Винтовой маслоподъемник для подачи масла в редукторах с вертикальным расположением валов

 

Использование машиностроение Сущность изобретения: винтовой маслоподъемник 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 маслоподъемных винтов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 Н 57/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)00 й

1ф (21) 4908549/28 (22) 07.02,91 (46) 30.11.92. Бюл. N 44 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова

Д,Ф. (72) Г.Д, Малышев и В.И. Смирнов (56) Авторское свидетельство СССР

N 323595. кл. F 16 Н 1/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

¹ 93108, кл. F 16 N 7/16, 1950. (54) ВИНТОВОЙ МАСЛОПОДЪЕМНИК ДЛЯ

ПОДАЧИ МАСЛА В РЕДУКТОРАХ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ВАЛОВ

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 применяются 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 маслоподьемника при низкой частоте вращения винта (и 200 — 300 об/мин)., Ы„, 1778414 А1 (57) Использование: машиностроение. Сущность изобретения: винтовой маслоподъемник 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 маслоподъемных винтов. 2 ил.

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 o6/мин, а при n=200 — 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 (и =200 — 300 об/мин) частоте вращения маслоподъемных винтов.

Целью изобретения является повышение производительности винтового маслоподъемника при его использовании с

1778414 низкой частотой вращения нагнетающих винтов за счет увеличения удельного проходного торцевого сечения.

Указанная цель достигается за счет того, что боковой профиль винтовой нарезки, выполнен по удлиненной 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 эвольвентной части профиля отсекаются значительные ее участки, по мере увеличения абсолютной величины смещения можно подобрать такое его значение (х=--3 — -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 маслоподъемных винтов, На фиг. 1 изображена кинематическая схема двухступенчатого редуктора в вертикальном разрезе с винтовым маслоподьемником; 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 4 с размещенными в нем сателлитами 5, центрального колеса 6 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

50 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 поверхности 0 и на наружной поверхности

Е, имеющими взаимно противоположное винтовое направление, Профиль по крайней мере наружной нарезки вала 18 выполнен по эвольвенте, получившей подрезание по удельной эвольвенте в результате отрицательного смещения производящей рейки при нарезании указанных канавок (фиг. 2).

Варьируя величиной х коэффициента смещения, можно увеличить площадь впадин, определяющих суммарную величину проходного торцевого сечения, до максимально возможной. Последнее лимитируется заострением вершин зубьев, т,е. достижением размера Sa величины, равной 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 зазором расположен в маслосборном гнезде 19 редуктора. Внутри вала 18 пропущена уплотнительная трубка 20, так же жестко связанная с корпусом, Маслосборное гнездо 19 и трубка 20 на своих цилиндрических поверхностях 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.

Полость 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 уплотнительной трубки 20 соединены друг с другом последовательно, переходя далее в маслоподводящий канал 21, образованный внутренней поверхностью полого вала 15 и наружной поверхностью уплотнительной трубки 20, по которому масло нагнетается наверх к радиальнорасполо>кенным распылителям 22, выполненным в стенках полых валов 3 и 15 и находящихся над быстроходной ступенью. Через эти распылители масло, 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, 1778414

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 6 уплотнительной трубки 20, Имеющиеся на этих поверхностях винтовые нарезки взаимно противоположного направления создают дополнительный напор.

Образующийся в результате суммарный напор перемещает масло вверх по маслоподводящему каналу 21. Дойдя до распылителей 22, выполненных в стенках валов 3 и

15, оно переливается через них, смазывая узлы быстроходной ступени. (На фиг, 1 описанное движение масла указано стрелками).

Для снижения величины расхода 0 (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 кана

На фиг. 1 представлен случай, когда все четыре коаксиально расположенные поверхности имеют винтовые нарезки. Такая комбинация обеспечивает максимально

5 возможную для данных частоты вращения полого вала 18 и его наружного и внутреннего диаметров величину. расхода подаваемого наверх масла.

10 Формула изобретения

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

15 полый вертикальный вэл с винтовой нарезкой на конце, размещаемый в мэслосборном гнезде редуктора, отличающийся тем, что, с целью повышения его производительности за счет увеличения удельного

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

1778414

Составитель В.Смирнов

Техред M.Моргентал Корректор Н,Кещеля

Редактор A.6ep

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4177 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5