
一,高承載能力圓柱齒輪減速器特點。
1.規(guī)格齊全,適用范圍廣。
標準減速器(ZBJ19004)有三個系列ZDY(單級),ZLY(兩級)和ZSY(三級),共44個機座,2294種不同形式規(guī)格的減速器,傳動比范圍i=1.25~100,傳遞功率范圍P=4.3~6670kW,適用于各行業(yè)的傳動機械。
2.承載能力高,重量輕,體積小該產(chǎn)品目前已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。但在使用中也發(fā)現(xiàn),盡管其傳動效率很高,但由于尺寸相對很小,依靠外表面自然散發(fā)損耗功率所轉(zhuǎn)化的熱量,保持較佳的潤滑油溫,在大多數(shù)工況條件下已不可能滿足要求,嚴重限制了減速器承載能力的發(fā)揮,因此需對減速器的熱態(tài)進行研究,開發(fā)出與減速器相配套的冷卻潤滑裝置,提高減速器的熱功率。
二,減速器熱態(tài)過程及熱功率簡述。
減速器的熱態(tài)過程包括其發(fā)熱和散熱過程。發(fā)熱源為:嚙合損失,軸承損失,攪油損失,密封損失,風(fēng)扇損失等。
減速器熱量傳遞可用圖1表示,存在傳導(dǎo),對流及輻射三種傳熱方式的綜合作用,因此,精確計算減速器在不同條件下的散熱尚需進一步深入研究,目前是以德國尼曼教授推薦的公式為依據(jù)進行計算。
減速器由于過大的功率損失而導(dǎo)致溫度升高,限制系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮,通常產(chǎn)生很大影響。
將系統(tǒng)平均極限溫度所確定的熱功率稱為第一熱功率,即減速器在連續(xù)工作狀態(tài),其潤滑油溫度保持不變(Δt油/h<1℃),此時所加載的功率稱之為第一熱功率,簡稱熱功率。
將由齒輪表面抗膠合的極限溫度所確定的熱功率稱為第二熱功率,一般在高速運行時才考慮,由國家標準《漸開線圓柱齒輪膠合承載能力計算方法》計算。
圖2所示是減速器機械功率與熱功率的比較。通常圓柱齒輪減速器的熱功率遠遠低于其機械功率,因此要充分發(fā)揮其性能,關(guān)鍵在于提高熱功率。
三,提高減速器熱功率的方法。
由熱功率計算公式可知,提高減速器的熱功率就是通過對減速器的冷卻,增加其散熱量,通常采用以下幾種方法:風(fēng)扇散熱冷卻;水管散熱冷卻;強制循環(huán)油當(dāng)設(shè)計變量被賦值后,要對相互關(guān)聯(lián)的約束進行檢查,因此,在約束中存在約束傳遞規(guī)劃問題。一種算法是首先產(chǎn)生變量取值所有可能的組合,然后再對這些取值進行沖突檢查,這種算法最大的問題是效率太低,通過固定某些變量的值,并且還會導(dǎo)致沖突,來提高計算效率,這就是標準的回退算法;改進這種被動約束檢查的一種算法是前瞻算法,當(dāng)某一變量被賦值后通過約束確定那些與此值相關(guān)聯(lián)的變量(尚未賦值)的有效范圍,則在接下來的變量取值便不會與前面的變量沖突。如果此值為空,則說明前面的取值有問題,或者存在沖突。這兩種約束規(guī)劃相比較,對于較大規(guī)模的約束問題,前瞻算法效率更高,因此,采用此算法。
1.風(fēng)扇散熱和水管散熱冷卻。
風(fēng)扇散熱與水管冷卻,從設(shè)計,結(jié)構(gòu),控制上均簡單方便,不需任何外界動力。用戶投入低且效果明顯,但均有限制條件,對于風(fēng)扇散熱,當(dāng)減速器輸入軸轉(zhuǎn)速小于750r/min,效果較差,一般不采用該方法;另外一般在室內(nèi)較宜,室外效果較差。水管散熱必須有充足的水源條件。新開發(fā)了一種節(jié)水型水管散熱冷卻裝置……
在進水口處增加一個溫控器控制的電磁閥,將溫控器的發(fā)訊設(shè)定于某一溫度,當(dāng)高于該值時,溫控器控制電磁閥打開冷卻水通道。由試驗研究可知,一般中小規(guī)格的減速器連續(xù)工作,平均7h后才達到熱平衡,見圖5;因而在此之前,是不需要水冷卻的;另外我國四季溫差大,設(shè)計時只是考慮平均氣溫為20℃,往往是冬天富余,而夏天不足。
為了提高水管冷卻的效果,水管在箱體里布置方式和形狀也很重要,設(shè)計中應(yīng)加以重視。
圖5減速器工作時間與油池溫度的關(guān)系采用該水管冷卻裝置,減速器熱功率可提高約30%,比其它水冷卻裝置可節(jié)水30%. 2.強制循環(huán)油潤滑冷卻。
強制潤滑冷卻主要用于大規(guī)格減速器及關(guān)鍵設(shè)備中,采用該裝置效果明顯,單獨潤滑冷卻裝置主要用于單機,集中潤滑冷卻裝置主要用于機組或生產(chǎn)線中,最新開發(fā)了一種緊湊型潤滑冷卻裝置系列,專門用于和ZBJ19004圓柱齒輪減速器相配,它具有結(jié)構(gòu)緊湊,互換性好等特點,在傳遞相同功率時,使用本裝置減速器規(guī)格平均可以減少1~2擋,重量減輕30%~50%,減速器工作油溫保持在最佳狀態(tài),延長了減速器的使用壽命,冷卻器可節(jié)水30%.四,減速器設(shè)計應(yīng)注意的問題在選擇提高功率的方法時,應(yīng)進行經(jīng)濟分析,一般風(fēng)扇和水管冷卻投資少,適用于中小規(guī)格的減速器;強制循環(huán)油潤滑冷卻相對投資較大,適用于關(guān)鍵設(shè)備及大規(guī)格的減速器。
減速器采用風(fēng)扇冷卻時,帶錐齒輪的減速器比圓柱齒輪減速器效果更加明顯。