वर्म गियरबॉक्स की ऊष्मा — तापीय सीमाएँ और शीतलन रणनीतियाँ
इनपुट ऊर्जा उपयोगी आउटपुट और ऊष्मा के योग के बराबर होती है। ऊष्मा को कहीं न कहीं तो निकलना ही होता है, और "गियरबॉक्स के ज़्यादा गरम होने" की अधिकांश शिकायतें 30 मिनट की उस गणना से जुड़ी होती हैं जो चालू करने से पहले कभी नहीं की गई थी।
70 प्रतिशत दक्षता पर चलने वाला वर्म गियरबॉक्स इनपुट पावर का 30 प्रतिशत ऊष्मा में परिवर्तित करता है। 5 kW ड्राइव के लिए, हाउसिंग सतह के माध्यम से 1.5 kW की निरंतर ऊष्मा का अपव्यय होता है। ISO/TR 14179 और AGMA दोनों ही ऑयल सम्प के लिए अधिकतम तापमान 95 डिग्री सेल्सियस निर्धारित करते हैं। आपका गियरबॉक्स इस सीमा से नीचे रहता है या नहीं, यह तीन कारकों पर आधारित ऊष्मा संतुलन पर निर्भर करता है: उत्पन्न ऊष्मा, हाउसिंग सतह क्षेत्र और परिवेश का तापमान। जब गणना से सम्प का तापमान 95 डिग्री से ऊपर होने का अनुमान लगाया जाता है, तो शीतलन प्रक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है: प्राकृतिक संवहन → शीतलन फिन → जबरन वायु → बाहरी ऑयल कूलर। प्रत्येक चरण पर पूंजीगत लागत और जटिलता बढ़ती जाती है। अधिकांश अतिभार की समस्याएँ चरण 1 या चरण 2 में ही हल हो जाती हैं, इससे पहले कि चरण 3 या 4 आर्थिक रूप से आवश्यक हो जाएँ।
फील्ड में ओवरहीटिंग गियरबॉक्स बार-बार फेल क्यों हो जाते हैं?
“सुबह 10 बजे तक गियरबॉक्स का बाहरी आवरण इतना गर्म हो गया था कि उसे छूना मुश्किल था।” तीन साल पहले कोरियाई सीमेंट संयंत्र के रखरखाव लॉग में दर्ज इस टिप्पणी ने छह महीने की जांच शुरू कर दी, जो 40,000 अमेरिकी डॉलर के ऑयल-कूलर रेट्रोफिट, दो अनियोजित उत्पादन रुकावटों और एक कांस्य वर्म व्हील के प्रतिस्थापन के साथ समाप्त हुई, जिसके बाद अंततः मूल कारण का पता चला। यह जांच लाइन चालू होने से पहले 30 मिनट की हीट-बैलेंस गणना के रूप में भी की जा सकती थी। वर्म गियरबॉक्स के अत्यधिक गर्म होने की अधिकांश समस्याएं खराब गियरबॉक्स के कारण नहीं होती हैं। ये समस्याएं थर्मल गणना के बिना लिए गए वर्म गियर के यांत्रिक आकार निर्धारण निर्णयों के कारण होती हैं।
वर्म गियरबॉक्स कैटलॉग में हर फ्रेम साइज के लिए दो रेटिंग दी गई हैं: एक मैकेनिकल टॉर्क रेटिंग और एक थर्मल पावर रेटिंग। मैकेनिकल रेटिंग बताती है कि वर्म गियर के दांत और बेयरिंग बिना टूटे कितना टॉर्क सहन कर सकते हैं। थर्मल रेटिंग बताती है कि हाउसिंग ऑयल सम्प के तापमान सीमा को पार किए बिना कितनी निरंतर शक्ति को ऊष्मा के रूप में उत्सर्जित कर सकती है। 24 घंटे चलने वाली हाई-रेशियो इकाइयों में, थर्मल रेटिंग अक्सर दोनों में से कम होती है - और इसे अनदेखा करना निरंतर उपयोग में गियरबॉक्स के समय से पहले खराब होने का सबसे आम कारण है।
ऊष्मा संतुलन समीकरण — ऊर्जा ग्रहण करने पर ऊर्जा ग्रहण करने के बराबर होती है।
