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克維斯傳動:新型號減速器熱散失設施研討
作者:無錫市克維斯傳動機械有限公司    發布于:2013-04-17 08:33:33    文字:【】【】【
摘要:克維斯傳動:新型號減速器熱散失設施研討
1概述。

  在煤礦井下使用的帶式輸送機,刮板輸送機等大型設備配用的減速器一般都具有大的機械功率,由于井下環境條件差,粉塵多,必然對這些大功率減速器在工作時的散熱造成不利的影響,若這些大功率減速器連續負荷運行,箱體內部作為潤滑和冷卻用的油液的溫度必然會升高,當減速器連續負荷運行達到潤滑油允許溫度(煤礦行業用減速器為90)時,減速器的輸出功率(又稱熱功率)將變得很小,一般當減速器的機械功率大于150kW時,其熱功率只有額定機械功率的50%以下,而且機械功率越大熱功率越小,使減速器的工作處于大馬拉小車狀態,造成能源的巨大浪費。因此,研究煤礦井下大功率減速器的散熱問題就具有十分重要的意義。不同規格三級減速器在給定工作條件下的機械功率和熱功率數值。

  2幾種散熱裝置的散熱效果對比試驗。

  齒輪箱(減速器)的熱功率試驗是在DCS.150齒輪試驗臺上進行,其齒輪參數見表2.試驗時,陪試齒輪箱采用循環油潤滑并有盤狀管通水冷卻,試驗齒輪箱采用油池潤滑,自然散熱,潤滑油均為120#中極壓齒輪油。試驗臺的運轉與加載采用第1種運行方式,即正向旋轉正向加載,按試驗齒輪的強度條件,最大加載的封閉扭矩折算到高速軸上=600Nm,分為四級加載,即150,300,450,600Nm,采用的主電機轉速為1000r/min,則高速軸的轉速1579r/min.試驗時分別在不同級加載下,每隔15min記錄試驗齒輪箱潤滑油的溫度,直到熱平衡為止。達到熱平衡溫度的標志是:在該溫度下試驗臺連續運轉20min,試驗齒輪箱的潤滑油溫度不再上升。在每級載荷下試驗達到熱平衡時停止,等待試驗箱潤滑油溫度自然降低至室溫,再重復做2~3次,準確記錄在該載荷下的熱平衡溫度,然后增加一級載荷再進行試驗。在任何一級載荷下,若試驗齒輪箱潤滑油的溫度超過90,則說明在該級載荷下熱平衡超過允許值,應立即停止試驗。

  21風扇散熱。

  試驗時在離開試驗齒輪軸端面150mm處放置一臺電風扇,為使試驗接近于工業風扇的工況,在電風扇葉片的外周裝一特制的殼罩,控制進風與出風沿軸向流動。電風扇的轉速有高,中,低3檔,經過測試其風速分別為543,413,358m/s,在每檔風速下試驗3~4次,其中高速檔風速時齒輪箱的熱功率試驗結果的平均值為139kW,比自然散熱的熱功率提高35%,可見采用風冷散熱還是比較有效的。

  但在煤礦井下使用風扇會嚴重污染周圍的工作環境和機械設備,并且它是利用輻射換熱,所能散失的熱量有限。

  22盤狀管散熱。

  試驗用的齒輪試驗臺在正常使用時,其試驗齒輪箱是采用油池潤滑,現專門設計并制造一盤狀管,并利用了齒輪箱的透氣孔與放油孔實現安裝,可以通水直接冷卻齒輪箱內潤滑油。

  在冷卻水不同流速和流量下,對盤狀管的散熱效應進行了多次試驗,結果表明采用該盤狀管,冷卻水的最佳流速為075m/s,相應的水流量為027m/ h,進水與出水的溫度差為55.試驗齒輪箱采用盤狀管散熱后,其熱功率為165kW,比自然散熱的熱功率提高60%,比風冷散熱效果更好。但采用盤狀管通水冷卻,當減速器箱體內的結構緊湊時,盤狀管的盤繞長度受到安裝空間的限制,散熱效果就得不到保證。

  23板塊式與列管式散熱裝置散熱。

  板塊式與列管式散熱裝置是新開發的散熱裝置,它具有如下特點:(1)散熱效果好,能使功率大于100kW的大型減速器的熱功率接近額定的機械功率;(2)安裝空間小,可用于結構緊湊的各種類型齒輪減速器,蝸輪減速器和其他動力傳動箱;(3)根據不同系列減速器外形尺寸與功率大小,可以對散熱裝置進行系列化設計與制造,與相應的減速器配套;此外,它結構簡單,加工方便,造價低,冷卻水用量也較小。銅質板塊式和銅管列管式2種散熱裝置的散熱效應的試驗結果。

  從數據可以看出,這2種散熱裝置的散熱效果均比盤狀管的散熱效果好,而且列管式散熱裝置的散熱效果比板塊式散熱裝置更好。這種散熱裝置對解決井下大型減速器的散熱問題有著廣泛的發展前景。

  3結語。

  為有效改善大型減速器的散熱狀況,對定型的標準減速器,設計合理的散熱裝置是一種有效的手段,是切實可行的事后補救措施。對于非標準減速器設計,在允許和可能的條件下適當增大其箱體的外形尺寸,并沿箱體外壁增設加強肋,或者采用浮動結構的箱體,以加大散熱面積。對于鑄造箱體的大型減速器,設計時可以考慮在上,下箱體的內部設置空心水套,用冷卻水散熱,這些都有利于提高減速器的散熱效果。

  對于功率大于1000kW的大型減速器,其熱功率所占機械功率的百分比很低,采用一般的散熱裝置難于見效。同時這一類型大型減速器,通常是負荷大,轉速高,不適宜采用油池潤滑。故應采用循環油潤滑,即在減速器機體之外設置專門的潤滑油循環系統,并對儲油箱進行冷卻。這樣,可加大潤滑油進油與出油的溫度差,實現熱交換散熱,提高減速器的散熱效果。

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