Расчет червячного редуктора.

Расчет червячного редуктора состоит из расчета его элементов — передач, валов, шпонок и подшипников, а также из теплового расчета.

Так как в червячных передачах происходят сравнительно большие потери передаваемой мощности на трение, то они работают с большим тепловыделением. Смазочные свойства масла при нагреве резко ухудшаются, и возникает опасность заедания передачи, в результате чего она выходит из строя. При установившемся режиме работы редуктора количество теплоты, выделяемой в нем, равно количеству отводимой от него теплоты. Этот тепловой баланс устанавливается при некотором определенном перепаде температур между находящимся в редукторе маслом и окружающим корпус воздухом. Тепловой режим работы редуктора удовлетворителен, если указанный перепад (разность температур масла и воздуха) лежит в допустимых пределах.

Количество теплоты Q, выделяемой в секунду непрерывно работающим редуктором с к. п. д. η при передаваемой червяком мощности Р1

Q=(1-eta)P_1

где Q — в Дж/с; Р — в Вт. Количество теплоты, отводимой через поверхность охлаждения корпуса редуктора,
Q_1=k(t_м-t_в)A

где k — коэффициент теплопередачи;
tM — температура масла;
tв — температура окружающего редуктор воздуха;
А — площадь поверхности охлаждения корпуса редуктора.

Так как Q=Q1 и разность температур Δt=tM-tв не должна превышать допускаемого значения [Δt], то из предыдущих формул следует, что

Delta t=t_м - t_в={P_1(1-eta)}/kA<=delim{[}{Delta t}{]}

где P - в Вт; k - в Вт/(м2×°С); tм и tв - в °C; A - в м2.

В зависимости от циркуляции окружающего редуктор воздуха принимают k=10...17 Вт/(м2×°С). При установлении допускаемого перепада температур должно выполняться условие tм≤60...70°С (в исключительных случаях до 90°С). Таким образом, при среднем значении tв=20°С [Δt]=40...50°С и в виде исключения [Δt]=70°C.

Расчет червячного редуктора.
Рис. 1

Формула служит для проверки редуктора на нагрев; по ней можно определить значение допускаемой по условию работы без перегрева мощности [P1] или площади А поверхности охлаждения редуктора. Если при тепловом расчете редуктора по формуле окажется, что площадь теплоотдающей поверхности редуктора недостаточна, корпус редуктора делают ребристым (см. рис. 1; 2). При расчетах учитывают только 50% поверхности ребер.

ребристый корпус редуктора
Рис. 2

Если окажется, что недостающая площадь теплоотдающей поверхности корпуса редуктора велика, то предусматривают искусственное охлаждение либо обдувом воздухом с помощью установленного на валу червяка вентилятора (см. рис. 1; 2; 3, а), либо установкой в корпусе редуктора змеевика из труб, через который пропускается холодная вода (рис. 3, б), либо применением циркуляционной системы смазки с холодильниками (рис. 3, в). При применении змеевика или циркуляционной смазки формулой

Delta t=t_м - t_в={P_1(1-eta)}/kA<=delim{[}{Delta t}{]}

пользоваться нельзя.

Расположение червяка в одноступенчатых редукторах
Рис. 3

При обдуве редуктора воздухом с помощью вентилятора коэффициент теплопередачи повышается до k=18...35 Вт/(м2×°С) и выше. При повторно-кратковременной работе редуктора (при отсутствии змеевика или циркуляционной смазки) производят проверку на нагрев:

Delta t=t_м - t_т={P_1(1-eta) Sigma t}/{60kA}<=delim{[}{Delta t}{]}

где Σt — сумма рабочих периодов в течение 1 ч, мин.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.