ул. 2-я Бауманская, д. 5, г. Москва 105005
Малый Харитоньевский переулок, д. 4, г. Москва 101000
ul. 2-ya Baumanskaia, d. 5, Moscow 105005
Malyi Haritonevskii pereulok, d. 4, Moscow 101990
ул. 2-я Бауманская, д. 5, г. Москва 105005
ul. 2-ya Baumanskaia, d. 5, Moscow 105005
ул. 2-я Бауманская, д. 5, г. Москва 105005
ul. 2-ya Baumanskaia, d. 5, Moscow 105005
В статье показана взаимосвязь между снижением энергоэффективности и нагрузочной способности червячных передач с ростом амплитуды колебаний вращающего момента по мере увеличения нагрузки на сопряжение. Проведён анализ причин роста амплитуды колебаний вращающего момента при увеличении нагрузки на передачу. Показано, что нарушение режима автоколебаний, возникающих в червячной передаче, должно происходить по причине роста коэффициента трения, который зависит от условий смазывания, в частности, от толщины смазочной плёнки. В работе показано, что в случае смазывания передачи штатным минеральным маслом с наномодифицированной добавкой потеря устойчивости автоколебаний происходит при значительно больших нагрузках (290 Н×м), чем в случае смазывания штатным минеральным маслом без добавки (230 Н×м), что указывает на большую устойчивость этого варианта к возмущающим воздействиям, и может объясняться большей толщиной смазочной плёнки. В работе получены графики зависимости КПД червячной передачи от тормозного момента для различных вариантов смазочных материалов. Показано, что увеличение КПД в случае применения штатного минерального масла с наномодифицированной добавкой (нанодисперсной суспензии серпентина в растворе солей жирных кислот) по сравнению с штатным минеральным маслом связано с улучшением антифрикционности сопряжения и снижением амплитуды колебаний вращающего момента. В работе показано, что устойчивость червячной передачи к нагружающим воздействиям может быть экспериментально оценена путём замера амплитуды колебаний вращающего момента на быстроходном валу передачи. Для расширения диапазона допустимых нагрузок необходимо улучшение антифрикционных свойств смазочного материала путём использования наномодифицированной добавки, что приводит к снижению амплитуды автоколебаний червячного вала, уменьшению пути трения и к снижению потерь мощности.
The article demonstrates the relationship between a decrease in energy efficiency and the load-carrying capacity of worm gears with an increase in the amplitude of torque oscillations as the mating load increases. An analysis of the causes of the increase in the amplitude of torque oscillations with increasing gear load is conducted. It is shown that the disruption of the self-oscillation mode occurring in a worm gear should occur due to an increase in the friction coefficient, which depends on the lubrication conditions, in particular, on the thickness of the lubricant film. The paper demonstrates that in the case of lubrication of the gear with standard mineral oil with a nanomodified additive, the loss of stability of self-oscillations occurs at significantly higher loads (290 N×m) than in the case of lubrication with standard mineral oil without the additive (230 N×m), which indicates greater resistance of this option to disturbing effects, and can be explained by the greater thickness of the lubricant film. In this paper, graphs of the worm gear efficiency versus braking torque were obtained for various lubricant options. It was shown that the increase in efficiency when using standard mineral oil with a nanomodified additive (a nanodispersed suspension of serpentine in a solution of fatty acid salts) compared to standard mineral oil is associated with improved antifriction properties of the coupling and a decrease in the amplitude of torque oscillations. The paper demonstrates that the stability of the worm gear under loading effects can be experimentally assessed by measuring the amplitude of torque oscillations on the high-speed shaft of the gear. To expand the range of permissible loads, it is necessary to improve the antifriction properties of the lubricant by using a nanomodified additive, which leads to a decrease in the amplitude of self-oscillations of the worm shaft, a decrease in the friction path, and a reduction in power losses.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.