प्रत्येक कार्यशील वर्म गियरबॉक्स एक ऊष्मीय संतुलन में रहता है जहाँ ऊष्मा उत्पादन ऊष्मा अपव्यय के बराबर होता है। संतुलन तापमान से नीचे, उत्पादन अपव्यय से अधिक होता है और तेल गर्म हो जाता है। संतुलन तापमान से ऊपर, अपव्यय उत्पादन से अधिक होता है और तेल ठंडा हो जाता है। संतुलन तापमान तीन कारकों द्वारा निर्धारित होता है: इनपुट पावर, गियरबॉक्स की दक्षता और वर्म गियरबॉक्स हाउसिंग की आसपास की हवा में ऊष्मा उत्सर्जित करने की क्षमता।
स्थिर अवस्था में वर्म गियरबॉक्स के लिए, प्रति सेकंड उत्पन्न ऊष्मा इनपुट पावर को दक्षता से एक घटाकर प्राप्त मान के बराबर होती है। 70 प्रतिशत दक्षता पर 5 kW इनपुट के लिए, यह 1.5 kW ऊष्मा है - जो गियरबॉक्स हाउसिंग के अंदर लगातार चलने वाले घरेलू इलेक्ट्रिक हीटर के बराबर है।
वर्म गियरबॉक्स सम्प का तापमान परिवेशी तापमान और ΔT के योग के बराबर होता है। यदि गणना से सम्प का तापमान 95 डिग्री सेल्सियस (ISO/TR 14179 की सीमा) से अधिक आता है, तो डिज़ाइन में तापीय समस्या है। वर्म गियरबॉक्स की तापीय गणना सीधी-सादी है; इसमें मुख्य बात यह है कि इसे चालू करने से पहले ही कर लिया जाए, न कि वर्म गियरबॉक्स के पहले 24 घंटे के संचालन में विफल होने के बाद।
उदाहरण सहित — 24 घंटे चलने वाला 5 किलोवाट का कन्वेयर ड्राइव
एक निरंतर चलने वाले कन्वेयर के लिए उपयुक्त आकार के एक सामान्य औद्योगिक वर्म गियरबॉक्स को लें और ठोस आंकड़ों के साथ उसके ऊष्मा संतुलन की व्याख्या करें। कैलकुलेटर की सहायता से यह गणना लगभग दस मिनट में हो जाती है और इससे पता चलता है कि लाइन चालू होने से पहले गियरबॉक्स ऊष्मीय सीमा के भीतर रहता है या नहीं।
आवेदन पत्र: 5 किलोवाट का त्रि-चरण मोटर, 60:1 वर्म गियर रिड्यूसर, 30 आरपीएम आउटपुट, 24 घंटे निरंतर सेवा, इनडोर औद्योगिक वातावरण, परिवेशी वायु का तापमान सामान्यतः 30 डिग्री सेल्सियस, कोई जबरन शीतलन नहीं।
चरण 1 — ऊष्मा का उत्पादन। मध्यम भार पर चलने वाला 60:1 अनुपात वाला सिंगल-स्टार्ट वर्म गियरबॉक्स आमतौर पर 65 प्रतिशत दक्षता पर काम करता है। उत्पन्न ऊष्मा 5 किलोवाट (1) को 1 से घटाने पर 0.65 घटाने पर 1.75 किलोवाट (निरंतर) के बराबर होती है। यानी संचालन के प्रत्येक सेकंड में 1,750 वाट ऊष्मा के रूप में हाउसिंग के अंदर परिवर्तित होती है।
चरण 2 — आवास का सतही क्षेत्रफल। 5 किलोवाट फ्रेम आकार के लिए एक सामान्य औद्योगिक कच्चा लोहा वर्म गियरबॉक्स हाउसिंग का बाहरी सतह क्षेत्र लगभग 0.6 वर्ग मीटर होता है, जिसमें कवर और साइड फेस शामिल हैं, लेकिन फुट बोल्ट शामिल नहीं हैं। बॉडी पर कूलिंग फिन्स लगाने से प्रभावी क्षेत्र बढ़कर लगभग 0.85 वर्ग मीटर हो जाता है। फिन्स के बिना यह 0.6 वर्ग मीटर ही रहता है।
चरण 3 — ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक। स्थिर हवा में एक ऊर्ध्वाधर औद्योगिक वर्म गियरबॉक्स हाउसिंग से प्राकृतिक संवहन लगभग 12 वाट प्रति वर्ग मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस होता है। परिवेशी वायु प्रवाह (एक विशिष्ट इनडोर औद्योगिक वातावरण) से 1 मीटर प्रति सेकंड की अनुप्रस्थ गति के साथ, यह बढ़कर लगभग 18 वाट प्रति वर्ग मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस हो जाता है। इनडोर औद्योगिक उपयोग के लिए व्यावहारिक अनुमान के रूप में 15 वाट प्रति वर्ग मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस का उपयोग करें।
