減速機(jī)發(fā)熱功率分析及冷卻方式選擇

寇亞利

摘要：在我國(guó)現(xiàn)階段的工業(yè)發(fā)展中，減速機(jī)是其中的重要設(shè)備，但是在減速機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行中，難免出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，不利于減速機(jī)的繼續(xù)使用，這種發(fā)熱是由于多方面的云因引起的，設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑、制造等各方面的原因都有可能導(dǎo)致減速機(jī)發(fā)熱。為保證減速機(jī)的正常使用，應(yīng)該對(duì)發(fā)熱的減速機(jī)進(jìn)行冷卻。因此，本文對(duì)減速機(jī)的發(fā)熱功率因素進(jìn)行分析，并針對(duì)各種因素仔細(xì)選擇具體的冷卻方式，以保證減速機(jī)的正常使用。本文對(duì)減速機(jī)的熱功率影響因素進(jìn)行分析，包括設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑、制造等方面的因素，并分析各種冷卻方式。

關(guān)鍵詞：減速機(jī)；發(fā)熱；功率；冷卻

1、 減速機(jī)概述

減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。

減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)減速機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的，普通的減速機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動(dòng)比。

減速機(jī)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的機(jī)器，其目的是降低轉(zhuǎn)速并增加轉(zhuǎn)矩。它具有種類繁多的不同型號(hào)，不同型號(hào)有不同的用途。減速機(jī)種類繁多，按傳動(dòng)方式可分為齒輪減速機(jī)、蝸輪減速機(jī)和行星齒輪減速機(jī)；根據(jù)不同的傳動(dòng)階段可分為單級(jí)和多級(jí)減速機(jī)；根據(jù)齒輪的形狀可分為圓柱齒輪減速箱、錐齒輪減速箱和錐形圓柱齒輪減速箱；根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的布局可分為可擴(kuò)展型、分體式和同軸型減速器。

2、影響減速器熱功率因素

主要是減速器的散熱面積，導(dǎo)熱系數(shù)及效率。下面將從設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑，制造及散熱裝置等幾方面來(lái)分析提高熱功率的措施。

2.1設(shè)計(jì)方面的分析

齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如模數(shù)，分度圓直徑，齒寬，變位系數(shù)等，傳動(dòng)比，軸承的結(jié)構(gòu)形式以及齒輪的潤(rùn)滑狀態(tài)均對(duì)減速器的效率有一定影響。 因此，在設(shè)計(jì)減速器時(shí)，為提高其效率，應(yīng)綜合考慮影響傳動(dòng)效率的各因素，針對(duì)不同類型的減速器，采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

2.1.1高速輕載減速器的設(shè)計(jì)

減速機(jī)在高速和輕載條件下的功率損耗主要是空載損耗。可以采取以下措施來(lái)減少損失并改善軸承支撐條件。選擇小直徑系列的輕質(zhì)軸承，并用薄油潤(rùn)滑軸承。減小齒輪寬度和節(jié)圓直徑以降低變槳速度。使用較少的潤(rùn)滑油以減少油損失。在確保足夠潤(rùn)滑的情況下，減少供給齒輪箱的油量以減少由潤(rùn)滑油引起的動(dòng)力損失。

2.1.2重載減速器的設(shè)計(jì)

低速重負(fù)荷減速器的動(dòng)力損失主要是由于滑動(dòng)摩擦損失。高速減速機(jī)和重型減速機(jī)各部分的損失占有一定比例。可采取以下措施減少損失：盡可能使用齒寬較小，直徑較大的齒輪，以改善潤(rùn)滑條件，減少油損。在允許的彎曲強(qiáng)度條件下，使用較小的模塊齒輪減少齒輪接觸線的長(zhǎng)度，從而減少滑動(dòng)摩擦損失。適當(dāng)?shù)奈灰坪臀灰葡禂?shù)的合理分配，減少齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度，降低滑動(dòng)摩擦損失。使用高粘度潤(rùn)滑油有利于形成動(dòng)壓油膜并改善潤(rùn)滑。

高速重載減速器，有條件的話可采用油霧潤(rùn)滑，減少攪油損失。

2.2 制造方面的分析

齒輪的加工精度對(duì)摩擦損失有很大的影響。許多學(xué)者根據(jù)不同的加工方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)高精度齒輪的摩擦損失較小，但主要影響因素是齒形誤差和螺距誤差。仍然缺乏對(duì)表面粗糙度的研究。齒輪的齒面粗糙度越高，摩擦系數(shù)越大，摩擦力損失越大。如果載荷不變，當(dāng)齒面粗糙度較大時(shí)，齒面處于直接接觸狀態(tài)，齒輪處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，摩擦系數(shù)較大。隨著潤(rùn)滑條件的改善，當(dāng)齒面油膜厚度接近表面粗糙度時(shí)，摩擦系數(shù)變化較大在這個(gè)范圍內(nèi)，但與邊界潤(rùn)滑相比要小。當(dāng)表面粗糙度很小，潤(rùn)滑油膜完全脫離兩個(gè)運(yùn)動(dòng)表面時(shí)，摩擦系數(shù)取決于流體的內(nèi)摩擦阻力。隨著滑動(dòng)速度的增加，流體的內(nèi)部摩擦阻力也增加。

