Винтовой маслоподъемник для подачи масла в редукторах с вертикальным расположением валов Советский патент 1992 года по МПК F16H57/04 

(Л

С

Использование машиностроение Сущность изобретения: винтовой маслоподъем- ник для подачи масла в редукторах с вертикальным расположением валов содержит полый вертикальный вал с винтовой нарезкой на конце, размещаемом в маслосборном гнезде редуктора Боковой профиль винтовой нарезки выполнен по удлиненной эвольвенте, что уменьшает площадь его торцевого сечения и увеличивает площадь проходного торцевого сечения, а. следовательно, компенсирует снижение расхода масла за счет падения скоростного напора из-за низкой частоты вращения мас- лоподъемных винтов. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в редукторах, передающих вращение между вертикальными валами, а конкретно применяемых для привода насоса в скважинах, сепараторах и т.п.

Известны передачи с вертикальным расположением валов, использующие для обеспечения смазкой верхней полости редуктора винтовые маслоподъемники. Для подачи в этих передачах к зубчатым колесам и подшипникам необходимого количества масла примеччются винтовые насосы, состоящие из вертикального винта, охваченного обоймой-корпусом и приводимого во вращение одним из валов редуктора, как правило быстроходным.

Недостатком такой конструкции является слабая производительность маслоподъ- емника при низкой частоте вращения винта (п « 200-300 об/мин).

Известно устройство, принятое в качестве прототипа, являющегося наиболее близким по технической сущности к изобретению, использующее традиционные профили нарезок: ленточная, трапецеидальная, метрическая либо метрическая асимметричная, которые обеспечивают достаточный напор при частоте вращения винтов только выше 1000 об/мин, а при ГР200-300 об/мин, как в приводах скважинных насосов, не создают требуемого расхода и напора из-за недостаточного по величине удельного проходного торцевого сечения винтов с указанными профилями канавок.

Основным недостатком этого устройства является его слабая эффективность при малой (п 200-300 об/мин) частоте вращения маслоподьемных винтов.

Целью изобретения является повышение производительности винтового масло- подъемника при его использовании с

xj vl 00

низкой частотой вращения нагнетающих винтов за счет увеличения удельного проходного торцевого сечения.

Указанная цель достигается за счет того, что боковой профиль винтовой нарезки выполнен поудлиненней эвольвенте, которую получают в станочном зацеплении инструмента с заготовкой за счет большого отрицательного смещения производящей рейки. При нарезке зубьев с большими отрицательными смещениями образуется так называемый глубокий подрез. От эвольвеи- тной части профиля отсекаются значительные ее участки, по мере увеличения абсолютной величины смещения можно подобрать такое его значение ( - -4), при котором весь эвольвентный профиль срезается, а зуб становится очерченным только по удлиненной эвольвенте. Площадь его торцевого сечения уменьшается на порядок, тем самым увеличивая площадь проходного торцевого сечения канавки. А, как известно, чем больше величина этого сечения, тем выше эффективность насоса. Таким образом, увеличение площади проходного сечения компенсирует снижение расхода за счет падения скоростного напора из-за низкой частоты вращения мас- лоподъемных винтов.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема двухступенчатого редуктора в вертикальном разрезе с винтовым маслоподъем- ником; на фиг. 2 - семейство боковых профилей винтовой канавки по мере увеличения абсолютной величины коэффициента смещения х.

Многоступенчатый редуктор содержит пустотелый разъемный корпус 1 с размещенными в нем подшипниковыми опорами 2, в которых вертикально установлен полый тихоходный вал 3. Тихоходная ступень расположена в нижней части корпуса и состоит из неподвижного водила 4с размещенными в нем сателлитами 5, центрального колеса б с наружными зубьями и центрального колеса 7 с внутренними зубьями, соединенного с тихоходным валом 3 шлицевым соединением. Быстроходная ступень размещена над тихоходной на высоте выше уровня заливки масла, обозначенного меткой А.

