Sõit, mis ebaõnnestus suvel, aga mitte talvel
Üks Korea trükikoda paigaldas oktoobris rullikäitlussüsteemile uue ussülekande. Ajam töötas tõrgeteta novembris, detsembris, jaanuaris ja veebruaris. Juuli keskel, aasta kuumimal nädalal, hakkas see häält tegema ja kuumenema. Augustiks oli see ussikeermete külgede hõõrdumise tõttu rivist välja läinud. Ajam oli mehaanilise koormuse jaoks õigesti määratletud. Termilist spetsifikatsiooni polnud kunagi arvutatud.
Töötingimused oktoobris: ümbritseva õhu temperatuur 18 kraadi Celsiuse järgi, korpuse tasakaalutemperatuur umbes 52 kraadi Celsiuse järgi. Juulis: ümbritseva õhu temperatuur 34 kraadi Celsiuse järgi (ventileerimata masinaruum), korpuse tasakaalutemperatuur umbes 75 kraadi Celsiuse järgi. Temperatuuril 75 kraadi Celsiust oli ISO VG 460 mineraalõli viskoossus alla 100 cSt – ebapiisav nõutava EHD-kile paksuse jaoks sellise libisemiskiiruse juures. Ajam oli mehaaniliselt hinnatud koormuse jaoks igal aastaajal. Termiliselt hinnatud ainult talveks.
Termoarvutus ei ole keeruline – see nõuab nelja parameetrit ja 10 minutit arvutust. See juhend annab raamistiku korpuse tasakaalutemperatuuri arvutamiseks, tuvastamaks, kas ajam on oma termilise piiri piires, ja kui see pole nii, siis õige jahutuse või õlitäienduse määramiseks.
1. samm: arvutage hammasrattas tekkiv soojus – võimsuskadu
Ussülekanne on teiste käigukastitüüpide standardite järgi ebaefektiivne jõuülekandeseade. Sisendvõimsusest muundatakse hammasratta kokkupuutel soojuseks 25% ja 50% vahel. See soojus tuleb pidevalt korpuse pinna kaudu ümbritsevasse keskkonda suunata. Kui soojuse teke ületab soojuse suunamise, tõuseb korpuse temperatuur kuni uue tasakaalu saavutamiseni – või kuni määrdesüsteem lakkab töötamast.
eta = ussiülekande mehaaniline efektiivsus (kümnendsüsteemis) = tan(lambda) / tan(lambda + rho-prime)
Näide: 3 kW sisendvõimsus 60% efektiivsuse juures: Q_loss = 3000 x (1 – 0,60) = 1200 W pidev soojustootmine
75% efektiivsuse korral: Q_loss = 3000 x (1 – 0,75) = 750 W — 37% võrra vähem soojust sama võimsuse juures
Efektiivsus ei ole fikseeritud – see varieerub sõltuvalt määrdeaine viskoossusest (mis varieerub sõltuvalt temperatuurist), mistõttu termiline probleem on ennast tugevdav. Ajam käivitub külmalt, õli viskoossus on kõrge, efektiivsus on mõõdukas (näiteks 60%). Korpuse soojenedes õli viskoossus langeb, määrdefilmi paksus väheneb, hõõrdetegur suureneb, efektiivsus langeb veelgi (võib-olla kuni 55%-ni) ja soojuse teke suureneb 1200 W-lt 1350 W-ni. See on termiline tagasisideahel, mida on kirjeldatud artiklis efektiivsusjuhend (B4)ja seetõttu tuleb termilisi arvutusi teha töötemperatuuril, mitte toatemperatuuril.
2. samm: arvutage korpuse tasakaalutemperatuur
Korpus saavutab termilise tasakaalu, kui soojuse teke on võrdne soojuse tagasilöögiga läbi korpuse pinna. Tasakaalutemperatuur sõltub soojuskadudest, soojusülekandetegurist ja korpuse pindalast.
Näidisarvutus: sisendvõimsus 3 kW, efektiivsus 60%, Q_kadu = 1200 W. Korpuse pindala A = 0,08 m2 (tüüpiline väikese ussiülekande korpus). Loomulik konvektsioon h = 12 W/m2K. Ümbritseva õhu temperatuur 25 kraadi Celsiust. T_korpus = 25 + 1200 / (12 x 0,08) = 25 + 1250 = 1275 kraadi Celsiust — selgelt vale, sest valem kehtib ainult jahutuspinna, mitte korpuse kogupindala kohta. Praktikas on efektiivne kiirguspind tavaliselt 60–80% korpuse kogupindalast. Ümberarvutamine efektiivse pindalaga 0,06 m2: T = 25 + 1200 / (12 x 0,06) = 25 + 1667 — ikkagi selgelt problemaatiline. Õige tõlgendus: see ajam ei saa 0,08 m2 suurusest korpusest loomuliku konvektsiooni teel 1200 W võimsust ära võtta. Vajalik on sundjahutus või tõhusam ajamkonfiguratsioon.