चरण 4 — तापमान में वृद्धि। ΔT 1,750 वाट को 15 वाट प्रति वर्ग मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस से भाग देने पर और फिर 0.6 वर्ग मीटर से गुणा करने पर 194 डिग्री सेल्सियस आता है। सम्प का तापमान 30 और 194 को जोड़ने पर 224 डिग्री सेल्सियस होता है। यह वर्म गियर तेल के लिए निर्धारित 95 डिग्री की सीमा से कहीं अधिक है - इस कार्य बिंदु पर वर्म गियरबॉक्स ऊष्मा को बाहर नहीं निकाल सकता। कन्वेयर एक या दो दिन चलता, तेल वाष्पित हो जाता और कांस्य वर्म व्हील एक सप्ताह के भीतर खराब हो जाता।
चरण 5 — सुधारात्मक डिजाइन पथ। फिन्स जोड़ने से क्षेत्रफल बढ़कर 0.85 वर्ग मीटर हो जाता है, जिससे तापमान में अंतर घटकर 137 डिग्री सेल्सियस हो जाता है - जो अभी भी बहुत अधिक है। जबरन वायु शीतलन (हाउसिंग पर हवा फेंकने वाला एक छोटा पंखा) जोड़ने से k बढ़कर 40 W प्रति वर्ग मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस हो जाता है और तापमान में अंतर घटकर 51 डिग्री सेल्सियस हो जाता है। सम्प का तापमान 30 प्लस 51 बराबर 81 डिग्री होता है - जो 95 डिग्री की सीमा के भीतर 14 डिग्री के मार्जिन के साथ आता है। यह वह डिज़ाइन है जिसे अधिकांश प्रतिष्ठित वर्म गियरबॉक्स आपूर्तिकर्ता इस कार्य के लिए सुझाते हैं।
इस गणना में गलत उत्तर देने का सबसे आम गणितीय शॉर्टकट मोटर की वास्तविक परिचालन शक्ति के बजाय नेमप्लेट पर लिखी शक्ति का उपयोग करना है। कम भार वाले कन्वेयर पर चलने वाली 5 kW की मोटर लगातार केवल 2 kW शक्ति ही दे सकती है। भारी कन्वेयर पर लगी 5 kW की मोटर अक्सर मोटर सर्विस फैक्टर के कारण लगातार 5.5 kW पर चलती है। गणना हमेशा वास्तविक परिचालन शक्ति के आधार पर करें, न कि मोटर के नेमप्लेट पर लिखी शक्ति के आधार पर। हमने एक वियतनामी चीनी मिल को देखा है जिसने 5.5 kW नेमप्लेट के मुकाबले 7.5 kW गियरबॉक्स निर्दिष्ट किया, फिर भारी गुड़ के भार के तहत लगातार 6.5 kW पर चला - ठीक वही स्थिति जिसका मूल आकार निर्धारण में ध्यान नहीं रखा गया था। थर्मल विफलता ठीक उसी समय के अनुसार हुई जिसका अनुमान सही गणना से लगाया जा सकता था।
शीतलन वृद्धि सीढ़ी — चार स्तर
जब ऊष्मा संतुलन से पता चलता है कि वर्म गियरबॉक्स हाउसिंग प्राकृतिक रूप से पर्याप्त ऊष्मा उत्सर्जित नहीं कर सकता, तो डिज़ाइनर शीतलन के चार स्तरों का उपयोग करते हैं। प्रत्येक स्तर क्षमता और लागत को बढ़ाता है।
अधिकांश एप्लिकेशन टियर 1 या टियर 2 पर हल हो जाते हैं; टियर 3 और टियर 4 उच्च-शक्ति निरंतर सेवा के लिए आरक्षित हैं।
