齒輪箱潤(rùn)滑流量計(jì)算
2013-02-27
摘 要：本文通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例介紹齒輪箱循環(huán)式稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法。
關(guān)鍵詞：齒輪箱；稀油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)；設(shè)計(jì)原理；計(jì)算方法
齒輪箱的制造質(zhì)量是保證齒輪長(zhǎng)期正常工作的必要條件，但齒輪潤(rùn)滑油的循環(huán)系統(tǒng)對(duì)齒輪壽命的影響也是很大的，如果齒輪的潤(rùn)滑流量不足，會(huì)造成齒輪齒面的粘著破壞，縮短齒輪的壽命，如潤(rùn)滑流量設(shè)計(jì)過(guò)大則會(huì)造成投資的增加、運(yùn)行成本的增加。所以選擇一個(gè)合理的潤(rùn)滑流量對(duì)齒輪箱的設(shè)計(jì)是十分重要的。
齒輪的潤(rùn)滑方式是采用油浴潤(rùn)滑方式還是采用噴淋潤(rùn)滑，取決于齒輪外沿的圓周切線速度。當(dāng)圓周切線速度大于15 m/s時(shí)，采用噴淋潤(rùn)滑方式；如圓周切線速度小于15 m/s ，原則上可采用油浴潤(rùn)滑方式，但要進(jìn)行熱平衡校驗(yàn)，如果齒輪箱外形很緊湊，散熱面積小，要采用噴淋潤(rùn)滑方式。所以齒輪箱潤(rùn)滑方式的確定，要視潤(rùn)滑油液是否達(dá)到熱平衡。
齒輪箱噴淋潤(rùn)滑方式的流量計(jì)算是十分重要的，本文介紹一種大型齒輪箱的工程計(jì)算方法，供工程設(shè)計(jì)人員參考：
根據(jù)比熱容的計(jì)算公式，經(jīng)過(guò)單位變換可得出下式：
式中：Q——潤(rùn)滑流量；
K——系數(shù)；
C——潤(rùn)滑油的比熱容；
ΔT——溫差；
PF——功率損失；kW
例：某冶金企業(yè)減速機(jī)，電機(jī)額定功率為5000 KW，電機(jī)的過(guò)載系數(shù)為2.5倍，負(fù)載曲線見(jiàn)附圖，齒輪為單級(jí)齒輪硬齒面人字形齒，加工精度為6級(jí)，機(jī)械效率0.99（不含軸承的機(jī)械效率），潤(rùn)滑油的密度取值0.85，潤(rùn)滑油的比熱容為1.88，并假設(shè)潤(rùn)滑油的流量為均勻連續(xù)介質(zhì)。試計(jì)算齒輪齒面的潤(rùn)滑流量。
1、計(jì)算發(fā)熱功率：
根據(jù)減速箱的負(fù)載功率曲線，可按算術(shù)平均功率計(jì)算公式計(jì)算該減速箱的平均功率。
考慮齒輪箱的效率為0.99，齒輪箱輸入軸的實(shí)際功率為P=P平均/0.99=3232 kW
假設(shè)齒輪的功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，則發(fā)熱功率為PF=32 kW
2、計(jì)算潤(rùn)滑流量：
式中：潤(rùn)滑油的比熱容C=1.88
潤(rùn)滑油的密度0.85
設(shè)允許的潤(rùn)滑油溫差ΔT=10℃
可將上式簡(jiǎn)化為Q=3.75×PF=3.75×32=120 l/min
潤(rùn)滑油流量的Z終確定與潤(rùn)滑油的噴射方式有著密切的關(guān)系，潤(rùn)滑油的噴射方式有兩種；低壓（采用鋼管頭打扁）噴射和高壓（加阻尼和噴嘴）噴射，一般說(shuō)來(lái)，采用低壓噴射方式時(shí)流量取大值，采用高壓噴射方式時(shí)流量取小值。噴嘴的安裝位置應(yīng)放在齒輪嚙合區(qū)的分離面上，有利于熱量的帶出。
潤(rùn)滑流量的Z終確定還與潤(rùn)滑油箱體和冷卻強(qiáng)度有著密切關(guān)系，所以在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要中和考慮包含當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度等各方面的因素，才能設(shè)計(jì)出Z優(yōu)的潤(rùn)滑系統(tǒng)。雙級(jí)或多級(jí)齒輪的減速箱的流量確定，其第二級(jí)的流量按單級(jí)齒輪計(jì)算流量的90%計(jì)取較為合理，其余各級(jí)按上述原則遞減。
參考文獻(xiàn)：
中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)摩擦學(xué)會(huì)《潤(rùn)滑工程》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986
