Тепловой расчет, охлаждение и смазка передач

Механическая энергия, потерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает передачу. Если отвод тепла недостаточный, передача перегревается и выходит из строя.

Количество тепла, выделяющегося в передаче, ккал/ч

Q= 860 (1 –)N₁, (9.23)

где N₁– мощность на входном валу, кВт;– к.п.д. передачи.

Через стенки корпуса редуктора тепло отдается окружающему воздуху – происходит естественное охлаждение. Количество тепла, отданного при этом,

Q₁=K_T(t₁–t₀)S, (9.24)

где S– поверхность охлаждения, м²;t₁– внутренняя температура редуктора или температура масла,⁰С;t⁰– температура окружающей среды (воздуха),⁰С;K_T– коэффициент теплоотдачи, ккал/м²чград.

Под поверхностью охлаждения Sпонимают только ту часть наружной поверхности корпуса редуктора, которая изнутри омывается маслом или его брызгами, а снаружи – свободно циркулирующим воздухом. По последнему признаку обычно не учитывают поверхность днища корпуса. Если корпус снабжен охлаждающими ребрами, учитывают только 50% их поверхности.

Допускаемая величина t₁зависит от сорта масла, его способности сохранять смазывающие свойства при повышении температуры. Для обычных редукторных масел допускаютt₁до 60 – 70⁰С (наибольшая температура 8590⁰С). Авиационные масла допускаютt₁до 100 – 120⁰С.

Значение t₀указывают в задании на проектирование (обычноt₀20⁰С).

Если в уравнениях (9.23) и (9.24)

QQ₁, (9.25)

это означает, что естественного охлаждения достаточно.

В противном случае необходимо применять искусственное охлаждение или снижать мощность передачи.

Искусственное охлаждение осуществляют следующими способами:

1. Обдувают корпус воздухом с помощью вентилятора (рис.9.10,а).

При этом К_тповышается до 1824 ккал/м²чград.

Обдуваемая поверхность обычно снабжается ребрами.

2. Устраивают в корпусе водяные полости или змеевики с проточной водой

(рис.9.10,б). При этом К_тповышается до 80180 ккал/м²чград при скорости воды в трубе до 1 м/с.

3. Применяют циркуляционные системы смазки со специальными холодильниками (рис.9.10,в).

В первых двух случаях, а также при естественном охлаждении смазка осуществляется путем частичного погружения одного из колес пары (см.рис. ) или червяка (рис.9.10,а и б) в масляную ванну. Во избежание больших потерь на разбрызгивание и перемешивание масла, а также для того, чтобы масло не вспенивалось (при этом снижаются смазывающие свойства), глубина погружения колес в масло не должна превышать высоты зуба или витка червяка для быстроходных колес и 1/3 радиуса тихоходных колес. Рекомендуемое количество масла в ванне ~ 0,35 – 0,7 л на 1 кВт передаваемой мощности.

При циркуляционной смазке (рис.9.10,в) масло подают насосом в места зацепления и к подшипникам. При этом оно прогоняется через фильтр и холодильник. Непрерывная очистка масла является большим преимуществом циркуляционной смазки, она применяется при окружных скоростях 12 – 15 м/с.

Рис.9.10

Искусственное охлаждение применяют в некоторых случаях для червячных и всех глобоидных передач.

Для зубчатых, а также для червячных передач при сравнительно малой мощности и высоком к.п.д. (многозаходные червяки), как правило, достаточно естественного охлаждения.

Сорт масла выбирают в зависимости от окружной скорости и нагруженности передачи.