可見(jiàn)，齒面粗糙度可影響齒輪的潤(rùn)滑狀態(tài)，同時(shí)它也決定了摩擦系數(shù)的大小。

各種加工方法，齒輪的熱處理和特殊的表面處理將對(duì)齒輪的齒形和冶金結(jié)構(gòu)產(chǎn)生決定性的影響。這種形狀特征決定了齒輪工作時(shí)潤(rùn)滑油膜厚度的形成，并且對(duì)齒面之間的摩擦系數(shù)有顯著影響，這又決定了摩擦損失的大小。因此，這兩個(gè)方面也是有效的影響齒輪效率的因素。

2.3減速機(jī)溫升過(guò)高

產(chǎn)生原因：（1）潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂品質(zhì)不佳。（2）轉(zhuǎn)軸潤(rùn)滑不良。（3）轉(zhuǎn)軸軸承損壞。處理方法：（1）按廠方出廠說(shuō)明書(shū)推薦潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂牌號(hào)，并按要求加注。（2）按規(guī)定加注潤(rùn)滑油，保證潤(rùn)滑油泵正常工作和油路暢通。（3）更換軸承。

3、各種冷卻方式的選擇

3.1選擇高品質(zhì)的潤(rùn)滑油以及添加劑？

減速機(jī)通常使用220#齒輪油，但對(duì)于一些重型齒輪減速機(jī)，當(dāng)減速機(jī)頻繁啟動(dòng)時(shí)，有必要選擇一些潤(rùn)滑油添加劑。減速機(jī)正在停止工作過(guò)程中，減速機(jī)齒輪油仍附著在減速機(jī)齒輪表面，使減速機(jī)齒輪上形成保護(hù)膜，防止減速機(jī)過(guò)載，減壓劑添加劑含有防漏劑和調(diào)整密封環(huán)。該劑能使減速器保持柔性和柔性，并有效減少減速器泄漏和減速器發(fā)熱等現(xiàn)象。

3.2減速器潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)改進(jìn)措施？

針對(duì)減速器潤(rùn)滑油油溫過(guò)高，不能正常持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，對(duì)該減速器潤(rùn)滑油的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。？

在連續(xù)工作中產(chǎn)生的減速器熱量太高。但是，減速機(jī)的散熱面積不符合散熱要求，導(dǎo)致減速機(jī)油油溫高的現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)的改造大大減少了問(wèn)題可以使各部門(mén)的溫度正常上升，延長(zhǎng)設(shè)備和潤(rùn)滑油的使用壽命，提高效率，降低成本。？

該裝置主要由冷卻水箱、冷卻水槽、冷卻銅管及輔助元器件構(gòu)成，冷卻水取自瓦斯抽放泵循環(huán)水管路。其工作原理是：從減速器流出的高溫高壓油，經(jīng)濾油器、冷卻水槽內(nèi)的冷卻銅管及冷卻水箱內(nèi)的冷卻管冷卻后變?yōu)榈蜏馗邏河停?jīng)回油管流回減速器內(nèi)循環(huán)使用。

3.3建立相應(yīng)的潤(rùn)滑維護(hù)制度

維護(hù)減速器，使每個(gè)減速器由授權(quán)人員定期檢查。當(dāng)工作中油溫明顯升高時(shí)，溫度升至40°C以上或油溫超過(guò)80°C。油滴或油的質(zhì)量當(dāng)發(fā)現(xiàn)更多銅粉并發(fā)生異常噪音時(shí)，有必要及時(shí)停止使用本產(chǎn)品，排除故障并在使用前更換油。加油時(shí)，請(qǐng)注意相同數(shù)量的機(jī)油和安裝位置，以確保減速機(jī)得到適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑。

3.4浸風(fēng)冷式？

對(duì)于減速機(jī)來(lái)說(shuō)，僅通過(guò)增加散熱器表面就不能降低溫升。在這種情況下，在罐上有太多太稠密的管子是不經(jīng)濟(jì)的。通常是將粉末吹到散熱器上。這是因?yàn)闊崃肯禂?shù)與流體在表面流動(dòng)的速度有關(guān)。散熱系數(shù)增加幾倍，散熱效果好，在輕載時(shí)不需要吹空氣。同鼓風(fēng)機(jī)相比，同一減速器的容量增加了30%以上不吹風(fēng)。

4、 結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)現(xiàn)階段的減速機(jī)發(fā)熱功率問(wèn)題是需要迫切解決的問(wèn)題之一，當(dāng)減速機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象過(guò)于嚴(yán)重，可以從設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑、制造等方面尋找原因，并從潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑維護(hù)制度、冷卻系統(tǒng)改造、風(fēng)冷等方面進(jìn)行思考。

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