Przenoszenie ciep³a przez wa³

Dec 13, 2013 Last reply: 12 lat temu 35 Replies

Czo³em.



Temat jest nastêpuj±cy. Stalowy wa³ ma ¶rednicê 35 mm i d³ugo¶æ ok. 170 mm, przenosi moment do 20 Nm. Wa³ napêdza hamulec proszkowy, który z racji realizowanej funkcji nagrzewa siê do temperatur 50-70 stopni. Jak ograniczyæ przenikanie ciep³a przez wa³, na razie bez uciekania siê do sztucznego ch³odzenia ? Pierwsze co mi przysz³o do g³owy to radiator, naciêty na wale. Jako ¿e nie jestem mechanikiem, nie wiem na ile mo¿na os³abiæ jego konstrukcjê. Najchêtniej radiator wytoczy³bym z aluminium jako osobny zespó³ i nasadzi³bym na stalowy wa³. A mo¿e przy tym przenoszonym momencie w ogóle wykonaæ wa³ z aluminium i od razu z radiatorem ?


A jak zaprojektujesz ten radiator? Obroty wysokie? Konrad

W dniu 2013-12-13 15:00, Konrad Anikiel pisze:

100-200 rpm.

W dniu 2013-12-13 15:00, Konrad Anikiel pisze:

Jak lufa Thompsona:

formatting link

Ok, ja nawet bym ponacinał te pierścienie, nawet pod kątem, chociaż obroty niewielkie, jakiejś okrutnie wymuszonej konwekcji nie osiągniesz. Ja tylko pytam jak to porachujesz?

O to pytam szanowne grono. Nie chcia³bym wa³u z plasteliny. Mo¿e jednak pro¶ciej ch³odziæ wa³ od ¶rodka wymuszonym przep³ywem powietrza. Przy okazji sch³odzi³bym i hamulec, a to mu przed³u¿y ¿ywotno¶æ.

W dniu sobota, 14 grudnia 2013 08:30:11 UTC+1 użytkownik PeJot napisał:

Czy zdajesz sobie sprawe z tego jak duza potrzebujesz powierzchnie wymiany ciepla przy takim chlodzeniu powietrznym?

Przy zwyklym oszacowaniu, mozesz skorzystac w z tej strony:

formatting link

Nie podajesz wszystkich parametrow, wiec musze zgadywac. Liczmy, ze masz do rozproszenia nie wiecej niz 400W energii, przy roznicy temperatury 30C.

Przy przeplywie powietrza 20m/s (w tablicy h= 35W/m2K) i roznicy temperatury 30C musisz miec powierzchnie wymiany ciepla:

S= 400/(35*30) = 0,38 m^2

Moze lepiej zastosowac metode chlodzenia podpatrzona w tarczach hamulcowych?

WM

"WM" [...]Czy zdajesz sobie sprawe z tego jak duza potrzebujesz powierzchnie [...] S= 400/(35*30) = 0,38 m^2 [...]

To chyba nie dużo? Około 20 tarcz fi 100 mm.

Robert

W dniu 2013-12-14 14:17, WM pisze:

W hamulec (proszkowy) pompuję 100, maks. 200 W mocy, z czego szacunkowo

1/4 ucieka napędzającym wałem, reszta przez sam ożebrowany hamulec.

Konstrukcji hamulca nie zmienię, bo to część katalogowa. Musiałbym zastosować następny większy model z typoszeregu. Niestety im większy hamulec, tym gorsza dynamika. Czyli trzeba się zastanowić nad sztucznym chłodzeniem. Działam na żywym, działającym obiekcie, mogę eksperymentować. Chociaż przy moich parametrach, z tego co podajesz to i

2 tarcze fi 100 zrobiło by robotę i to bezobsługowo.

Albo inaczej - czy zmniejszenie średnicy stalowego wału na długości ok.

100mm ograniczy mi ucieczkę ciepła przez niego ? Wał musi przenieść swoje 20 Nm bez problemów.

A nie możesz sprzęgnąć hamulca z osią za pomocą sprzęgła? Powiedzmy czegoś takiego, choć niekoniecznie 2 członowe (nie musisz kompensować nieosiowości i uchyłów).

formatting link

Od biedy do zrobienia w 2h :)

Miłego. Irek.N.

