При работе червячных передач вследствие их невысокого КПД выделяется большое количество теплоты. Мощность (1-ц)Ри потерянная на трение в зацеплении и подшипниках, а также на размешивание и разбрызгивание масла, переходит в теплоту, нагревая масло, детали передачи и стенки корпуса, через которые она отводится в окружающую среду. Если отвод теплоты недостаточен, то передача может перегреться. При перегреве резко уменьшается вязкость масла и возникает опасность заедания, что может привести к выходу передачи из строя.
Тепловой расчет червячной передачи при установившемся режиме работы производят на основе теплового баланса, т. е. равенства тепловыделения Q„ и теплоотдачи Qa.
Тепловой поток, Вт (тепловая мощность), передачи в одну секунду
Здесь Тг — в Нм; п2 — в мин"'.
Тепловой поток, Вт (мощность теплоотдачи), наружной поверхности корпуса редуктора в одну секунду
где А — площадь только той части поверхности корпуса, которая омывается внутри маслом или его брызгами, а снаружи воздухом, м\ Поверхность днища корпуса не учитывают, так как она не омывается свободно циркулирующим воздухом. Приближенно поверхность А охлаждения корпуса можно принимать в зависимости от межосевого расстояния:
λ — коэффициент, учитывающий отвод тепла от днища редуктора в основание. При установке редуктора на металлической плите или раме λ = 0,1...0,3 (в зависимости от прилегания корпуса к плите); на бетонном или кирпичном основании λ-0;
tB — температура воздуха снаружи корпуса (в условиях цеха обычно tB = 20° С);
tм — температура масла в корпусе передачи, °С;
Кт — коэффициент теплопередачи, характеризующий тепловой поток, передаваемый в секунду 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 при естественном охлаждении КТ = 13...18 Вт/(м2 ■ °С). Большие значения принимают при незначительной шероховатости и чистых поверхностях наружных стенок, хорошей циркуляции воздуха вокруг корпуса и интенсивном перемешивании масла (при нижнем расположении червяка).
По условию теплового баланса Qn = Q0, т. е.
откуда температура масла в корпусе червячной передачи при непрерывной работе без искусственного охлаждения
(18.36)
Значение [t]M зависит от марки масла: [f]M = 95...110° С. Если при расчете получают tM>[t]M, то необходимо увеличить поверхность охлаждения А, предусмотрев охлаждающие ребра. Ребра
|
располагают вертикально по направлению движения свободно циркулирующего воздуха. В расчете учитывают только 50 % поверхности ребер в связи с теплообменом между соседними ребрами. Можно применять искусственное охлаждение, например, обдувом корпуса воздухом с помощью вентилятора, насаженного на вал червяка (рис. 18.12). В этом случае ребра располагают горизонтально — вдоль направления потока воздуха от вентилятора. В этом случае
Рис. 18.12. Охлаждение ребристого корпуса редуктора обдувом воздуха
от вентилятора: / — охлаждающие ребра; 2— вентилятор
Коэффициент КТв теплоотдачи при обдуве вентилятором
| |||||
В червячных передачах с большим тепловыделением применяют охлаждение масла водой, проходящей по змеевику (рис. 18.13, а), или применяют циркуляционную систему смазывания со специальным холодильником (рис. 18.13,6).
Рис. 18.13. Схемы искусственного охлаждения червячных передач: /—насос; 2-—фильтр; J —холодильник
