Smarowanie przekładni

Olej spełnia w przekładni ślimakowej niezmiernie ważną rolę. Jego zadaniem jest ochrona powierzchni zębów przed zbyt wczesnym zniszczeniem, zmniejszenie tarcia międzyzębnego oraz udział w odprowadzeniu na zewnątrz ciepła, wytworzonego w czasie pracy przekładni. Te wielorakie i odpowiedzialne zadania wymagają, aby przy doborze gatunku oleju zwrócić baczną uwagę na wszystkie jego cechy.

Najbardziej charakterystyczną cechą oleju jest bezwątpienia jego lepkość. Im mniejsza jest lepkość oleju, tym mniejsze jest jego tarcie międzycząstkowe. Z drugiej jednak strony im mniejsza jest lepkość oleju, tym film olejowy jest mniej wytrzymały na przerwanie wskutek nacisku między zębnego. Dobór oleju musi być zatem pewnym kompromisem. Lepkość oleju powinna być możliwie mała ze względu na tarcie, lecz jednocześnie na tyle duża, aby zabezpieczała utrzymanie filmu olejowego między powierzchniami stykających się zębów. Przy bardziej obciążonych zębach nałeży stosować oleje o większej lepkości. Z drugiej strony przy większych prędkościach obwodowych przekładni należy dobierać oleje o mniejszej lepkości. Watson, jako kryterium dla doboru lepkości, zaleca stosować wyrażenie, które jest ilorazem obciążenia zęba przez prędkość obwodową ślimaka.

Lepkość wszystkich olejów zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Przy wyborze gatunku oleju decyduje lepkość, określona w normalnej temperaturze pracy przekładni. Zależność więc lepkości od temperatury nie jest sprawą obojętną. Tymczasem w różnych olejach zmienność ta jest różna. Charakteryzuje ją tzw. wskaźnik lepkości. Im wskaźnik lepkości jest bliższy liczby 100, tym olej odznacza się mniejszymi zmianami lepkości towarzyszącymi zmianom temperatury. Im wskaźnik lepkości jest natomiast bliższy zeru, tym spadek lepkości wraz ze wzrostem temperatury jest większy. Wysoki wskaźnik lepkości jest bezsporną zaletą oleju. Oleje o wyższych wskaźnikach lepkości są zwłaszcza pożądane przy większych zmianach temperatur oleju, a więc w przypadkach pracy przy zmiennym obciążeniu przekładni albo w zmiennej temperaturze otoczenia.

Oleje o tej samej lepkości mogą mieć różną smarność. Własność ta wiąże się z pojęciem przyczepności (adhezji) oleju do metalu i wpływa korzystnie zarówno na wielkość współczynnika tarcia, jak i na trwałość filmu olejowego pracującego pod obciążeniem. Smarność zależy nie tylko od samego oleju, ale i od materiałów uzębienia oraz struktury powierzchni zębów, a zwłaszcza od ich gładkości.

Do olejenia przekładni ślimakowych stosuje się zazwyczaj oleje mineralne z dodatkiem środków podwyższających ich smarność. Do najczęściej spotykanych dodatków należą oleje roślinne lub zwierzęce w ilościach nie przekraczających kilku procentów. Oleje odporne na wysokie naciski, czyli tzw. oleje aktywowane, zawierające pochodne chlorowe lub siarkowe związków organicznych nie znajdują, jak dotychczas, zastosowania w przekładniach ślimakowych. Tłumaczy się to korozyjnym działaniem tych dodatków na brąz, z którego wykonana jest zazwyczaj ślimacznica. Olej musi być czynnikiem chemicznie obojętnym wobec wszystkich tworzyw, znajdujących się w przestrzeni olejowej. Dlatego w niektórych olejach stosuje się nawet specjalne dodatki mające na celu zapobieganie zjawisku korozji.

Olej powinien charakteryzować się odpornością na utlenianie. Pod wpływem bowiem powietrza, temperatury oraz katalicznego działania metali część składników olejowych ulega utlenieniu i polimeryzacji. W wyniku tego wytwarzają się w oleju substancje smoliste i gumiaste, które zdecydowanie obniżają własności oleju. Dlatego też w szeregu olejach stosuje się specjalne dodatki antyoksydacyjne. Opóźniają one proces psucia się oleju działając bądź jako katalizatory ujemne reakcji utleniania, bądź jako niwelatory katalicznego działania metalu, bądź wreszcie, jako związki wiążące tlen.

