Тепловой расчет червячных передач

Червячные передачи работают с большим тепловыделением. Если масло нагреется до температуры, превышающей допустимую [t]_max ≈ 95°, то оно теряет защитную способность и приводит к опасности заеданий в передаче. Расчет проводят на основе теплового баланса, т.е. приравнивают тепловыделения теплоотдаче.

Количество тепла (ккал/час), выделяющееся в непрерывно работающей червячной передаче равно:

.

Максимальное количество тепла, отводимое корпусом передачи находится из соотношения:

,

где: η – КПД червячной передачи,

N₁ – передаваемая мощность, KBт,

K_T – коэффициент теплоотдачи

K_T = 10 …16 ккал/м²

t₀ – температура окружающего воздуха, °С,

S – свободная поверхность охлаждения корпуса передачи (плюс 50 % поверхности ребер), м².

ψ – коэффициент, учитывающий теплоотвод в фундаментную плиту или раму ψ ≈ 0,3.

Приравнивая левые части уравнений /на основе теплового баланса: Q = Q_1max, после преобразований можно получить рабочую температуру масла или мощность, длительно передаваемую передачей при условии, что температура масла в редукторе не превышает допустимой:

,

или:

.

Если t > [t]_max, т.е. Q > Q_max, то должен быть предусмотрен отвод избыточного тепла Q – Q_1max. Это достигается оребрением редуктора, искусственной вентиляцией, змеевиками с охлаждающей жидкостью в масляной ванне и др. охлаждающими устройствами.

Если передача работает с перерывами и время непрерывной работы и паузы малы по сравнению с временем разогрева передачи до установившейся температуры, то расчет можно вести по тем же зависимостям, что и при постоянном режиме, но по среднему количеству тепла, выделяющемуся за единицу времени, тогда, в формулы вместо Q подставляют

,

где: Т_Р – время работы,

Т_общ – общее время: время работы (Т_р) плюс время пауз за один цикл работы передачи или, например, за 1 час.

Для передач, работающих с длительными остановками, во время которых они успеют остыть, расчетом определяют время "Т" непрерывной работы до приобретения маслом предельно допустимой температуры.