Calculation of power loss/Izračun izgub moči reduktorja

    ISO/TC 60/WG 6N504


    1.0 Abstract

    This page is used for determine the power loss of tooth system-no load and load dependent lossesof external and internal cylindrical gear,of the bearing,no load and load losses of anti-friction and journal bearings, and of radial shaft seal..Program can be applied to single speed gear units.

    2.0 Definicija:

     Izdelajte program za izračun izgub moči reduktorja po ISO/TC 60/WG 6 N504. Program razdelite na dva dela (v dveh JS datotekah):izračun faktorja in vnos/izpis podatkov.

    3.0 Teoretične osnove

    Uvod:
    Zobniška gonila so prav gotovo med vsemi gonili najbolj razširjena, saj se uporabljajo od najmanjših do največjih moči, pri majhnih in največjih vrtilnih hitrostih ter so edina gonila s katerimi je možno natančno prenašati vrtenje. Zobniško gonilo je sestavljeno vsaj iz enega para zobnikov, ki skupaj ubirata. Pri zobnikih prenašamo sile preko zob s tem je zagotovljeno prenašanje vrtenja in momentov. Zobniška gonila odlikujejo po tem, da so ustrezna za prenašanje večjih moči, da pri tem dosegajo dober izkoristek, da imajo razmeroma veliko območje prestavnega razmerja ter, da zavzemajo malo prostora.
    Izguba mači v reduktorju:
    Kot smo že omenili je reduktor narejen za velike moči, s tem moramo imeti dober izkoristek. Izkoristek zvečamo s tem, da zmanjšamo izgubo moči iz reduktorja.
    P........vhodna moč [W]
    PV......izguba moči [W]

    Celotna izguba moči reduktorja PV je sestavljena iz izgub med prostim tekom in med obremenitvijo v ozobju PVZ in v ležajih PVL ter izgub v tesnilih PVD.Izguba prostega teka pomeni, da se reduktor  vrti v prazno ne prenaša nobene obremenitve.
    Izgube moči v reduktorju povzroča trenje med zobmi zobnikov, trenje v samih ležajih in razpljuskavanje olja. Trenje med zobmi in v ležajih pride zaradi neposrednega dotika dveh materialov. To trenje zmanjšamo z mazanjem.

    PV......celotna izguba moči
    PVZ......izguba moči v ozobju
    PVL......izguba moči v ležajih
    PVD......izguba moči v tesnilih
    PVX......izguba moči ostalih reduktorjev

    3.1 Izguba moči v ozobju

    Izguba moči v ozobju je sestavljena iz dveh izgub:
                    - izgube med prostim tekom PVZ0
                    - izgube med obremenitvijo PVZP

    3.1.1 Izgube med prostim tekom PVZ0

    Te izgube so odvisne od pljuskanja olja in namočene povsine zobnikov.

    Ta konponenta izgobe je odvisna od hidravljične izgube momenta TH in od vrtilne hitrosti zobnikov.

         csp......faktor pljuskanja olja
    Ta faktor je odvisen od višine potopljenega zobnika in od smeri vrtenja vhodne gredi (levo ali desno).

    vrtenje v desno:
                    csp=1

    vrtenje v levo:

    Puščice na zobniku prikazujejo smer vrtenja , ostale pa potek mazanja.

    3.1.2 Izgube med obremenitvijo PVZP

    Ta konponenta izgube je odvisna od stopnje izgub zobnikov HV, koeficienta trenja zobnikov mmz  in vhodne moči P.

    HV.........stopnje izgub zobnikov (odvisna je od geometrije zobnikov)

    mmz........srednji koeficient trenja zobnikov


    Ta koeficient predstavlja trenje med zobniki. Tu se upošteva faktor hrapavosti zobnikov xR , koeficient maziva  xL,ki je odvisen od vrste olja.


    3.2 Izguba moči v ležajih

    Izguba moči v ležajih je sestavljena iz dveh izgub:
                    - izgube med prostim tekom PVL0
                    - izgube pod obremenitvijo PVLP

    3.2.1 Izgube med prostim tekom PVL0

    Ta konponenta je odvisna od vrste ležaja kateri so na obeh gredeh enaki, od vrste mazanja, viskoznosti mazila in vrtilne hitrosti ležajev.
    TVL0..........izguba momenta ležaja med prostim tekom
    Ta komponenta je odvisna:

    noil n<2000 mm2/s min se upošteva

    noil n>2000 mm2/s min

    f0 je koeficient, ki je odvisen od vrste ležaja in vrste mazanja.

    3.2.2 Izgube med obremenitvijo PVLP

    Ta komponenta je sestavljena iz izgube momenta ležaja TVLP1  in  TVLP2. TVLP1  je konponenta radialne obremenitve, TVLP2  pa je konponenta aksialn obremenitve. Če so zobniki z ravnimi zobmi je TVLP2 =0, ker je aksialna sila Fa=0.

    TVLP..........izguba momenta ležaja pod obremenitvijo



    3.3 Izguba moči v tesnilih

    Ta izguba je zelo majhna , pravzaprav nič ne upliva na celotno izgubo.

    4.0 Program :

    Program računa izgubo moči v reduktorju po standardu ISO/TC 60/WG 6N504. Program je razdeljen v dve datoteki vnos/izpis podatkov in izračun konstant-enačbe.

    Vhodni podatki:
            - smer vrtenja reduktorja
            - vhodna moč
            - vhodna vrtilna hitrost
            - dimenzije reduktorja
            - dimenzije zobnikov
            - razred hrapavosti
            - vrsta ležaja
            - vrsta mazanja ležaja
            - dimenzije ležajev
            - vrsta olja
            - delovna temperatura olja
            - gostota olja
            - viskoznost olja

    Na podlagi teh vhodnih podatkov program preračuna posamezne konstante. Zelo pozorni moramo biti na podčrtane podatke saj če ne izberemo pravega se izgube veliko razlikujejo.


    Zagon programa

    Cylindrical gear-valjaste zobniške dvojice

    5.0 Zaključek

    Program računa izgube v reduktorjih. S tem programom sem se naučil uporabljati računalnik še na drugačen način. Pri programiranju ni bilo veliko težav razen vskladiti podatke za vrsto ležaje in vrsto mazanja. S programskim jezikom JavaScript je dokaj enostavno programirati.

    6.0 Uporabljena literatura:

            -Bojan Kraut:Strojniški priročnik,Tehniška založba Slovenije 1993
            -standard ISO/TC 60/WG 6N504
            -navodila za uporabo JavaScript(iz LECAD strežnika)
Izdelal : Aljoša LEBAN 2000/01