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克维斯传动:新型号减速器热散失设施研讨
作者:无锡市克维斯传动机械有限公司    发布于:2013-04-17 08:33:33    文字:【】【】【
摘要:克维斯传动:新型号减速器热散失设施研讨
1概述。

  在煤矿井下使用的带式输送机,刮板输送机等大型设备配用的减速器一般都具有大的机械功率,由于井下环境条件差,粉尘多,必然对这些大功率减速器在工作时的散热造成不利的影响,若这些大功率减速器连续负荷运行,箱体内部作为润滑和冷却用的油液的温度必然会升高,当减速器连续负荷运行达到润滑油允许温度(煤矿行业用减速器为90)时,减速器的输出功率(又称热功率)将变得很小,一般当减速器的机械功率大于150kW时,其热功率只有额定机械功率的50%以下,而且机械功率越大热功率越小,使减速器的工作处于大马拉小车状态,造成能源的巨大浪费。因此,研究煤矿井下大功率减速器的散热问题就具有十分重要的意义。不同规格三级减速器在给定工作条件下的机械功率和热功率数值。

  2几种散热装置的散热效果对比试验。

  齿轮箱(减速器)的热功率试验是在DCS.150齿轮试验台上进行,其齿轮参数见表2.试验时,陪试齿轮箱采用循环油润滑并有盘状管通水冷却,试验齿轮箱采用油池润滑,自然散热,润滑油均为120#中极压齿轮油。试验台的运转与加载采用第1种运行方式,即正向旋转正向加载,按试验齿轮的强度条件,最大加载的封闭扭矩折算到高速轴上=600Nm,分为四级加载,即150,300,450,600Nm,采用的主电机转速为1000r/min,则高速轴的转速1579r/min.试验时分别在不同级加载下,每隔15min记录试验齿轮箱润滑油的温度,直到热平衡为止。达到热平衡温度的标志是:在该温度下试验台连续运转20min,试验齿轮箱的润滑油温度不再上升。在每级载荷下试验达到热平衡时停止,等待试验箱润滑油温度自然降低至室温,再重复做2~3次,准确记录在该载荷下的热平衡温度,然后增加一级载荷再进行试验。在任何一级载荷下,若试验齿轮箱润滑油的温度超过90,则说明在该级载荷下热平衡超过允许值,应立即停止试验。

  21风扇散热。

  试验时在离开试验齿轮轴端面150mm处放置一台电风扇,为使试验接近于工业风扇的工况,在电风扇叶片的外周装一特制的壳罩,控制进风与出风沿轴向流动。电风扇的转速有高,中,低3档,经过测试其风速分别为543,413,358m/s,在每档风速下试验3~4次,其中高速档风速时齿轮箱的热功率试验结果的平均值为139kW,比自然散热的热功率提高35%,可见采用风冷散热还是比较有效的。

  但在煤矿井下使用风扇会严重污染周围的工作环境和机械设备,并且它是利用辐射换热,所能散失的热量有限。

  22盘状管散热。

  试验用的齿轮试验台在正常使用时,其试验齿轮箱是采用油池润滑,现专门设计并制造一盘状管,并利用了齿轮箱的透气孔与放油孔实现安装,可以通水直接冷却齿轮箱内润滑油。

  在冷却水不同流速和流量下,对盘状管的散热效应进行了多次试验,结果表明采用该盘状管,冷却水的最佳流速为075m/s,相应的水流量为027m/ h,进水与出水的温度差为55.试验齿轮箱采用盘状管散热后,其热功率为165kW,比自然散热的热功率提高60%,比风冷散热效果更好。但采用盘状管通水冷却,当减速器箱体内的结构紧凑时,盘状管的盘绕长度受到安装空间的限制,散热效果就得不到保证。

  23板块式与列管式散热装置散热。

  板块式与列管式散热装置是新开发的散热装置,它具有如下特点:(1)散热效果好,能使功率大于100kW的大型减速器的热功率接近额定的机械功率;(2)安装空间小,可用于结构紧凑的各种类型齿轮减速器,蜗轮减速器和其他动力传动箱;(3)根据不同系列减速器外形尺寸与功率大小,可以对散热装置进行系列化设计与制造,与相应的减速器配套;此外,它结构简单,加工方便,造价低,冷却水用量也较小。铜质板块式和铜管列管式2种散热装置的散热效应的试验结果。

  从数据可以看出,这2种散热装置的散热效果均比盘状管的散热效果好,而且列管式散热装置的散热效果比板块式散热装置更好。这种散热装置对解决井下大型减速器的散热问题有着广泛的发展前景。

  3结语。

  为有效改善大型减速器的散热状况,对定型的标准减速器,设计合理的散热装置是一种有效的手段,是切实可行的事后补救措施。对于非标准减速器设计,在允许和可能的条件下适当增大其箱体的外形尺寸,并沿箱体外壁增设加强肋,或者采用浮动结构的箱体,以加大散热面积。对于铸造箱体的大型减速器,设计时可以考虑在上,下箱体的内部设置空心水套,用冷却水散热,这些都有利于提高减速器的散热效果。

  对于功率大于1000kW的大型减速器,其热功率所占机械功率的百分比很低,采用一般的散热装置难于见效。同时这一类型大型减速器,通常是负荷大,转速高,不适宜采用油池润滑。故应采用循环油润滑,即在减速器机体之外设置专门的润滑油循环系统,并对储油箱进行冷却。这样,可加大润滑油进油与出油的温度差,实现热交换散热,提高减速器的散热效果。

脚注信息
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