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在我國(guó)指定的泰興減速機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中有兩個(gè)功率選用參量:一個(gè)是機(jī)械功率,即按減速機(jī)主要零件齒輪、軸等的強(qiáng)度條件來確定的功率;另一個(gè)就是熱功率,即在環(huán)境溫度為常溫時(shí),泰興減速機(jī)帶負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)至熱平衡狀態(tài)下的許允溫度時(shí)的最大使用功率,它是選用齒輪減速機(jī)的重要指標(biāo)。為了便于對(duì)機(jī)械功率和熱功率的研究,根據(jù)我國(guó)的減速器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ19004-88及ZBJ19026-90,將機(jī)械功率與熱功率對(duì)照如表:
從表中看出,減速機(jī)的機(jī)械功率越大,其熱功率所占的比值越小,最低僅占20%左右。對(duì)于皮帶驅(qū)動(dòng)站的減速機(jī),由于未采用適當(dāng)?shù)纳岽胧?,只能通過降低其機(jī)械功率使用來彌補(bǔ)低熱功率造成的限制,處于“大馬拉小車”的狀態(tài),否則,就會(huì)造成工作溫度過高、潤(rùn)滑系統(tǒng)失效,甚至引起機(jī)械熱損傷、齒輪膠合、軸承的燒傷咬死等。其結(jié)果只能是機(jī)械設(shè)備的工作能力得不到滿意的應(yīng)用和發(fā)揮,造成極大的浪費(fèi)損失。
由此看來,減速機(jī)熱功率的提高與有效的散熱措施密切相關(guān),為了保證良好的散熱,需在減速機(jī)上安裝一定的強(qiáng)制散熱裝置。在我國(guó)的減速機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,一般推薦采用油池潤(rùn)滑,自然散熱和盤狀管通水強(qiáng)迫冷卻,而在功率特別大的減速機(jī)上強(qiáng)調(diào)采用循環(huán)油潤(rùn)滑和冷卻。
熱功率是閉式減速機(jī)在不超過規(guī)定的潤(rùn)滑油平衡溫度條件下所能連續(xù)傳遞的最大功率。平衡溫度是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱和散發(fā)的熱基本平衡,溫升基本停止的潤(rùn)滑油溫度。熱功率大小取決齒輪副、軸承等件的效率、工況條件、最大的許用油箱溫度(潤(rùn)滑油溫度)以及采取的冷卻措施。超過熱功率的使用,意味著油膜變薄或破裂,降低其抗點(diǎn)蝕、抗膠合的能力,縮短運(yùn)行壽命。
在傳統(tǒng)的閉式減速機(jī)設(shè)計(jì)中,著重在蝸桿減速器中計(jì)算熱功率,因?yàn)樗趥鲃?dòng)比大時(shí),傳動(dòng)效率降低,產(chǎn)生的熱量較多?,F(xiàn)在由于各種齒輪的閉式傳動(dòng)裝置的更新?lián)Q代,例如圓柱和圓錐齒輪減速器、行星齒輪減速器的齒輪采取高強(qiáng)度合金鋼齒坯,經(jīng)滲碳、淬火、磨齒等精加工藝,承載能力成倍提高,相對(duì)體積和表面散熱的面積大為減少,盡管其傳動(dòng)效率高,功率損耗相對(duì)較小,平衡溫度仍然很高,承載能力受熱功率限制。必須確定其熱功率,按熱功率應(yīng)用,或采取輔助冷卻散熱措施,提高熱功率,以較好地利用其機(jī)械功率。
傳統(tǒng)的熱功率計(jì)算方法是按照損耗功率PV(轉(zhuǎn)變?yōu)闊?與熱散發(fā)功率PQ相等的原則擬定的:
損耗功率PV可分為隨載荷P1(輸入功率)變化的部分PVL=F{P,)和與載荷無關(guān)的部分PVN,,,即:
根據(jù)公式((3-15)、(3-16)可得出如下基本熱平衡方程:
另一方面,機(jī)械傳動(dòng)效率n的基本計(jì)算公式為:
通過調(diào)整輸入功率P1,使公式((3-17)、公式((3-18)成立,并以Pv=PQ代入式(3-18),此時(shí)的輸入功率君改寫為PG,即為熱功率PG計(jì)算式,因?yàn)镻v,n與P1有關(guān),計(jì)算為反復(fù)迭代過程。
由此可見,只要計(jì)算出熱散發(fā)功率和給出傳動(dòng)效率,即可求得熱功率。
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