तीसरा स्तर (फोर्सड एयर) 1.5 से 5 किलोवाट की ताप सीमा के लिए सबसे किफायती समाधान है, जो मध्यम-शक्ति वाले अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों को कवर करता है। पंखा या तो वर्म गियरबॉक्स इनपुट शाफ्ट (मोटर की गति से जुड़ा हुआ) द्वारा या एक स्वतंत्र छोटे इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित होता है। स्वतंत्र पंखे मोटर की गति में बदलाव के बावजूद लगातार शीतलन प्रदान करते हैं और परिवर्तनीय गति वाले अनुप्रयोगों के लिए इन्हें प्राथमिकता दी जाती है। चौथा स्तर (बाहरी तेल कूलर) 50 किलोवाट से अधिक की अत्यधिक शक्ति वाले अनुप्रयोगों या 40 डिग्री सेल्सियस से अधिक के गर्म वातावरण के लिए आरक्षित है, जहां निचले स्तर के समाधान अपर्याप्त होते हैं।
परिवेश तापमान और ऊंचाई के कारण रेटिंग में कमी
वर्म गियरबॉक्स कैटलॉग की थर्मल रेटिंग समुद्र तल पर 25 से 30 डिग्री सेल्सियस के परिवेश तापमान को मानकर दी जाती है। वास्तविक वर्म गियरबॉक्स इंस्टॉलेशन में तापमान शायद ही कभी इन संदर्भ स्थितियों से मेल खाता है। वियतनाम में भीषण गर्मी के दौरान घर के अंदर का तापमान 38 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है; कोरिया में खाद्य प्रसंस्करण संयंत्रों में सीलबंद पैकेजिंग संयंत्रों में साल भर 35 डिग्री सेल्सियस तापमान रहता है; उत्तरी कोरिया में ऊँचाई वाले स्थानों पर स्थित इंस्टॉलेशन में हवा पतली होती है और शीतलन क्षमता कम होती है।
वर्म गियरबॉक्स के लिए 25 डिग्री के संदर्भ तापमान से ऊपर प्रत्येक 10 डिग्री सेल्सियस तापमान प्रभावी थर्मल रेटिंग को लगभग 10 से 12 प्रतिशत तक कम कर देता है। समुद्र तल से प्रत्येक 1,000 मीटर ऊपर हवा के घनत्व में कमी के कारण संवहन शीतलन 7 से 9 प्रतिशत तक कम हो जाता है।
डिरेटेड थर्मल रेटिंग कैटलॉग रेटिंग को परिवेश सुधार कारक और ऊंचाई सुधार कारक से गुणा करने पर प्राप्त होती है। 1,500 मीटर की ऊंचाई पर 40 डिग्री सेल्सियस के परिवेश में 3 किलोवाट की कैटलॉग थर्मल रेटिंग के लिए: 3 किलोवाट गुणा 0.85 गुणा 0.88 बराबर 2.24 किलोवाट प्रभावी होता है। इन समायोजनों के बिना मूल 3 किलोवाट कैटलॉग आंकड़ा भ्रामक है। कोटेशन का अनुरोध करते समय हमेशा अनुप्रयोग किलोवाट के साथ परिवेश और ऊंचाई का उल्लेख करें, ताकि आपूर्तिकर्ता एक सामान्य कैटलॉग संख्या के बजाय सही डिरेटेड थर्मल रेटिंग लौटाए।
इंजीनियरिंग डेस्क से तीन वास्तविक थर्मल केस
केस 1 — कोरियाई सीमेंट संयंत्र का स्लरी कन्वेयर
एक कोरियाई सीमेंट निर्माता ने कैटलॉग पृष्ठ पर थर्मल रेटिंग कॉलम को अनदेखा करते हुए, पूंजीगत लागत के आधार पर स्लरी कन्वेयर के लिए 7.5 किलोवाट वर्म गियर रिड्यूसर निर्दिष्ट किए। ड्राइव बिना किसी जबरन शीतलन के 24 घंटे पूर्ण रेटेड लोड पर चलते रहे। चार महीनों के भीतर, सम्प का तापमान 95 डिग्री सेल्सियस पर स्थिर हो गया, तेल बदलने का अंतराल 8,000 घंटे से घटकर 1,500 घंटे हो गया, और प्रत्येक 4,000 घंटे के निरीक्षण में कांस्य पहियों का घिसाव दिखाई देने लगा। पूरे संयंत्र में वार्षिक वर्म गियर प्रतिस्थापन लागत पहले वर्ष की मूल पूंजी बचत से अधिक हो गई। रेट्रोफिट समाधान: प्रत्येक ड्राइव पर बाहरी तेल-वायु कूलर रेट्रोफिट किए गए (टियर 4 एस्केलेशन), जिसकी लागत लगभग 4,500 अमेरिकी डॉलर प्रति ड्राइव थी, साथ ही स्थापना में लगने वाला समय भी शामिल था। रेट्रोफिट के बाद, सम्प का तापमान 68 डिग्री सेल्सियस तक गिर गया, तेल बदलने का अंतराल वापस 8,000 घंटे हो गया, और कांस्य वर्म पहियों का घिसाव नगण्य हो गया। सबक: चालू करने से पहले 30 मिनट की थर्मल गणना से विफलता का अनुमान लगाया जा सकता था और अंततः किए गए रेट्रोफिट की तुलना में कम पूंजी लागत पर 1.5 किलोवाट बड़े फ्रेम आकार की सिफारिश की जा सकती थी।