Ciepło właściwe oleju ma również bardzo duże znaczenie, ponieważ olej spełnia rolę medium chłodzącego. Im większe jest więc ciepło właściwe oleju, tym skuteczniejsze jest chłodzenie.

Dla przekładni pracujących w bardzo niskich temperaturach istotną rolę odgrywa temperatura krzepnięcia oleju, tj. temperatura, w której olej ulega zgalaretowaceniu, uniemożliwiając prawidłowe jego wykorzystanie.

Kolor oleju i jego ciężar właściwy nie odgrywają natomiast jakiejś zasadniczej roli, pomimo, że kolor oleju daje obraz stopnia rafinacji, a ciężar właściwy może w pewnym stopniu charakteryzować gatunek oleju. Na przykład oleje o podstawie parafinowej przy tej samej lepkości mają niższy ciężar właściwy od olejów o podstawie naftenowej. Tak się składa, że oleje o podstawie parafinowej są na ogół olejami trwalszymi, odporniejszymi na utlenianie i mającymi wyższy, tzn. lepszy wskaźnik lepkości. Jednak nie ciężar właściwy, ale właśnie takie cechy, jak lepkość, wskaźnik lepkości i odporność na utlenianie charakteryzują zalety tych olejów. Na plus niższego ciężaru właściwego można by tylko przytoczyć argument, że w lżejszych olejach łatwiej wydzielają się zarówno zanieczyszczenia stałe, jak i woda.

Jeżeli chodzi o sposób doprowadzenia oleju, to może on być bardzo różnorodny. Rozróżnia się olejenie ręczne, zanurzeniowe i natryskowe. Olejenie czy smarowanie ręczne nie wymaga objaśnień. Stosuje się go zresztą tylko w przekładniach otwartych używanych do ręcznego obrotu różnego rodzaju urządzeń.

Olejenie zanurzeniowe polega na wykorzystaniu ruchu obrotowego zanurzonych w wannie olejowej części ruchowych przekładni. Ruch ten ma na celu wywołanie rozbryzgu oleju i stworzenie w korpusie mgły olejowej. Wannę olejową stanowi dolna część korpusu przekładni. W oleju zanurzony jest ślimak względnie ślimacznica, które przy ruchu obrotowym wywołują rozbryzg oleju. Wskutek rozbryzgu olej zostaje dostarczany do przestrzeni zazębienia, a następnie oddaje swe ciepło ściankom korpusu. Poziom oleju w korpusie nie powinien być ani zbyt niski, ani zbyt wysoki. Zbyt niski poziom oleju nie zapewnia dostatecznego olejenia, zbyt wysoki — powoduje niepotrzebnie duże straty energii, pogarsza sprawność przekładni, a tym samym podnosi jej temperaturę oraz może być nawet przyczyną przeciekania oleju na zewnątrz.

Olejenie natryskowe polega na doprowadzeniu do przestrzeni zazębienia oleju za pomocą specjalnych przewodów oraz pompy olejowej. Pompa czerpie olej z dolnej części korpusu przekładni. Jest więc zapewniony obieg oleju. W obieg ten włączone są jeszcze zazwyczaj filtry lub osadniki do czyszczenia oleju oraz chłodnica dla chłodzenia oleju. Chłodzenie oleju pozwala bowiem obniżyć temperaturę pracy w przekładni. Urządzenia do olejenia natryskowego zaopatruje się poza tym w zawory, ciśnieniomierze, termometry oraz ewentualnie w inne urządzenia zabezpieczające przed spadkiem ciśnienia, bądź alarmujące o tym spadku. Ciśnienie, wydajność oraz prędkość wylotowa strugi olejowej muszą być przy olejeniu natryskowym starannie dobrane. Zbyt obfite, pod zbyt dużym ciśnieniem i ze zbyt dużą prędkością, olejenie powoduje niepotrzebne straty energii. Zbyt ubogie, pod zbyt małym ciśnieniem i ze zbyt małą prędkością wylotową olejenie nie spełnia natomiast swego zadania.

Tak przedstawiają się zasady olejenia przekładni.
Szczegółowe wskazówki dla wyboru sposobu olejenia i gatunku oleju omówione zostaną później w rozdziale, poświęconym projektowaniu przekładni ślimakowych.

Drukuj