Termiline rusikareegel: Loodusliku konvektsiooniga ussikäigukasti korpus suudab iga ümbritseva temperatuuriga võrreldes iga Celsiuse-kraadise tõusu korral korpuse pinna kohta ligikaudu 6–10 W soojust tagasi lükata. 0,08 m2 suurune korpus 50-kraadise Celsiuse tõusu korral suudab tagasi lükata 0,08 x 8 x 50 = 32 W soojust. Kui teie soojuskadu ületab seda arvu oluliselt, on vaja sundjahutust või suurema efektiivsusega ajamit. 1200 W soojuskao korral oleks selle loomulikuks tagasilükkamiseks vajalik temperatuuritõus 1200 / (0,08 x 8) = 1875 kraadi – füüsiliselt võimatu. Ajam vajab sundjahutust või palju suuremat korpust.
Töötemperatuuri tõstvad või langetavad tegurid
Ülekandearv / juhtnurk
+
Kõrge suhe (ühekäiguline 50:1) = väike käivitusnurk = madal efektiivsus = rohkem soojust. Sama suhtega mitmekäivitusega ussmutter = suurem käivitusnurk = parem efektiivsus = vähem soojust. Kui piiranguks on termiline nimiväärtus, on mitmekäivitusega ussmutteri spetsifikatsioon peamine projekteerimisvahend.
Töökiirus
-/+
Suurem ussivõlli kiirus suurendab võrgusilma libisemiskiirust, nihutades määrimisrežiimi EHD suunas (madalam hõõrdumine, suurem efektiivsus). Suurem kiirus tähendab aga ka rohkem võrgusilma tsükleid ajaühikus, seega võib soojuse teke ajaühikus siiski suureneda. Soojuslik nimivõimsus varieerub kiirusega.
Õli viskoossus
–
Madalam viskoossus = parem EHD-kile teke kiirusel = madalam hõõrdetegur = vähem soojuse teket. Kuid liiga madal viskoossus ei eralda pindu madalal kiirusel piisavalt – segatud määrimispiiri režiim tähendab suuremat hõõrdumist. Töötingimustele vastav õige viskoossus minimeerib soojuse teket.
PAO vs mineraalõli
-8 kuni -15 °C
PAO viskoossusindeks (VI) on >150, võrreldes mineraalõli 90–100-ga. Töötemperatuuril säilitab sama ISO VG klassi PAO kõrgema viskoossuse, pakkudes paremat kile – aga ka PAO-l on veidi madalam hõõrdetegur (parem piirkaitse PAO baaskeemia eest). Üleminek mineraalõlilt PAO-le alandab töötemperatuuri 5–15 kraadi Celsiuse järgi.
Eluaseme pindala
–
Suurem korpus = suurem pind soojuse eemalejuhtimiseks = madalam tasakaalutemperatuur. Termilisel piiril oleva ajami puhul võib suurem korpuse spetsifikatsioon (samad käigud, suurem korpus) termilise probleemi lahendada ilma muude muudatusteta. Saadaval on pikendatud ribidega korpustega ussülekande reduktorid.
Ümbritseva õhu temperatuur
+
Ümbritseva õhu temperatuur lisab otseselt korpuse tasakaalutemperatuuri (T_korpus = T_ümbritsev + delta_T). Talvel termiliste spetsifikatsioonide piires olev ajam võib suvel rikki minna, kui see on projekteeritud 20 kraadi Celsiuse järgi ümbritseva õhu temperatuuri jaoks ja suvine ümbritseva õhu temperatuur on 38 kraadi Celsiuse järgi – delta_T eelarve kulub ümbritseva õhu temperatuuri tõusule.
