锚绞机齿轮箱齿轮泵吸及困油效应损失功率分析
发布时间：2022-02-09 10:04
一对齿轮在高油位高速转动时会出现泵吸效应和齿间困油现象,这种现象会损失一定功率。为确定这种功率损失的大小,通过理论计算得出齿轮啮合损失功率和齿轮搅油因油阻损失功率,结合锚绞机三级齿轮箱试验得到齿轮总消耗功率,用差值可近似得到泵吸和困油效应损失的功率,分析了不同工况下功率损失的变化情况。结论表明,泵吸及困油效应损失功率随转速和油位的增大而增大。
【文章来源】：内燃机与配件. 2020,(18)
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
齿轮啮合处向外喷射的润滑油
。PGW1=7.37fgvn3D4.7LAg1026（4）PGW2=1.474fgvn3D5.7Ag1026（5）PGW3=7.37fgvn3D4.7FRf姨tanβ姨姨Ag1026（6）PGW=PGW1+PGW2+PGW3（7）式中，fg是齿轮进入系数，为浸入深度Hd与零件外径D的比；D为零件外径；Ag为常数；F为吃面宽度；L为零件长度；β为螺旋角；Rf为粗糙度因子。2.3传统齿轮损失功率计算结果分析齿轮箱高速端为一级，齿轮采用斜齿轮，螺旋角为8°，其他级均为直齿轮。图2为锚绞机三级齿轮箱简图。润滑油运动粘度为320mm2/s，电机输入扭矩为齿轮箱在极低速情况下测得的电机扭矩，约为电机功率的2.5%。根据式（1）-式（7），可计算出不同工况下三级齿轮箱各级齿轮损失的功率，得到如图3、图4、图5曲线图，图5上下横坐标为对应的油位高度与一级大齿轮浸入油液的深度。由图3可知，齿轮的啮合损失功率随着齿轮转速增大而增大；由图4、图5可知，齿轮搅油因油阻损失的功率随输入速度增大而增大，随齿轮浸油深度的增加而增大。对比三个图，可以看出空载情况下，啮合损失的功率数值非常小，几乎可忽略不计。而在高速下，搅油因油阻造成的功率损失可高达几千瓦。二级跟三级齿轮副速度较慢，与第一级齿轮副的损失的功率相比，同样可忽略不计。3齿轮功率损失试验数据分析齿轮箱采用Marathon51kW4级变频电机进行驱动。齿轮箱在实验台上空转，通过变频器改变电机转速，记录变频器显示屏上的电机转矩，可得出电机功率损失，即该工况下整个齿轮箱消耗功率。在齿轮上涂上润滑油，齿轮未浸入油液内，当齿轮箱以极低的速度转动时，此时其电图2三级齿轮箱简图齿轮齿轮轴承齿轮齿轮轴承齿轮齿轮
=PGW1+PGW2+PGW3（7）式中，fg是齿轮进入系数，为浸入深度Hd与零件外径D的比；D为零件外径；Ag为常数；F为吃面宽度；L为零件长度；β为螺旋角；Rf为粗糙度因子。2.3传统齿轮损失功率计算结果分析齿轮箱高速端为一级，齿轮采用斜齿轮，螺旋角为8°，其他级均为直齿轮。图2为锚绞机三级齿轮箱简图。润滑油运动粘度为320mm2/s，电机输入扭矩为齿轮箱在极低速情况下测得的电机扭矩，约为电机功率的2.5%。根据式（1）-式（7），可计算出不同工况下三级齿轮箱各级齿轮损失的功率，得到如图3、图4、图5曲线图，图5上下横坐标为对应的油位高度与一级大齿轮浸入油液的深度。由图3可知，齿轮的啮合损失功率随着齿轮转速增大而增大；由图4、图5可知，齿轮搅油因油阻损失的功率随输入速度增大而增大，随齿轮浸油深度的增加而增大。对比三个图，可以看出空载情况下，啮合损失的功率数值非常小，几乎可忽略不计。而在高速下，搅油因油阻造成的功率损失可高达几千瓦。二级跟三级齿轮副速度较慢，与第一级齿轮副的损失的功率相比，同样可忽略不计。3齿轮功率损失试验数据分析齿轮箱采用Marathon51kW4级变频电机进行驱动。齿轮箱在实验台上空转，通过变频器改变电机转速，记录变频器显示屏上的电机转矩，可得出电机功率损失，即该工况下整个齿轮箱消耗功率。在齿轮上涂上润滑油，齿轮未浸入油液内，当齿轮箱以极低的速度转动时，此时其电图2三级齿轮箱简图齿轮齿轮轴承齿轮齿轮轴承齿轮齿轮轴承轴承轴承轴承轴承轴承图3齿轮啮合损失功率与速度关系1210864201级齿轮副2级齿轮副3级齿轮副18002100240027003000齿轮功率损失PM/（W）电机转速n（r/min）图4齿
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD方法的啮合齿轮搅油损失仿真分析[J]. 沈林,阮登芳,涂攀. 机械传动. 2018(11)
[2]高速列车齿轮箱润滑性能优化与热平衡温度分析[J]. 刘杰,刘世军,徐文博,王峰,郭鹏辉. 机械传动. 2017(04)
[3]外啮合齿轮泵搅油损失的研究[J]. 唐敬来,邓斌,王国志,于兰英. 机械传动. 2016(12)
[4]斜齿齿轮泵困油机理与解除困油的方法[J]. 高文捷,高尚,李吉中,吴伟伟. 机械工程与自动化. 2010(04)
