遵循一些有關(guān)減速機(jī)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單建議，將有助于確保減速機(jī)在最極端的環(huán)境中工作。
　　在或多或少的“正常”條件下設(shè)計(jì)齒輪減速機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)足夠困難，這里的“正常”意味著諸如室溫，穩(wěn)定或典型的濕度和海拔高度之類的東西。將應(yīng)用程序扔到極端環(huán)境中，設(shè)計(jì)會(huì)變得更加復(fù)雜。但這不是必須的。對(duì)于在極端環(huán)境條件下設(shè)計(jì)齒輪減速機(jī)應(yīng)用的任何人，都有一些指導(dǎo)原則可以幫助確保設(shè)計(jì)成功。
　　齒輪減速電機(jī)是齒輪減速器和電動(dòng)機(jī)的組合。齒輪電機(jī)輸出軸上的兩個(gè)最重要的因素是轉(zhuǎn)速和扭矩。直角，直軸或平行軸齒輪箱可與永磁交流，交流感應(yīng)或無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)組合使用。 　　此處討論的齒輪電機(jī)應(yīng)用不會(huì)暴露在高壓水噴霧中，例如在冰柜，未加熱的設(shè)備或外殼中。它們被用于叉車和電動(dòng)汽車，起重技術(shù)，建筑設(shè)備，包裝機(jī)械以及碼頭吊車，手推車和橋梁驅(qū)動(dòng)器等應(yīng)用中。
　　目標(biāo)是使齒輪減速機(jī)在數(shù)十年的極端環(huán)境條件下運(yùn)行，且維護(hù)成本低，因?yàn)樗鼈兛赡懿灰捉咏｝X輪箱電機(jī)在極端溫度和海拔高度上的機(jī)械差異不大；主要是潤(rùn)滑，占空比，加熱或冷卻注意事項(xiàng)以及建筑材料的選擇。因此，這些技巧也可以用于升級(jí)現(xiàn)有系統(tǒng)。
　　我們正在談?wù)摰牡湫妄X輪減速機(jī)包括提升驅(qū)動(dòng)齒輪減速機(jī)，其提升負(fù)載在3.2至40公噸之間。它們由2.5到38 kW的異步圓柱轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，帶有3級(jí)平行軸變速箱，在鼓直徑140至405 mm和4/1倒角時(shí)，提升速度為4至8 m / min。使用典型的極開(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)（8/2極）。使用變頻器對(duì)變速進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)極慢的啟動(dòng)和制動(dòng)速度來(lái)加速和減速斜坡，從而最大程度地減少負(fù)載擺動(dòng)。
　　一個(gè)好的開(kāi)始是檢查應(yīng)用程序?qū)⒃谄渲羞\(yùn)行的過(guò)去極端溫度條件下的數(shù)據(jù)以及可能與設(shè)計(jì)有關(guān)的任何其他獨(dú)特條件。在以下各節(jié)中，我們將介紹溫度，高度和濕度以及這些因素影響齒輪馬達(dá)選擇的方式。
　　當(dāng)溫度降至-40 C時(shí)，減速機(jī)會(huì)怎樣？
　　從-40?C（-40?F）到+60?C（+140?F），一米球墨鑄鐵會(huì)膨脹0.123毫米。這就是我們將在此處涵蓋的溫度范圍。
　　海拔高度是我們要探討的另一個(gè)極端。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)，一般的經(jīng)驗(yàn)法則是，每海拔1000英尺，功率損失為3-4％。因此，一輛10,000英尺的300 hp的汽車將損失30至40 hp。密度越小意味著壓縮越少。較少的大氣中實(shí)際物質(zhì)（主要是氧氣，氮?dú)夂蜌鍤猓┍晃霘飧?，因此壓縮較小。對(duì)于齒輪減速機(jī)，這意味著更少的環(huán)境可以散熱。
如何補(bǔ)償極端溫度？ （標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍是-20至+ 40°C。）