Jahutusmeetodid – võimsus, maksumus ja millal igaüht kasutada
| Jahutusmeetod | Soojuse tagasilükkamise suurenemine | Rakendamise maksumus | Keerukus | Parima jaoks |
|---|---|---|---|---|
| Loomulik konvektsioon (korpuse pind) | Lähtetase | Puudub – standardvarustus | Null | Kõik draivid – alati esimene kaalutlus |
| Üleminek PAO sünteetilisele õlile | 15-25% soojusgeneraatori vähenemine. | Madal – ainult õlivahetuse hind | Null | Ajamid töötavad 5–15 °C üle sihttemperatuuri |
| Mitme käivitusega uss (suurem efektiivsus) | 20-40% soojusgeneraatori vähenemine. | Keskmine — käiguvahetus | Kujunduse muutmine | Ajamid termilisel piiril; efektiivsuse parandamine on esmane |
| Sundõhuga jahutusventilaator korpusel | 2-4x tagasilükkamine vs loomulik konvektsioon | Keskmine — ventilaator + kinnitus | Madal — ventilaatori võimsus | 20-50% liigse soojuse tekitamisega ajamid |
| Õlijahutusspiraal (vesi või õhk) | 5-10x tagasilükkamine võrreldes loomuliku konvektsiooniga | Kõrge – torustik, soojusvaheti | Keskmise suurusega – vajab hooldust | Suure võimsusega ajamid; pidev tööstuslik töö |
| Suurem korpus / ribidega korpus | 1,5–2x tagasilükkamisala | Keskmine — eluaseme muutus | Madal | Mõõduka liigse soojusega ajamid; kui ruum seda võimaldab |
| Tsirkulatsiooniõli süsteem jahutiga | 10–20-kordne tagasilükkamisvõime | Kõrge — pump, reservuaar, jahuti | Kõrge – täis õliringlus | Väga suure võimsusega ajamid; suletud ussireduktorid |
| Madalam ümbritseva õhu temperatuur | Otsene lahutamine tasakaalust | Muutuv — vajadusel HVAC | Madal | Kõik ajamid — sageli kõige lihtsam esimene tegevus |
Õli viskoossus töötemperatuuril — kriitiline muutuja
Ussülekande termiline jõudlus sõltub kriitiliselt õli viskoossusest töötemperatuuril – mitte toatemperatuuril. ISO VG 460 mineraalõli määramine selle 40 °C viskoossuse (460 cSt) põhjal annab vale pildi sellest, mida õli tegelikult töötemperatuuril korpuse sees pakub.
| Õli tüüp / klass | Viskoossus temperatuuril 40 °C | Viskoossus temperatuuril 60 °C | Viskoossus temperatuuril 80 °C | Viskoossusindeks | Sobiv vahemik |
|---|---|---|---|---|---|
| Mineraal ISO VG 220 | 220 cSt | 85 cSt | 38 cSt | ~95 | Ümbritseva õhu temperatuur kuni 55 °C korpuses |
| Mineraal ISO VG 460 | 460 cSt | 155 cSt | 65 cSt | ~95 | Ümbritseva õhu temperatuur kuni 65 °C korpuses |
| Mineraal ISO VG 680 | 680 cSt | 215 cSt | 90 cSt | ~95 | Ümbritseva õhu temperatuur kuni 70 °C korpuses |
| PAO ISO VG 220 (VI = 155) | 220 cSt | 110 cSt | 58 cSt | 155 | Külm kuni 70 °C korpus |
| PAO ISO VG 460 (VI=155) | 460 cSt | 240 cSt | 130 cSt | 155 | Ümbritseva õhu temperatuur kuni 85 °C korpuses |
| PAO ISO VG 680 (VI = 155) | 680 cSt | 360 cSt | 200 cSt | 155 | Kuni 95 °C korpus |
| Ester ISO VG 460 (VI=170) | 460 cSt | 265 cSt | 150 cSt | 170 | Kõrge temperatuuriga rakendused |
Ussülekande rakendustes piisava EHD-kile minimaalne nõutav viskoossus: töötemperatuuril ligikaudu 60–120 cSt, olenevalt libisemiskiirusest ja moodulist. Libisemiskiirusel 3 m/s ja moodulil 5: minimaalselt ligikaudu 80 cSt töötemperatuuril. Mineraal ISO VG 460 annab 80 °C juures ainult 65 cSt – alla miinimumi. PAO ISO VG 460 annab 80 °C juures 130 cSt – üle miinimumi, marginaaliga.
Korea Ever-Power — Tooted termiliselt nõudlike rakenduste jaoks
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Soojusliku nimiväärtuse otsuse tee – mida teha, kui ajam on liiga kuum
Korea Ever-Power
Ussülekanded termiliselt nõudlike rakenduste jaoks
Termilised KKK-d
Ussülekande termiline haldamine — küsimused ajamisüsteemide inseneridelt
Hankige oma ussiülekande termiline analüüs
Esitage sisendvõimsus, võlli kiirus, ümbritseva õhu temperatuuri vahemik, töötsükkel ja korpuse konfiguratsioon. Korea Ever-Power arvutab korpuse hinnangulise tasakaalutemperatuuri ja saadab koos hinnapakkumisega spetsifikatsiooni soovituse – sealhulgas selle, kas on vaja PAO-d, mitmikkäivitust või sundjahutust.
Toimetaja: Cxm