[5]基于时变载荷的齿轮摩擦功率损失计算研究[J]. 许翔,杨定富,索文超,刘刚. 工程设计学报. 2010(03)
本文编号：3616812
【文章来源】：内燃机与配件. 2020,(18)
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
齿轮啮合处向外喷射的润滑油
。PGW1=7.37fgvn3D4.7LAg1026（4）PGW2=1.474fgvn3D5.7Ag1026（5）PGW3=7.37fgvn3D4.7FRf姨tanβ姨姨Ag1026（6）PGW=PGW1+PGW2+PGW3（7）式中，fg是齿轮进入系数，为浸入深度Hd与零件外径D的比；D为零件外径；Ag为常数；F为吃面宽度；L为零件长度；β为螺旋角；Rf为粗糙度因子。2.3传统齿轮损失功率计算结果分析齿轮箱高速端为一级，齿轮采用斜齿轮，螺旋角为8°，其他级均为直齿轮。图2为锚绞机三级齿轮箱简图。润滑油运动粘度为320mm2/s，电机输入扭矩为齿轮箱在极低速情况下测得的电机扭矩，约为电机功率的2.5%。根据式（1）-式（7），可计算出不同工况下三级齿轮箱各级齿轮损失的功率，得到如图3、图4、图5曲线图，图5上下横坐标为对应的油位高度与一级大齿轮浸入油液的深度。由图3可知，齿轮的啮合损失功率随着齿轮转速增大而增大；由图4、图5可知，齿轮搅油因油阻损失的功率随输入速度增大而增大，随齿轮浸油深度的增加而增大。对比三个图，可以看出空载情况下，啮合损失的功率数值非常小，几乎可忽略不计。而在高速下，搅油因油阻造成的功率损失可高达几千瓦。二级跟三级齿轮副速度较慢，与第一级齿轮副的损失的功率相比，同样可忽略不计。3齿轮功率损失试验数据分析齿轮箱采用Marathon51kW4级变频电机进行驱动。齿轮箱在实验台上空转，通过变频器改变电机转速，记录变频器显示屏上的电机转矩，可得出电机功率损失，即该工况下整个齿轮箱消耗功率。在齿轮上涂上润滑油，齿轮未浸入油液内，当齿轮箱以极低的速度转动时，此时其电图2三级齿轮箱简图齿轮齿轮轴承齿轮齿轮轴承齿轮齿轮
=PGW1+PGW2+PGW3（7）式中，fg是齿轮进入系数，为浸入深度Hd与零件外径D的比；D为零件外径；Ag为常数；F为吃面宽度；L为零件长度；β为螺旋角；Rf为粗糙度因子。2.3传统齿轮损失功率计算结果分析齿轮箱高速端为一级，齿轮采用斜齿轮，螺旋角为8°，其他级均为直齿轮。图2为锚绞机三级齿轮箱简图。润滑油运动粘度为320mm2/s，电机输入扭矩为齿轮箱在极低速情况下测得的电机扭矩，约为电机功率的2.5%。根据式（1）-式（7），可计算出不同工况下三级齿轮箱各级齿轮损失的功率，得到如图3、图4、图5曲线图，图5上下横坐标为对应的油位高度与一级大齿轮浸入油液的深度。由图3可知，齿轮的啮合损失功率随着齿轮转速增大而增大；由图4、图5可知，齿轮搅油因油阻损失的功率随输入速度增大而增大，随齿轮浸油深度的增加而增大。对比三个图，可以看出空载情况下，啮合损失的功率数值非常小，几乎可忽略不计。而在高速下，搅油因油阻造成的功率损失可高达几千瓦。二级跟三级齿轮副速度较慢，与第一级齿轮副的损失的功率相比，同样可忽略不计。3齿轮功率损失试验数据分析齿轮箱采用Marathon51kW4级变频电机进行驱动。齿轮箱在实验台上空转，通过变频器改变电机转速，记录变频器显示屏上的电机转矩，可得出电机功率损失，即该工况下整个齿轮箱消耗功率。在齿轮上涂上润滑油，齿轮未浸入油液内，当齿轮箱以极低的速度转动时，此时其电图2三级齿轮箱简图齿轮齿轮轴承齿轮齿轮轴承齿轮齿轮轴承轴承轴承轴承轴承轴承图3齿轮啮合损失功率与速度关系1210864201级齿轮副2级齿轮副3级齿轮副18002100240027003000齿轮功率损失PM/（W）电机转速n（r/min）图4齿
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD方法的啮合齿轮搅油损失仿真分析[J]. 沈林,阮登芳,涂攀. 机械传动. 2018(11)
[2]高速列车齿轮箱润滑性能优化与热平衡温度分析[J]. 刘杰,刘世军,徐文博,王峰,郭鹏辉. 机械传动. 2017(04)
[3]外啮合齿轮泵搅油损失的研究[J]. 唐敬来,邓斌,王国志,于兰英. 机械传动. 2016(12)
[4]斜齿齿轮泵困油机理与解除困油的方法[J]. 高文捷,高尚,李吉中,吴伟伟. 机械工程与自动化. 2010(04)
[5]基于时变载荷的齿轮摩擦功率损失计算研究[J]. 许翔,杨定富,索文超,刘刚. 工程设计学报. 2010(03)
本文编号：3616812
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