Obliczanie wysokosprawnej przekładni ślimakowej

Określenie wysokosprawnej przekładni ślimakowej
Jeżeli przekładnia ślimakowa ma przenosić dużą moc przy znacznej ilości obrotów, dużej sprawności, małym zużyciu i małym zapotrzebowaniu miejsca, to dokładność wykonania i gładkość powierzchni roboczych musi osiągnąć najwyższe granice oraz montaż musi być przeprowadzony niezmiernie starannie.

Przez zastosowanie ślimaka zahartowanego o szlifowanych i dotartych zwojach, oraz materiału odpornego na naciski (brązu cynowego odlanego odśrodkowo) na wieniec koła ślimakowego, można dopuścić do znacznie większych obciążeń aniżeli przy normalnych przekładniach, wskutek czego wielkość przekładni można utrzymać w małych rozmiarach.

Najczęściej powierzchnia korpusu skrzynki jest zbyt mała, aby odprowadzić ciepło wywiązane przez tarcie. Aby uniknąć zbyt wysokich temperatur, należy zwiększyć powierzchnie chłodzące skrzynki lub zastosować chłodzenie oleju smarowego.

Przekładnię wysokosprawną oblicza się ustalając:
1) graniczną moc uzależnioną od lepkości oleju przy zapewnionym tarciu płynnym,
2) granicę zagrzania,
3) granicę zużycia,
4) granicę wytrzymałości na zginanie.

Obliczanie granicznej mocy ze względu na grubość warstwy olejowej
W celu uzyskania wysokiej sprawności, a przy tym umożliwienia przenoszenia większych obciążeń, należy zapewnić odpowiednią grubość warstwy olejowej.
Warunkiem powstania tarcia płynnego podczas pracy przekładni ślimakowej jest dostatecznie duża prędkość obwodowa ślimaka. Przy bardzo dużej prędkości obwodowej (ponad 8 m/s) olej jest odrzucany, gdy smarowanie odbywa się przez zanurzenie ślimaka. Tę wadę usuwa się przez zastosowanie smarowania natryskowego pod ciśnieniem w miejscach zazębienia.

Wg Niemanna wielkość dopuszczalnego obciążenia można obliczyć ze wzoru.

Maksymalna moc na wale koła ślimakowego (dla danej lepkości oleju przy znanych ilościach obrotów ślimaka) jest jednocześnie mocą graniczną, gdyż jej przekroczenie powoduje tarcie mieszane, a tym samym większe straty mocy i silniejsze zużycie.

Granice zagrzania

Ciepło wywiązujące się wskutek tarcia między zwojami ślimaka i zębami koła ślimakowego oraz w łożyskach może być odprowadzone:
1) albo w sposób naturalny (granica I),
2) albo w sposób sztuczny (granica II).

W obydwu przypadkach musi być spełniony podstawowy warunek: wywiązane ciepło tarcia = odprowadzone ciepło, przy czym:
W przypadku I po osiągnięciu ustalonej temperatury obudowy, tj. o 55°C ponad temperaturę otoczenia (przy czym sumaryczna temperatura nie powinna przekraczać 80°C), obliczamy moc przenoszoną przez ślimak wg wzoru.

Gdy ta graniczna moc zostanie przekroczona przy pracy stałej, wówczas musi być zastosowane sztuczne chłodzenie, aby uniknąć niedopuszczalnego rozgrzania.

Przy krótkotrwałym przeciężeniu może być przenoszona moc znacznie większa, gdyż ustalenie końcowej temperatury następuje dopiero po upływie ok. 6 godzin.

W tym przypadku obliczana przekładnia powinna odpowiadać granicom: a = 100 do 500 mm, i = 1/5 do 1/50, n1 = 200 do 1500 obr/min, ślimak powinien być wykonany ze stali hartowanej z oszlifowanymi zwojami, koło ślimakowe z brązu odlanego odśrodkowo.

W przypadku II przewiduje się sztuczne chłodzenie przez zastosowanie żeber i wentylatora, a wówczas mcc przenoszona nie może być większa od mocy obliczonej ze wzoru.

Drukuj