Быстроходная ступень состоит из водила 8 с размещенными в нем сателлитами 9, центральных колес 10 и 11. Водило 8 соединено с полым тихоходным валом 3 резьбовым соединением 12 и , следовательно, имеет его же частоту вращения. Центральное колесо 11 быстроходной ступени связано с центральным колесом 6 тихоходной ступени шлицевым соединением 13. В расточке полого тихоходного вала 3 размещены

подшипниковые опоры 14. в которых установлен полый вал 15 центрального колеса 10 быстроходной ступени. Полый вал 15 посредством штифта 16 соединен с быстроходным вертикальным валом 17, размещенным в расточке полого вала 15. К нижнему концу полого вала 15 пристыкован полый вертикальный вал маслоподъемника 18 с винтовыми нарезками на внутренней

0 поверхности D и на наружной поверхности

Е, имеющими взаимно противоположное

винтовое направление. Профиль по крайней

мере наружной нарезки вала 18 выполнен

по эвольвенте, получившей подрезание по

5 удельной эвольвенте в результате отрицательного смещения производящей рейки при нарезании указанных канавок (фиг. 2).

Варьируя величиной х коэффициента смещения, можно увеличить площадь впа0 дин, определяющих суммарную величину проходного торцевого сечения, до максимально возможной. Последнее лимитируется заострением вершин зубьев, т.е. достижением размера Sa величины, равной

5 нулю. Вал 18 находится над верхним уровнем тихоходной ступени, а при залитом в корпусе масле вал 18 целиком погружен в масляную ванну, т.е. находится ниже уровня, обозначенного меткой А. Вал 18 с зазо0 ром расположен в маслосборном гнезде 19 редуктора. Внутри вала 18 пропущена уп- лотнительная трубка 20, так же жестко связанная с корпусом. Маслосборное гнездо 19 и трубка 20 на своих цилиндрических повер5 хностях F и G, смежных соответственно с наружной Е и внутренней D поверхностями вала 18, имеют каждая винтовую нарезку с направлением, противоположным направлению ответной винтовой нарезки вала 18.

0Полость зазора между наружной поверхностью Е полого вала 18 и смежной с ней поверхностью F гнезда 19 и полость между внутренней поверхностью D полого вала 18 и смежной с ней наружной поверхностью G

5 уплотнительной трубки 20 соединены друг с другом последовательно, переходя далее в маслоподводящий канал 21, образованный внутренней поверхностью полого вала 15 и наружной поверхностью уплотнительной

0 трубки 20, по которому масло нагнетается наверх к радиальнорасположенным распылителям 22, выполненным в стенках полых валов 3 и 15 и находящихся над быстроходной ступенью. Через эти распылители мас5 ло, поднятое до их среза, переливается вниз, омывая узлы быстроходной ступени, находящейся над уровнем масляной ванны, т.е. над меткой А.

Подача смазки к узлам быстроходной ступени происходит следующим образом.

Полый вал 18, вращающийся с частотой полого вала 15, винтовой нарезкой на наружной поверхности Е нагнетает масло вниз, которое затем под некоторым давлением поступает в зазор между внутренней поверхностью D полого вала 18 и наружной поверхностью G уплотнительной трубки 20. Имеющиеся на этих поверхностях винтовые нарезки взаимно противоположного направления создают дополнительный напор. Образующийся в результате суммарный напор перемещает масло вверх по масло- подводящему каналу 21. Дойдя до распылителей 22, выполненных в стенках валов 3 и 15, очо переливается через них, смазывая узлы быстроходной ступени. (На фиг, 1 описанное движение масла указано стрелками). Для снижения величины расхода Q (л/мин) любая из боковых поверхностей D или Е полого вала 18, либо поверхность F гнезда 19 или поверхность G уплотнительной трубки 20 могут выполняться гладкими, т.е. без канавок, w

На фиг. 1 представлен случай, когда все четыре коаксиально расположенные поверхности имеют винтовые нарезки. Такая ком- бинация обеспечивает максимально возможную для данных частоты вращения полого вала 18 и его наружного и внутреннего диаметров величину .расхода подаваемого наверх масла.

ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Винтовой маслоподъемник для подачи масла в редукторах с вертикальным расположением валов, содержащий предназначенный для соединения с валом редуктора

полый вертикальный вал с винтовой нарезкой на конце, размещаемый в маслосбор- ном гнезде редуктора, отличающийся тем, что, с целью повышения его производительности за счет увеличения удельного

проходного торцевого сечения, боковой профиль винтовой нарезки выполнен по удлиненной эвольвенте.

Фиг. I

Фиг. 2.