Тепловой расчет червячной передачи

Повышенное трение и, как следствие, пониженный КПД червячной передачи, приводят к значительному тепловыделению. Нагрев масла выше температуры 90…100°С уменьшает вязкость масла, его защитных свойств от износа и к опасности заедания передачи. Поэтому производится проверочный расчет по уравнению баланса количества выделяемого тепла при непрерывной работе передачи в единицу времени (W₁ Дж/с) и тепла, отводимого в окружающую среду (W₂ Дж/с), то есть, W1=W2.

Здесь W₁ = 10³(1 - h) N _l, Дж/с, где h - КПД червячной передачи без учета потерь на привод вентилятора, N₁ - мощность на червяке кВт.

W₂ = K_T (t_m - t₀) A (1 + y)Дж/с,

где К _т - коэффициент теплопередачи от поверхности корпуса редуктора. При естественном охлаждении он равен 12...18 Вт/м²град; t _m= 18…20°С и t _o- соответственно температура масла и окружающего воздуха; А, м² – площадь поверхности теплопередачи корпуса редуктора, омываемая снаружи воздухом (без учета площади основания); y - коэффициент, учитывающий теплоотвод через основание y = 0,3, если корпус редуктора установлен на стальном основании и y = 0, если корпус установлен на бетонном основании.

Площадь поверхности теплоотдачи А с некоторой точностью можно определить по формуле

,

где к = 1,2; а – межосевое расстояние; d ₁, d ₂ – диаметры червяка и червячного колеса.

Рабочая температура масла оценивается по формуле

.

Если t _m ³ t_max, то возможны следующие методы отвода избыточной теплоты:

а) Увеличение поверхности охлаждения (оребрение корпуса). В расчете учитывается 50% поверхности ребер. Необходимая поверхность охлаждения вычисляется по формуле:

, м².

б) Искусственный обдув корпуса редуктора крыльчаткой вентилятора, закрепленной на свободной части вала червяка и направление потока воздуха вдоль ребер охлаждения. Коэффициент теплоотдачи K _T, обдуваемых стенок достигает в этом случае до 40 Вт/м²град (см. таблицу 33)

в) Охлаждение масла в картере редуктора змеевиком с проточной водой (К _Т < 200 Вт/м²град).

Таблица 33

Приближенные значения коэффициента теплоотдачи K _T при использовании вентилятора.

Частота вращения вентилятора, n, об/мин
К Т, Вт/м^2град

Для червячных передач с цель обеспечения жидкостного режима смазки применяют смазочные масла с большей вязкостью, чем для цилиндрических и конических передач. Их обозначения и области применения приведены в [1].

Список использованных источников

1. В.Ф. Водейко. Расчет привода. Методические указания. Часть II Червячные, цилиндрические и глобоидные редукторы. – М.: МАДИ (ГТУ), 2010. - 60с.

Дата добавления: 2013-12-13