"PeJot"

Ty chcesz chłodzić wał i hamulec czy ograniczyć ucieczkę ciepła wałem? A może to następny problem do rozwiązania?

Robert

W dniu sobota, 14 grudnia 2013 16:03:31 UTC+1 użytkownik PeJot napisał:

Zrobilem to oszacowanie, poniewaz napisales, cytuje: ''Moze jednak prosciej chlodzic wal od srodka wymuszonym przeplywem powietrza.''

Tarcze zewnetrzna trzeba liczyc inaczej, bardziej jak zebro, uwzgledniajac, ze temperatura u nasady jest wieksza niz na obwodzie. Ponadto predkosc na obwodzie tarczy fi 100mm nie przekroczy 1m/s (w obliczeniach zakladalem przeplyw powietrza 20m/s), co wymusza dodatkowa korekte w dol wymiany ciepla.

Czy jest jakis odbior ciepla na koncu walu? Jezeli nie ma odbioru ciepla, to caly wal nagrzewa sie w miare rownomiernie. Analogia jest napelnianie wydluzonego zbiornika cieczy z przewezeniem.

Sa rozne metody chlodzenia walow, np. taka :)

formatting link
WM

Wykonać wał z materiału nieprzewodzącego ciepła.

W dniu 2013-12-14 16:47, Irek N. pisze:

Myślałem o czymś podobnym, ale chyba nikt nie projektował tych sprzęgieł pod takie zastosowanie.

Teflon jako izolator cieplny się nadaje ?

W dniu 2013-12-14 17:04, Robert Wańkowski pisze:

Celem jest *ograniczenie* przenikania ciepła przez wał od nagrzanego hamulca do napędu. Schłodzenie wału, czy to naturalnie czy sztucznie rozwiązuje mi problem, a przy okazji schładza mi hamulec proszkowy, co mu tylko na zdrowie wychodzi.

W dniu 2013-12-14 17:20, WM pisze:

Kombinuję tak: kontrolowany nadmuch sprężonego powietrza do wydrążonego wału, wyloty w połowie jego długości powinny skutecznie go schłodzić.

O ile w weekend nie braknie sprężonego powietrza :<

A maszyna pracuje 24/7.

Daj zdjęcie, to się zaprojektuje :) Tak naprawdę to nie wiemy nic. Jeżeli oś jest nośnikiem hamulca, to trzeba dorobić piastę nośną, jak nie - sprzęgło i z głowy problem. Jest bezluzowe, a Tobie chyba na tym zależy.

Średnio, ale mięknie szybko. Są znacznie ciekawsze tworzywa, choć cena niektórych przyprawia o ból głowy. Dał byś 20k za kg? :) Jak byś nie musiał - to przenigdy, prawda?

Możesz zrobić jeszcze tak, że osadzisz hamulec na tulei z czegoś słabo przewodzącego ciepło. Może to być jakiś plastik, może być gęsto żłobiona tuleja stalowa - będziesz miał podparcie dla hamulca, a temperatura nie będzie przenoszona tak skutecznie na oś. Trzeba tylko tą oś odchudzić, ale to nie powinno być problemem, masz w porywach 20Nm.

Miłego. Irek.N. ps. tak się zastanawiam, może hamulec trzeba bardziej chłodzić, wtedy nie będzie problemu że ogrzewa Ci oś, z drugiej strony, jak zaizolujesz oś, to hamulec poleci w górę temperaturowo.

W dniu 2013-12-14 18:23, Irek N. pisze:

Hamulec ma 2 łożyska.

Sprzęgło można zaprojektować i wykonać uniwersalne, a eksperymentować z materiałami. Jakimi materiałami słabo przewodzącymi ciepło mam się zainteresować ?

Na razie hamulec pracuje w dozwolonym zakresie temperatur.

Dnia Sat, 14 Dec 2013 18:25:39 +0100, PeJot napisał(a):

Drewno, plastik, ceramika, szklo - prawie wszystko przewodzi gorzej niz metale.

Ale ja bym dorobil tarcze chlodzaca i wentylator. Albo po prostu dluzszy wal

J.

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required