《國(guó)內(nèi)外Z新潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑實(shí)用手冊(cè)》廣東科技出版社，1997
關(guān)鍵詞：齒輪箱；稀油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)；設(shè)計(jì)原理；計(jì)算方法
齒輪箱的制造質(zhì)量是保證齒輪長(zhǎng)期正常工作的必要條件，但齒輪潤(rùn)滑油的循環(huán)系統(tǒng)對(duì)齒輪壽命的影響也是很大的，如果齒輪的潤(rùn)滑流量不足，會(huì)造成齒輪齒面的粘著破壞，縮短齒輪的壽命，如潤(rùn)滑流量設(shè)計(jì)過(guò)大則會(huì)造成投資的增加、運(yùn)行成本的增加。所以選擇一個(gè)合理的潤(rùn)滑流量對(duì)齒輪箱的設(shè)計(jì)是十分重要的。
齒輪的潤(rùn)滑方式是采用油浴潤(rùn)滑方式還是采用噴淋潤(rùn)滑，取決于齒輪外沿的圓周切線速度。當(dāng)圓周切線速度大于15 m/s時(shí)，采用噴淋潤(rùn)滑方式；如圓周切線速度小于15 m/s ，原則上可采用油浴潤(rùn)滑方式，但要進(jìn)行熱平衡校驗(yàn)，如果齒輪箱外形很緊湊，散熱面積小，要采用噴淋潤(rùn)滑方式。所以齒輪箱潤(rùn)滑方式的確定，要視潤(rùn)滑油液是否達(dá)到熱平衡。
齒輪箱噴淋潤(rùn)滑方式的流量計(jì)算是十分重要的，本文介紹一種大型齒輪箱的工程計(jì)算方法，供工程設(shè)計(jì)人員參考：
根據(jù)比熱容的計(jì)算公式，經(jīng)過(guò)單位變換可得出下式：
K——系數(shù)；
C——潤(rùn)滑油的比熱容；
ΔT——溫差；
PF——功率損失；kW
例：某冶金企業(yè)減速機(jī)，電機(jī)額定功率為5000 KW，電機(jī)的過(guò)載系數(shù)為2.5倍，負(fù)載曲線見(jiàn)附圖，齒輪為單級(jí)齒輪硬齒面人字形齒，加工精度為6級(jí)，機(jī)械效率0.99（不含軸承的機(jī)械效率），潤(rùn)滑油的密度取值0.85，潤(rùn)滑油的比熱容為1.88，并假設(shè)潤(rùn)滑油的流量為均勻連續(xù)介質(zhì)。試計(jì)算齒輪齒面的潤(rùn)滑流量。
1、計(jì)算發(fā)熱功率：
根據(jù)減速箱的負(fù)載功率曲線，可按算術(shù)平均功率計(jì)算公式計(jì)算該減速箱的平均功率。
假設(shè)齒輪的功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，則發(fā)熱功率為PF=32 kW
2、計(jì)算潤(rùn)滑流量：
潤(rùn)滑油的密度0.85
設(shè)允許的潤(rùn)滑油溫差ΔT=10℃
可將上式簡(jiǎn)化為Q=3.75×PF=3.75×32=120 l/min
潤(rùn)滑油流量的Z終確定與潤(rùn)滑油的噴射方式有著密切的關(guān)系，潤(rùn)滑油的噴射方式有兩種；低壓（采用鋼管頭打扁）噴射和高壓（加阻尼和噴嘴）噴射，一般說(shuō)來(lái)，采用低壓噴射方式時(shí)流量取大值，采用高壓噴射方式時(shí)流量取小值。噴嘴的安裝位置應(yīng)放在齒輪嚙合區(qū)的分離面上，有利于熱量的帶出。
潤(rùn)滑流量的Z終確定還與潤(rùn)滑油箱體和冷卻強(qiáng)度有著密切關(guān)系，所以在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要中和考慮包含當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度等各方面的因素，才能設(shè)計(jì)出Z優(yōu)的潤(rùn)滑系統(tǒng)。雙級(jí)或多級(jí)齒輪的減速箱的流量確定，其第二級(jí)的流量按單級(jí)齒輪計(jì)算流量的90%計(jì)取較為合理，其余各級(jí)按上述原則遞減。
參考文獻(xiàn)：
中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)摩擦學(xué)會(huì)《潤(rùn)滑工程》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986
《國(guó)內(nèi)外Z新潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑實(shí)用手冊(cè)》廣東科技出版社，1997
