Как да се намали повишаването на температурата при работа на кълбестия винт с висока скорост

Колелата с кълбета са подложени на повишаване на температурата по време на високоскоростна работа. Повишаването на температурата влияе върху точността на позициониране, експлоатационната стабилност и срок на служба. Често използваните методи за охлаждане включват принудително охлаждане, оптимизирано смазване, подобрено конструктивно оформление и термична компенсация.

I. Основни причини за бързото повишаване на температурата при високоскоростни колела с кълбета

• Честотата на въртене значително надвишава допустимата стойност Dm-N за винта, което води до бързо генериране на топлина поради триенето при циркулацията на кълбетата.
• Твърде висока предварителна натежка, водеща до значително увеличение на силата на триене при високи скорости.
• Несъвместим тип смазка, прекалено висока вискозитет или прекомерно пълнене.
• Неправилна центровка или непаралелност по време на монтажа, което води до странично триене при високи скорости.
• Лошо вентилирана, напълно затворена защитна обвивка, която попречва отдаването на топлината.
• Чести внезапни старти и спирания, както и високоскоростни реверси, които усилват генерирането на топлина поради ударните натоварвания.

Забележка: Стойността DN обикновено се използва за измерване на високоскоростната производителност на кълбести винтове: стойност DN = диаметър на винта × ъглова скорост.

По-високата стойност DN налага по-високи изисквания към отвеждането на топлината, смазването и конструктивното проектиране.

II. За намаляване на температурното повишаване по време на високоскоростна работа на кълбестите винтове могат да се приложат следните методи:

1. Технология за принудително охлаждане (най-непосредствен и ефективен)

(1) Вътрешно охлаждане на кухи кълбести винтове (куха технология)
Кухите кълбести винтове могат да се охлаждат чрез циркулиращо охладително масло или охладителна течност вътре във винта, което позволява директно отвеждане на вътрешната топлина.

(2) Външна охладителна система
Външно спрямо винта може да се монтира охладителна система, която използва методи като подаване на студен въздух, струя студен въздух или разпрашено охлаждане за охлаждане на повърхността на винта.

2. Оптимизиране на стратегиите за смазване

(1) Използване на специализирани смазки за високи скорости
Използването на високотемпературно устойчиви, устойчиви на екстремно налягане и с нисък коефициент на триене специализирани смазки или синтетични смазочни материали може ефективно да намали образуването на топлина вследствие триене.

(2) Оптимизиране на методите за смазване
По време на високоскоростна работа количеството използван смазочен материал трябва да се контролира, за да се избегне излишното количество грес, което предизвиква топлина поради разбъркване.

3. Оптимизиране на конструктивното оформление и експлоатационните параметри

(1) Използване на куха винтова спирала
Кухите винтови спирали не само улесняват вътрешното охлаждане, но и намаляват инерцията при въртене, което е благоприятно за вътрешното охлаждане. Това намалява топлинната товарност по време на високоскоростна работа.

(2) Оптимизиране на циркулацията на топчетата и контактната структура

Чрез оптимизиране на начина на циркулация на топчетата, ъгъла на контакт и ефективната конфигурация на топчетата може да се намали загубата поради търкащо триене и, съответно, да се намали образуването на топлина.

(3) Намаляване на триещия момент

Чрез оптимизиране на вътрешната структура на винтовата двойка динамичният триен фрикционен момент може да се намали ефективно, като по този начин се намалява генерирането на топлина при високоскоростна работа.

(4) Рационален контрол върху стойността DN

Ограничете максималната скорост, за да се избегне превишаването на допустимата гранична стойност DN, посочена в примера.

4. Топлинна компенсация и поддръжка

(1) Проектиране с предварително натоварване
Прилагането на предварително натоварване към кълбестия винт може да подобри твърдостта и да компенсира термичното разширение, като намали термичната деформация, причинена от повишаване на температурата.

(2) Разумно предварително натоварване:

Задайте предварителното натоварване разумно според работната скорост. Излишното предварително натоварване ще увеличи генерирането на триен топлинен поток.

(3) Топлинна изолация на околната среда

Правилно изолирайте кълбестия винт от високотемпературни компоненти (например двигателя), за да се предотврати външната топлопроводност.

III. Ежедневни предпазни мерки при работа на високоскоростна топчеста предавка (предотвратяване на прегряване)

• Не работете непрекъснато с високи скорости, надвишаващи номиналната скорост, в продължение на дълги периоди.
• Не извършвайте едновременно високоскоростно връщащо се движение при тежки натоварвания.
• Не използвайте обикновена смазка за ниски скорости вместо смазка за високи скорости.
• Не запечатвайте напълно винта, тъй като това ще задържи топлината и ще затрудни отвеждането ѝ.
• Не увеличавайте прекомерно предварителното натоварване само заради по-голяма прецизност; при високи скорости то трябва да бъде умерено.

Ако оборудването ви изпитва сериозно прегряване на топчестата предавка, отклонение при позициониране или шум при високи скорости, препоръчително е незабавно да проверите смазването, монтажа и параметрите на предварителното натоварване. При необходимост преминете към конструкция, специално проектирана за високи скорости.