заказать и купить крановый редуктор РК-500 в можно по телефонам: 8-800-2000-220, +7 (8412) 233-133, +7 (8412) 233-134. ООО ПТЦ ПРИВОД осуществляет поставки в такие регионы, как: Москва, Ростов-На-Дону, Воронеж, Краснодар, Пенза. По вопросам стоимости, производства, модернизации и ремонт-а редукторов РК обращаться по контактным телефонам.

Условное обозначение редукторов РК при заказе: РК-500 -50-12М-У1-48 означает, что устройство типа РК, с межосевым расстоянием 500, номинальным передаточным числом 50, вариантом сборки 12, исполнением конца выходного вала – М и климатическим исполнением У1, числом зубьев зубчатой муфты 48

Технические характеристики

• при длительной работе с постоянной нагрузкой величина нагрузки должна быть уменьшена на 50% по сравнению с режимом ПВ = 40%;
• допускаемая радиальная консольная нагрузка на двухконцевые валы уменьшается в 2 раза.

Габаритные и присоединительные размеры

Размеры концов быстроходных валов

Размеры тихоходных валов (под муфты)

Мотор-редуктор NMRV по соотношению цена-качество лучше всех подобных продуктов, которые предлагаются российскому рынку. В любом изделии широкого модельного ряда гарантируется высокая надежность и оптимальная приемлемая цена.

Конструктора предусмотрели унификацию присоединительных размеров, что дает легкость подбора UD-RV (аналог NMRV) взамен получившего при эксплуатации проблему и вышедшего из строя мотор-редуктора практически любых компаний, предлагающих свою продукцию российскому потребителю.

Разработчиками конструкции подобрана очень эффективная в работе смазка на основе качественных синтетических и полусинтетических масел, схема смазки способствует бессбойной работе редукторных агрегатов и не требует замены все время их эксплуатации.

Диагностика уровня смазки

Ввиду использования неодинаковых зубчатых передач (планетарные, цилиндрические, конические) уровень масла в МКПП получается разным.

Производители КПП облегчили пользователям задачу, как проверить уровень масла:

• в пробку заливного отверстия либо встраивается щуп, либо горловина находится на уровне масляного зеркала;
• сливная пробка оснащена магнитом, собирающим металлическую стружку;
• дно картера имеет уклон в сторону сливного отверстия, однако авто должно стоять горизонтально, а смазка льется через воронку.

Уровень масла в МКПП ВАЗ 2110

Определившись, какое масло лить по вязкости и температурному режиму эксплуатации, можно поменять смазку в гараже самостоятельно. В эксплуатационном руководстве указано количество масла. Алгоритм, как проверить уровень смазки в коробке КПП, предельно простой:

• двигатель нужно прогреть, затем остудить в течение 3 часов после поездки;
• установить машину горизонтально;
• очистить корпус редуктора возле заливной пробки и открутить ее ключом.

Нормой считается уровень по нижней кромке заливного отверстия, во всех остальных случаях пользователь льет его внутрь до тех пор, пока смазка не начнет выливаться обратно.

Проверка уровня смазки

Внимание: Не рекомендуется намеренная установка авто горловиной вверх, так как при избыточном количестве масла снизится качество смазки, поднимется давление в картере.

СМАЗЫВАНИЕ РЕДУКТОРОВ

Смазываете зубчатых и червячных зацеплений и подшипников* уменьшает потери на трение, предотвращает повы­шенный износ и нагрев деталей, а также предохраняет детали от коррозии. Снижение потерь на трение обеспечивает повыше­ние КПД редуктору.

По способу подвода смазочного материала к зацеплению различают картерное и циркуляционное смазывание.

Картерное смазывание осуществляется окунанием зубчатых и червячных колес (или черняков) в масло, заливаемое внутрь корпуса. Это смазывание применяют при окружных скоростях в зацеплении зубчатых передач до v £ 12

* Смазывание подшипников в редукторах рассмотрено в гл. IX.

м/с , в зацепленипи червячных передач при окружной скорости червяка до v

Зубья конических колес погружают в масло на всю длину. В многоступенчатых редукторах часто не удается погружать зубья всех колес в масло, так как для этого необходим очень высокий уровень масла, что может повлечь слишком боль­шое погружение колеса тихоходной ступени и даже подшипни­ков в масло. В этих случаях применяют смазочные шестерни (рис. 10.32) или другие устройства. При v £ 0,5 м/с колесо погружают в масло до 1/6 его радиуса. При смазы­вании окунанием объем масляной ванны редуктора принимают из расчета

0,5 —0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощ­ности.

В косозубых передачах масло выжимается зубьями в одну сторону, а в червячных редукторах червяк, погруженный в масло, гонит масло к подшипнику. В том и другом случае для предотвращения обильного забрасывания масла в под­шипники устанавливают маслозащитные кольца (см. гл. IX).

Замена масла в механической КПП

После пробега 30 – 70 тысяч километров, когда менять масло следует по рекомендациям производителя, необходимо купить смазку в нужном количестве и запастись емкостью для слива отработки. Основными нюансами являются:

• менять масло в механической коробке передач следует на разогретом двигателе, чтобы увеличить скорость вытекания ГСМ из сливной горловины;
• самое лучшее масло, разбавленное некоторым количеством оставшейся внутри картера смазки, прослужит значительно меньше, поскольку потеряет заявленные характеристики;
• для доступа к сливному отверстию обычно демонтируется переднее колесо со стороны водителя, машина вывешивается на домкрате;
• примерно зная, сколько лили масла производители, можно избежать перелива.

Замена масла

При замене отработанной рабочей среды хорошим маслом улучшится переключение передач, исчезнет посторонний шум.

Конструирование шпоночных соединений

Шпоночные соединения предназначаются для передачи крутящего момента от вала к ступице или наоборот.

В зависимости от конструкции шпонки делят на призматические, сегментные, клиновые, тангенциальные, специальные. Наибольшее применение в машиностроении находят призматические шпонки ГОСТ 23360–78.

Шпонки подбирают в зависимости от диаметра вала и проверяют на прочность по напряжениям смятия:

,

где

наибольший крутящий момент с учётом динамических нагрузок при пуске, Нмм;

диаметр вала, мм;

высота шпонки, мм;

заглубление шпонки в вал, мм;

рабочая длина шпонки;

МПа – допускаемое напряжение смятия.

Основные размеры шпонок будем выбирать по таблице на с.131, [1].

Длина шпонки берётся меньше длины ступицы по предлагаемому ряду длин шпонок.

Параметры призматических шпонок для валов привода представлены табл.П2.9.

Параметры призматических шпонок для валов привода

Источник