Тепловой баланс червячного редуктора

Тепловой гидродинамический насос

Тепловой баланс червячного редуктораТепловой баланс червячного редуктора червячный

Тепловой расчет и охлаждение червячных передач

Червячные передачи работают с большим выделением теплоты. В результате температура масла в ванне агрегата (редуктора) может достигнуть предельного значения (75-95 °С), и передача потеряет работоспособность из-за заедания.

Для предотвращения чрезмерного нагрева масла проводят расчет червячного редуктора на нагрев.

Уравнение теплового баланса для червячной передачи, работа­ющей в закрытом корпусе в непрерывном режиме без охлаждения, мож­но записать в виде

где – КПД передачи; – передаваемая мощность, кВт;

= 8–17.5 Вт/(м 2 ∙°С) – коэффициент теплопередачи корпуса (большие значения принимают при хорошей циркуляции воздуха); t и to – соответственно температура масла и окружающего воздуха, °С; А – площадь свободной поверхности охлаждения корпуса, включая 70%площади поверхности ребер и бобышек, м 2 ; коэффициент, учиты­вающий теплоотвод в раму или плиту (равен 0.3 при прилегании ос­нования корпуса по большой поверхности) .

Площадь свободной поверхности можно найти из приближенного соотношения , где –межосевое расстояние переда­чи, мм.

Произведение в левой части равенства (22.12) равно количест­ву теплоты, выделяемой передачей. Правая часть этого равенства показывает количество теплоты, отводимой через поверхность корпу­са.

Если охлаждение вентилятором недостаточно эффективно, то следует применить водяное охлаждение или увеличить размеры редук­тора.

§ 15.13. Тепловой расчет

§ 15.13. Тепловой расчет

При работе червячных передач выделяется большое количе­ство теплоты. Потерянная мощность (1 — η ) Р на трение в зацеп­лении и подшипниках, а также на размешивание и разбрызгива­ние масла переходит в теплоту, которая нагревает масло, а оно

через стенки корпуса передает эту теплоту окружающей среде. Если отвод теплоты недостаточен, передача перегреется. При перегреве смазочные свойства масла резко ухудшаются (его вязкость падает) и возникает опасность заедания, что может привести к выходу передачи из строя.

Тепловой расчет червячной передачи при установившемся режиме работы производится на основе теплового б а л а н- с а, т. е. равенства тепловыделения QB и теплоотдачи Q 0.

Количество теплоты, выделяющееся в непрерывно работаю­щей передаче в одну секунду,

Q b = (1 — л ) Р.

где η — к.п.д. червячной передачи; Р — мощность на червя­ке, Вт,

Здесь Т2— вН 'М; сог— в рад/с.

Количество теплоты, отводимое наружной поверхностью кор­пуса в одну секунду,

Q 0 = Κ ί ( tM — tB ) А,

где А — площадь поверхности корпуса, омываемая внутри мас­лом или его брызгами, а снаружи воздухом, м 2. Поверхность днища корпуса не учитывается, так как она не омывается свобод­но циркулирующим воздухом; tB — температура воздуха вне кор­пуса; в цеховых условиях обычно /В = 20°С; /„—температура масла в корпусе передачи, °С; /Ст — коэффициент теплопередачи, т. е. число, показывающее, сколько теплоты в секунду передается одним квадратным метром поверхности корпуса при перепаде температур в один градус, зависит от материала корпуса ре­дуктора и скорости циркуляции воздуха (интенсивности вентиля­ции помещения).

Для чугунных корпусов, не обдуваемых вентилятором, прини­мают /Ст = 12. 18 Вт/(м 2 »°С). Большие значения используют при незначительной шероховатости и загрязненности поверхности наружных стенок, хорошей циркуляции воздуха вокруг корпуса и интенсивном перемешивании масла (при нижнем расположении червяка).

По условию теплового баланса QB = Q 0. т. е.

(1- η ) Р1 = Кт (*„-*.) Л,

откуда температура масла в корпусе червячной переда­чи при непрерывной работе без искусственного охлаждения

Значение [/]м зависит от мар­ки масла. Обычно принимают [/]„ = 80. 95 °С.

Если при расчете окажется, что /м >[/]м, то необходимо: либо увеличить поверхность охлаж­дения Л, применяя охлаждаю­щие ребра (в расчете учитыва­ется только 50 % поверхности ребер, рис. 15.12), либо приме­нить искусственное охлаждение, которое может осуществляться:

Червячные передачи из-за высокого скольжения и низкого КПД работают с большим тепловыделением .

Тепловой баланс червячного редуктораТепловой баланс червячного редуктора червячный

Нагрев масла выше допустимой температуры [t°]м приводит к снижению его вязкости, потере защитных свойств, разрушению масляной пленки и возможности заедания в передаче.

Тепловой расчет червячной передачи производят на основе теплового баланса. т.е. равенства тепловыделения Qвыд и теплоотдачи Qотд . Из условия

определяют допустимую температуру tм масла в корпусе при непрерывной работе и естественном охлаждении

где t0 – температура воздуха вне корпуса (обычно t0 = 20°C);

ψ - КПД передачи;

Р1 – мощность на червяке, кВт;

А – площадь поверхности редуктора, м 2 .Поверхность днища не учитывают, так как она не обтекается свободно воздухом;

ψ – коэффициент, учитывающий отвод тепла от днища редуктора в основание;

КТ – коэффициент теплоотдачи (тепловой поток в секунду с 1 м 2 при перепаде температуры в 1°С) зависит от материала корпуса и скорости циркуляции воздуха. Для чугунного корпуса при естественном охлаждении КТ = 12…18 Вт/(м 2 ·°С). В зависимости от марки масла [t]м = 90…110°С.

Если при расчете получится tм > [t]м . то необходимо:

1) на корпусе предусмотреть охлаждающие ребра. В расчете дополнительно к площади А учитывают 50% поверхности ребер;

2) применять искусственное охлаждение вентилятором. устанавливаемым на валу червяка. Коэффициент КТ = 20…40 Вт/(м 2 ·°С) при n1 = 1000…3000 мин -1 ;

3) использовать охлаждение водой. проходящей через змеевик, установленный в масляной ванне;

4) применять специальную систему смазывания с охлаждающим радиатором.

Тепловой баланс червячного редуктора червячныйТепловой баланс червячного редуктора баланс

Теги: 

Рекомендуем также прочитать

Мощность и работа постоянного тока
Выбираем Сервоприводы Для Шагающих Роботов Zerber 28 Мар 2008 Привет всем!
Mалогабаритные электродвигатели