矿用车辆抬高箱热平衡分析

徐 犇，郑 勇，孙进伟

(1.辽宁能源煤电产业股份有限公司，辽宁 沈阳 110122；2.辽宁煤机装备制造(集团)有限责任公司，辽宁 沈阳 110122)

0 引言

矿用车辆工作环境恶劣且长时间处于高负载工况，研究人员进行传动系统匹配工作时，容易忽略与元部件的可靠性。抬高箱的承载能力受机械强度和热平衡许用功率两方面的限制，选用抬高箱时必须通过这两项功率的核算。由于煤矿井下巷道空间有限，使得矿用车辆在设计上对外形尺寸要求非常严格，因此减速器大都不配备辅助冷却装置，通常矿用车辆的抬高箱采用立式安装，浸油润滑的方式，为保证车辆在井下恶劣的环境中不受热损伤，而且可以长时间连续正常工作，对其进行热平衡分析研究具有非常意义[1-2]。

1 抬高箱热功率评估理论

1.1 热平衡计算

在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须根据单位时间内的发热量Ps等于同时间内的散热量Pe的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内[3-5]。

传动工作中摩擦损耗的功率

Ps=P1(1-η)

(1)

此损耗功率变为热量后，使传动装置温度升高；传动因温差而需要散热。

式中，P1为抬高箱需要输入功率，kW；η为抬高箱传动效率，η=0.978[2]。

产生的热流量Ps=P1(1-η)。

自然冷却时，箱体外壁散发到周围空气中的热流量

Pe=kA(t1-t2)

(2)

式中：k为箱体的表面传热系数，k=8.15～17.45,W/(m2·℃)；A为传动装置散热面积A=A1+0.5A2；A1为内表面能被润滑油所飞溅到的面积，而为表面时又可为周围空气所冷却的箱体表面面积,m2；……