मामला 2 — जापानी फार्मास्युटिकल रिएक्टर मिक्सर
एक जापानी फार्मास्युटिकल उपकरण निर्माता को 2.2 kW निरंतर क्षमता पर प्रतिदिन 16 घंटे चलने वाले एक स्टेराइल रिएक्टर मिक्सर के लिए वर्टिकल-माउंट वर्म गियर रिड्यूसर की आवश्यकता थी। इस एप्लिकेशन के लिए क्लीनरूम अनुकूलता हेतु स्टेनलेस स्टील हाउसिंग की आवश्यकता थी, जबकि स्टेनलेस स्टील की तापीय चालकता कास्ट आयरन की तुलना में लगभग 60 प्रतिशत होती है, जिससे प्रभावी ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक कम हो जाता है। मानक फ्रेम आकार के आधार पर प्रारंभिक तापीय गणना में 102 डिग्री सेल्सियस सम्प तापमान का अनुमान लगाया गया, जो 95 डिग्री की सीमा से थोड़ा अधिक था। समाधान: एक फ्रेम आकार बढ़ाना, लागत में वृद्धि स्वीकार करना, और हाउसिंग के बाहरी हिस्से में कूलिंग फिन्स जोड़ना। पुनर्गणना किया गया सम्प तापमान: 84 डिग्री सेल्सियस, सीमा से 11 डिग्री कम। मूल विनिर्देश की तुलना में वर्म गियरबॉक्स की पूंजी लागत में लगभग 18 प्रतिशत की वृद्धि हुई। पुनर्गणना में 20 मिनट लगे और इससे एक नियामकीय उल्लंघन से बचा जा सका, जिसके कारण सत्यापन में हफ्तों का समय लग सकता था।
केस 3 — वियतनामी रबर प्रसंस्करण एक्सट्रूडर
वियतनाम में एक रबर प्रसंस्करण संयंत्र में 15 किलोवाट का एक्सट्रूडर फीड ड्राइव लगा हुआ था, जो कैटलॉग में दिए गए यांत्रिक रेटिंग के अनुसार वर्म गियरबॉक्स पर आधारित था। संयंत्र 38 डिग्री सेल्सियस के उष्णकटिबंधीय परिवेश में चल रहा था। संयंत्र 800 मीटर की ऊंचाई पर स्थित था। कैटलॉग थर्मल रेटिंग: 12 किलोवाट। डीरेटिंग के बाद प्रभावी थर्मल रेटिंग: 12 किलोवाट गुना 0.85 (परिवेश) गुना 0.94 (ऊंचाई) बराबर 9.6 किलोवाट। अनुप्रयोग के लिए 11 किलोवाट निरंतर बिजली की आवश्यकता थी। यह बेमेल स्पष्ट था। वर्म गियरबॉक्स के दो विकल्प उपलब्ध थे: फ्रेम का आकार दो गुना बढ़ाना, या मौजूदा फ्रेम आकार में एक टियर 3 फोर्सड-एयर फैन जोड़ना। फ्रेम का आकार बढ़ाने की लागत: लगभग 1,800 अमेरिकी डॉलर, साथ ही स्थापना शुल्क। फोर्सड-एयर फैन लगाने की लागत: लगभग 350 अमेरिकी डॉलर, साथ ही साधारण स्थापना शुल्क। विकल्प स्पष्ट था, फैन लगाया गया, सम्प का तापमान 22 डिग्री सेल्सियस कम हो गया, और यह लेख लिखे जाने तक वर्म गियर ड्राइव 18 महीनों से विश्वसनीय रूप से चल रहा है। अनुशंसित वर्म गियर रिड्यूसर विकल्पों में अक्सर ऑर्डर के समय उपलब्ध फैक्ट्री फैन अपग्रेड शामिल होते हैं, जिनकी लागत रेट्रोफिट की तुलना में कम होती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
प्रश्न: निरंतर चलने वाले वर्म गियरबॉक्स में सम्प का कितना तापमान स्वीकार्य है?
