Червячный редуктор выбирают не только по моменту и передаточному числу, но и по тепловому режиму: из-за низкого КПД часть мощности уходит в тепло, и корпус должен это тепло отвести. Если тепловая мощность меньше потребной, редуктор перегревается и сокращает ресурс масла и пары. Разберём, как выполняется тепловой расчёт червячного редуктора.
Тепловой расчёт отвечает на вопрос: сможет ли корпус рассеять тепло, которое выделяется при заданной нагрузке, не превысив допустимую температуру масла. Для червячных редукторов это обязательная проверка — у них потери на трение больше, чем у зубчатых, а значит, больше и тепловыделение. Общий подход к проверке описан в статье о тепловом расчёте редуктора.
В червячной паре преобладает трение скольжения, поэтому КПД ниже — обычно 0,7–0,9. Потерянные проценты мощности превращаются в тепло. При мощности 3 кВт и КПД 0,8 потери составляют около 0,6 кВт — это как мощный нагреватель внутри корпуса. Поэтому нагрев червячного редуктора заметно выше, чем цилиндрического той же мощности.
Допустимая тепловая мощность — это мощность, которую редуктор может передавать в непрерывном режиме без перегрева. Для каждого типоразмера её указывают в каталоге при заданной температуре окружающей среды, обычно 20–40°C. В каталоге одноступенчатых червячных редукторов эта величина приведена для каждой модели. Если потребная мощность выше тепловой, узлу требуется дополнительное охлаждение или больший типоразмер.
В установившемся режиме выделяемое тепло Q₁ равно отводимому Q₂. Q₁ = P₁ × (1 − КПД), где P₁ — подводимая мощность. Q₂ = k × A × (t_масла − t_воздуха), где k — коэффициент теплоотдачи, A — площадь поверхности, t_масла и t_воздуха — температуры масла и окружающей среды. Из равенства находят установившуюся температуру масла и сравнивают её с допустимой.
Ориентир для минеральных масел — температура в масляной ванне около 80–90°C; для синтетики допустимые значения выше, точную границу даёт документация на смазку и паспорт редуктора. Контролировать температуру можно термометром или бесконтактным пирометром по корпусу. О границе нормы и признаках перегрева — в статье о перегреве червячного редуктора.
Если расчётная температура превышает допустимую, варианты: установить вентилятор на входной вал или внешний обдув, снизить нагрузку, увеличить типоразмер или заложить паузы в цикле. Для примера: в карточках SEW R 97 с i=216 и NMRV 063 с i=25 тепловая мощность зависит от типоразмера и режима — при непрерывной S1 именно её проверяют в первую очередь.
Режим S1 (непрерывная работа) — самый жёсткий по теплу: редуктор не успевает остыть между циклами. При повторно-кратковременном режиме S3 с паузами допустимая тепловая мощность выше, так как в паузах корпус остывает. Поэтому при подборе важно указывать не только момент, но и продолжительность включения ПВ% и число пусков в час.
Тепловой расчёт червячного редуктора сводится к проверке теплового баланса: выделяемое тепло должно отводиться корпусом без перегрева масла. Если узел не проходит по теплу — нужен обдув, больший типоразмер или переход на цилиндрический редуктор. Готовые исполнения — в каталоге червячных редукторов; проверить подбор по тепловому режиму можно через калькулятор подбора.
| Тип редуктора | Определяется по маркировке на шильдике |
|---|---|
| Передаточное число | Указано в обозначении модели (i=…) |
| Мощность | По паспорту электродвигателя (кВт) |
| Момент на выходе | Рассчитывается по мощности и оборотам |
| Гарантия | 12 месяцев с даты отгрузки |
Это проверка того, что редуктор при заданной нагрузке отведёт выделяемое тепло и не превысит допустимую температуру масла. Особенно важен для червячных передач из-за низкого КПД.
Зависит от смазки и типа редуктора: ориентир для минеральных масел — около 80–90°C в масляной ванне. Точное значение указано в паспорте редуктора и документации на смазку.
Когда при непрерывной работе S1 мощность превышает допустимую тепловую при естественном охлаждении. Обдув вентилятором повышает тепловую мощность редуктора.
Выбрать больший типоразмер, добавить обдув, снизить нагрузку или перейти на цилиндрический редуктор с более высоким КПД.
Тепловой расчёт червячного редуктора — проверка того, что корпус рассеет тепло, выделяемое при заданной нагрузке, без перегрева масла: Q₁ = P×(1−КПД) должно отводиться поверхностью корпуса Q₂ = k×A×Δt.
Допустимая тепловая мощность указывается для каждого типоразмера при температуре среды 20–40°C. В режиме S1 она ниже, чем в режиме S3 с паузами. При перегреве помогают обдув, больший типоразмер или переход на цилиндрическую передачу.
Готовые исполнения — в каталоге червячных редукторов, проверка подбора по моменту и режиму — через калькулятор. Подробнее о перегреве — в статье о перегреве червячного редуктора.
Пришлите мощность, передаточное число и режим работы — инженер проверит тепловой баланс и предложит решение.
Подобрать редуктор