Тепловой расчет червячного редуктора

 

При работе редуктора потери мощности, вызванные трением в зацеплении и в подшипниках, перемешиванием и разбрызгиванием масла, приводят к нагреву деталей редуктора и масла. При нагреве вязкость масла резко падает, что приводит к нарушению режима смазки. Нормальная работа редуктора будет обеспечена, если температура масла не превысит допускаемой.

Данный расчет применим к редукторам всех типов, но практически для зубчатых редукторов малой и средней мощности он является излишним, так как КПД их высок, а тепловыделение невелико. Для червячных и зубчато-червячных редукторов этот расчет является обязательным.

При установившемся режиме работы редуктора все выделяющееся тепло отдается через его стенки окружающему воздуху; этому соответствует определенный перепад температур между маслом и окружающим воздухом. Условие работы редуктора без перегрева

 

 

где  - температура масла, ;

 – температура окружающего воздуха, (обычно принимают );

 - расчетная мощность (или мощность на валу червяка), Вт;

 - КПД редуктора;

 - коэффициент теплопередачи (;

 - площадь теплоотдающей поверхности корпуса редуктора, ; при расчетах допускается принимать ;

 - допускаемый перепад температур между маслом и окружающим воздухом (меньшие значения – для редукторов с верхним расположением червяка).

Если , то следует увеличить теплоотдающую поверхность ребрами пропорционально соотношению ; можно уменьшить , увеличив . Для этого применяют обдув корпуса, повышающий  на 50…100%. Если оба указанных способа оказываются недостаточно эффективными, следует установить в масляной ванне змеевик, по которому пропускают охлаждающую воду.

ПРИМЕР 2.5. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА

 

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты должен проверяться на нагрев.

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения

 

где  - коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму;

 – коэффициент теплоотдачи для чугунных корпусов при естественном охлаждении;

 - допустимая рабочая температура;

η – КПД редуктора;

Р – мощность на валу червяка;

А – площадь теплоотдающей поверхности;  .

Мощность на валу червяка

 

 

Площадь теплоотдающей поверхности

 

 

Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха и принимаем коэффициент теплопередачи .

Отсюда получаем

 

 

Для уменьшения  следует соответственно увеличить теплоотдающую поверхность пропорционально отношению , сделав корпус ребристым.