ISO/TR 14179 और AGMA दोनों ही सामान्य औद्योगिक खनिज तेलों के लिए अधिकतम निरंतर तेल सम्प तापमान 95 डिग्री सेल्सियस निर्धारित करते हैं। सिंथेटिक PAO तेल 100 डिग्री सेल्सियस तक निरंतर तापमान सहन कर सकते हैं। PAG पॉलीग्लाइकॉल सिंथेटिक तेल 110 डिग्री सेल्सियस तक निरंतर तापमान सहन कर सकते हैं। इन सीमाओं से ऊपर, तेल तेजी से ऑक्सीकृत होता है, चिपचिपाहट कम हो जाती है, स्नेहक परत पतली हो जाती है और कांस्य पहियों का घिसाव तेजी से बढ़ता है। वर्म गियरबॉक्स डिज़ाइन के लिए सर्वोत्तम अभ्यास 80 से 85 डिग्री सेल्सियस का स्थिर तापमान है, जिसमें परिवेशीय परिवर्तनशीलता और भार में उतार-चढ़ाव के लिए 10 से 15 डिग्री का मार्जिन रखा जाता है। 90 डिग्री सेल्सियस पर लगातार चलने वाला गियरबॉक्स तकनीकी रूप से विनिर्देश के भीतर है, लेकिन इसमें गर्म गर्मी के दिनों या चरम भार के लिए कोई मार्जिन नहीं होता है।
प्रश्न: सिंथेटिक तेल, खनिज तेल की तुलना में कितनी मात्रा में ऊष्मा उत्पादन को कम करता है?
वर्म गियर ऑयल को ISO VG 460 मिनरल ऑयल से ISO VG 460 PAO सिंथेटिक ऑयल में बदलने से वर्म गियरबॉक्स की कार्यक्षमता में आमतौर पर 2 से 4 प्रतिशत अंक का सुधार होता है। PAG पॉलीग्लाइकॉल सिंथेटिक ऑयल मिनरल ऑयल की तुलना में कार्यक्षमता में 4 से 8 प्रतिशत अंक का सुधार करता है, जो वर्म गियर पेयर के लिए उपलब्ध सबसे बड़ा एकल कार्यक्षमता लाभ है। 5 kW ड्राइव पर, जो मिनरल ऑयल के साथ 65 प्रतिशत कुशल है, PAG ऑयल में बदलने से कार्यक्षमता 71 प्रतिशत तक बढ़ सकती है - जिससे ऊष्मा उत्पादन 1.75 kW से घटकर 1.45 kW हो जाता है, यानी 18 प्रतिशत की कमी। ध्यान देने योग्य बात यह है कि PAG ऑयल अधिकांश इलास्टोमर सील और मिनरल ऑयल अवशेषों के साथ असंगत है, इसलिए बदलाव से पहले पूरे सिस्टम को फ्लश करना आवश्यक है। PAO सिंथेटिक ऑयल मिनरल ऑयल के साथ पूरी तरह से मिश्रित हो जाता है और यह एक सुरक्षित परिवर्तन मार्ग है।
प्रश्न: इनपुट गति थर्मल रेटिंग को इतना महत्वपूर्ण रूप से क्यों प्रभावित करती है?
उच्च इनपुट गति का अर्थ है प्रति सेकंड वर्म गियर के अधिक मेश चक्र और प्रति सेकंड अधिक बेयरिंग रोटेशन, ये दोनों ही गति के साथ ऊष्मा उत्पादन को लगभग रैखिक रूप से बढ़ाते हैं। 3,000 आरपीएम इनपुट पर चलने वाला वर्म गियरबॉक्स समान टॉर्क पर 1,500 आरपीएम इनपुट पर चलने वाले उसी गियरबॉक्स की तुलना में लगभग दोगुनी घर्षण ऊष्मा उत्पन्न करता है। वर्म गियरबॉक्स कैटलॉग की थर्मल रेटिंग आमतौर पर 1,500 आरपीएम या 1,750 आरपीएम इनपुट पर दी जाती है। 3,000 आरपीएम इनपुट अनुप्रयोगों के लिए, थर्मल रेटिंग को आमतौर पर 35 से 50 प्रतिशत तक कम कर दिया जाता है। यही कारण है कि दो-पोल मोटर इंस्टॉलेशन के लिए सावधानीपूर्वक थर्मल सत्यापन की आवश्यकता होती है - वही गियरबॉक्स जो 1,450 आरपीएम पर लगातार 5 किलोवाट को संभालता है, 2,900 आरपीएम पर लगातार 3 किलोवाट को संभालने पर अधिक गरम हो सकता है।
प्रश्न: ड्यूटी साइकिल थर्मल रेटिंग को कैसे प्रभावित करती है?
बीच-बीच में चलने से वर्म गियरबॉक्स हाउसिंग सक्रिय अवधियों के बीच ठंडा हो जाता है, जिससे प्रभावी तापीय क्षमता बढ़ जाती है। मानक डीरेटिंग: 50 प्रतिशत ड्यूटी साइकिल (30 मिनट चालू, 30 मिनट बंद) निरंतर चलने की तुलना में प्रभावी तापीय रेटिंग को लगभग 25 से 30 प्रतिशत तक बढ़ा देता है। 25 प्रतिशत ड्यूटी साइकिल (15 मिनट चालू, 45 मिनट बंद) प्रभावी रेटिंग को 50 से 60 प्रतिशत तक बढ़ा देता है। उठाने और पैकेजिंग के अनुप्रयोग अक्सर 10 से 25 प्रतिशत ड्यूटी पर चलते हैं और बिना किसी समस्या के अपनी निरंतर तापीय रेटिंग से काफी ऊपर काम करते हैं। 80 प्रतिशत या उससे अधिक ड्यूटी पर चलने वाले कन्वेयर और मिक्सर अनिवार्य रूप से निरंतर-ड्यूटी तापीय सीमाओं का सामना करते हैं, जिनमें कोई छूट नहीं होती है। तापीय रेटिंग बताते समय हमेशा ड्यूटी साइकिल की धारणा को दस्तावेज़ में दर्ज करें।
प्रश्न: गियरबॉक्स के खराब होने से पहले ही मैं यह कैसे पता लगा सकता हूँ कि वह थर्मल खराबी के कगार पर है?
वर्म गियरबॉक्स की सेहत के तीन संकेतक, लागत और सटीकता के क्रम में। पहला, एक सम्प तापमान सेंसर लगाएं (कोई भी भरोसेमंद आपूर्तिकर्ता 100 USD से कम अतिरिक्त शुल्क पर यह विकल्प प्रदान करता है) और हर घंटे तापमान मापें। हफ्तों तक सम्प तापमान के रुझान से पता चलता है कि गियरबॉक्स धीरे-धीरे ज़्यादा गरम हो रहा है या नहीं। दूसरा, हर तीन महीने में तेल के नमूने लें और आयरन और कॉपर पीपीएम विश्लेषण करें। आयरन का स्तर 30 पीपीएम से बढ़कर 80 पीपीएम होना, उच्च तापमान के कारण होने वाले घिसाव में तेजी का संकेत देता है। तीसरा, हाउसिंग सतह के तापमान की मासिक निगरानी के लिए एक नॉन-कॉन्टैक्ट इन्फ्रारेड थर्मामीटर का उपयोग करें। हाउसिंग का तापमान लगातार 60 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक होना, सम्प तापमान के 80 डिग्री से अधिक होने का संकेत देता है, जो खतरे की सीमा में आता है। इनमें से कोई भी संकेतक, किसी बड़ी खराबी का इंतजार करने से सस्ता है।
प्रश्न: क्या इंजन के सम्प में अधिक तेल डालने से कूलिंग में मदद मिलती है?
अटपटा लग सकता है, लेकिन नहीं। निर्माता द्वारा निर्धारित फिल लेवल से ऊपर, अतिरिक्त वर्म गियर ऑयल कूलिंग को कम कर देता है क्योंकि यह वर्म गियर के दांतों और वर्म शाफ्ट के अधिक हिस्से को डुबो देता है, जिससे मंथन हानि (जो अधिक गर्मी उत्पन्न करती है) बढ़ जाती है, जबकि हाउसिंग का गीला सतह क्षेत्र उल्लेखनीय रूप से नहीं बढ़ता है। निर्धारित स्तर से नीचे, स्प्लैश लुब्रिकेशन विफल हो जाता है और गियर के दांत सूखे चलने लगते हैं, जो और भी बुरा है। फ़ैक्टरी फिल स्पेसिफिकेशन उस हाउसिंग ज्यामिति के लिए इष्टतम है और इसे संशोधित नहीं किया जाना चाहिए। यदि सम्प का तापमान बहुत अधिक है, तो इसका समाधान अधिक कूलिंग क्षमता (टियर 2 फिन्स या टियर 3 फोर्स्ड एयर) है, न कि अधिक तेल।
प्रश्न: यदि मैं बिना वायु संचार वाले स्थान पर वर्म गियरबॉक्स स्थापित करूँ तो क्या होगा?
वर्म गियरबॉक्स का ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक (हीट ट्रांसफर कोएफ़िशिएंट) 12 से 15 वाट प्रति वर्ग मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस (स्थिर हवा जिसमें कुछ संवहन होता है) से घटकर सीलबंद आवरण में लगभग 6 से 8 वाट प्रति वर्ग मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस हो जाता है। सम्प का तापमान कैटलॉग में दिए गए अनुमान से 50 से 80 प्रतिशत अधिक हो जाता है। सीलबंद मोटर आवरण, मशीन कैबिनेट या धंसे हुए माउंटिंग स्थान, ये सभी इस समस्या को जन्म देते हैं। समाधानों में आवरण में वेंटिलेशन लूवर लगाना, एक छोटा एक्सट्रैक्शन फैन लगाना या क्षतिपूर्ति के लिए फ्रेम का आकार दो गुना बढ़ाना शामिल है। कोटेशन के अनुरोध में हमेशा इंस्टॉलेशन वातावरण का दस्तावेजीकरण करें — "सामान्य वायु संचार वाला इनडोर औद्योगिक" और "सीलबंद मोटर कैबिनेट के अंदर" अलग-अलग विनिर्देश हैं।
वर्म गियरबॉक्स में गर्मी का होना कोई रहस्यमय खराबी नहीं है जो अचानक घटित हो जाए। यह ऊर्जा के अधिक उपयोग और ऊष्मा अपव्यय का एक अनुमानित परिणाम है, और इसकी भविष्यवाणी करने वाली गणना कैलकुलेटर से 30 मिनट में की जा सकती है। चार-स्तरीय शीतलन प्रणाली सबसे सरल (प्राकृतिक संवहन) से लेकर सबसे आक्रामक (बाहरी तेल कूलर) तक का स्पष्ट मार्ग दिखाती है, जिसमें प्रत्येक चरण पर पूंजीगत लागत और जटिलता बढ़ती जाती है। अधिकांश अतिभार की समस्याएँ या तो चालू करने से पहले की गई थर्मल गणना या परिवेश और कार्य चक्र संबंधी उन अनुमानों के कारण होती हैं जो अंतिम स्थापना से मेल नहीं खाते। वास्तविक परिचालन शक्ति और परिवेश स्थितियों के साथ समय से पहले गणना करने से उन महंगे पूर्व-उपचारों से बचा जा सकता है जिनकी अंततः उपरोक्त केस स्टडी में आवश्यकता पड़ी।
कोरियाई और जापानी OEM डिज़ाइन टीमों के लिए जो निरंतर उपयोग वाले कन्वेयर, मिक्सर या एक्सट्रूडर अनुप्रयोगों का विकास कर रही हैं, हमारा इंजीनियरिंग डेस्क आपके विशिष्ट कार्य चक्र, परिवेश तापमान और ऊंचाई के आधार पर ऊष्मा संतुलन का विश्लेषण करता है। मानक कैटलॉग फॉस्फोर ब्रॉन्ज़ और एल्युमिनियम ब्रॉन्ज़ वर्म गियर सेट 1,500 आरपीएम संदर्भ इनपुट पर फ़ैक्टरी थर्मल रेटिंग शामिल करें। फ़ैक्टरी फ़ैन और ऑयल-कूलर अपग्रेड, फ़ील्ड रेट्रोफ़िट की तुलना में कम लागत पर ऑर्डर के समय उपलब्ध हैं — अनुरोध करें। तापीय गणना समीक्षा कृपया हमें अपने kW, अनुपात, परिवेश तापमान और ड्यूटी साइकिल की जानकारी दें और हमारी टीम एक कोरियाई कार्य दिवस के भीतर आपको एक डिरेटेड रेटिंग और कूलिंग संबंधी सुझाव देगी।
क्या निरंतर चलने वाली ड्राइव में तापीय चेतावनी के संकेत दिखाई दे रहे हैं?
इनपुट पावर, अनुपात, परिवेश तापमान, ड्यूटी साइकिल और ऊंचाई भेजें। हम हीट बैलेंस की गणना करेंगे, स्थिर अवस्था में संप तापमान का अनुमान लगाएंगे और मार्जिन के भीतर उपयुक्त कूलिंग टियर की सिफारिश करेंगे - मानक कैटलॉग विनिर्देशों के लिए आमतौर पर एक कोरियाई कार्य दिवस के भीतर।
संपादक: सीएक्सएम