　　常見(jiàn)的極端溫度波動(dòng)是當(dāng)叉車從-30?C的冰柜移至+40°C的塢門時(shí)。對(duì)于從極冷（-40°C）到非常熱（+ 60°C）的情況，您都需要解決以下問(wèn)題。
　　減速機(jī)油–當(dāng)?shù)V物油達(dá)到其性能極限時(shí)（通常的啟動(dòng)和停止，高負(fù)荷，系統(tǒng)沖擊，低溫或高溫使用，延長(zhǎng)的油使用間隔要求以及降低的工作溫度而減少的內(nèi)部摩擦），則使用合成潤(rùn)滑油。它們還可以在更高的溫度下運(yùn)行而不會(huì)損失粘度，形成殘留物并提供抗泡沫性。石油產(chǎn)品在+ 100°C或低于+ 100°C時(shí)開(kāi)始降解，而合成烴潤(rùn)滑劑在+ 125°C時(shí)性能良好。合成材料還具有極端的低溫優(yōu)勢(shì)。它們的蒸氣壓也比石油產(chǎn)品低，這是確保潤(rùn)滑劑不會(huì)分解的重要因素。合成潤(rùn)滑劑的化學(xué)均質(zhì)性使其比石油基同類產(chǎn)品具有更高的承載能力，更高的粘度指數(shù)，更好的潤(rùn)滑性，更高的效率和更長(zhǎng)的使用壽命。
　　軸封–如果減速機(jī)長(zhǎng)時(shí)間保持低溫，則將電動(dòng)機(jī)軸封升級(jí)為彈性體材料，或使用高級(jí)潤(rùn)滑脂進(jìn)行軸封潤(rùn)滑。彈性材料由聚合物，填料，加工助劑，保護(hù)劑和固化劑組成。標(biāo)準(zhǔn)油封通常由丁腈或橡膠制成，額定溫度最高為+125?C。如果環(huán)境溫度或油溫超過(guò)此水平，則必須使用性能更高的材料。
　　電機(jī)冷卻風(fēng)扇–這些風(fēng)扇應(yīng)由鋁，GGG（球墨鑄鐵）或特殊的塑料制成。
　　外殼–將端蓋材料從GG（灰鑄鐵）切換到GGG（球墨鑄鐵）。球墨鑄鐵具有高強(qiáng)度，延展性和抗沖擊性。退火球墨鑄鐵可以彎曲，扭曲或變形而不會(huì)破裂。它的強(qiáng)度，韌性和延展性可復(fù)制許多等級(jí)的鋼，但具有類似于灰口鑄鐵的低成本鑄造工藝。普通灰口鑄鐵具有隨機(jī)的片狀石墨圖案。球墨鑄鐵的分子式中鎂或鈰的百分比為百分之幾，導(dǎo)致石墨形成小的球形“小結(jié)節(jié)”而不是薄片。它們使金屬結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性減少，從而使鐵更堅(jiān)固，更具韌性。如果不超過(guò)允許的應(yīng)力，您也可以使用鋁。
　　轉(zhuǎn)子軸–將材料從1045鋼切換為合金鋼，例如42CrMo4或類似材料。 1045是一種低淬透性碳鋼，典型的中等抗拉強(qiáng)度范圍為570至700 Mpa，布氏硬度為170至210。它的特點(diǎn)是強(qiáng)度和沖擊性能都很好。 42CrMo4合金鋼是具有高強(qiáng)度和淬透性的鉻鉬鋼。它具有較高的疲勞強(qiáng)度和良好的低溫沖擊韌性。
　　電機(jī)加熱–可以是加熱器外套，電機(jī)加熱帶，也可以為繞組供電以保持一定的溫度（這也可以防止?jié)駳庠诟邼穸拳h(huán)境中積聚）。廠家通常會(huì)安裝外部加熱夾套，蓋子或外殼，因?yàn)樗鼈冞€需要保護(hù)減速機(jī)和其他組件。
　　接線盒–從塑料切換到鋁
　　風(fēng)扇罩–從塑料版本切換到鈑金版本
　　剎車設(shè)計(jì)–完全封閉而不是開(kāi)放式設(shè)計(jì)
　　降低扭矩–甚至可能需要降低齒輪箱可接受的最大扭矩或使用更大的齒輪箱。
　　為了正常工作并在+ 40°至+ 60°C的溫度下使用
　　請(qǐng)注意，高于此的溫度必須根據(jù)具體情況進(jìn)行檢查，不能僅通過(guò)更改某些組件來(lái)解決。
　　如果將減速機(jī)安裝在靠近內(nèi)燃機(jī)或其他產(chǎn)生熱量或暴露在直射陽(yáng)光下的系統(tǒng)中的機(jī)殼內(nèi)，則將需要具有更高額定溫度的電機(jī)內(nèi)部組件。較高的環(huán)境溫度還會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)扭矩產(chǎn)生負(fù)面影響，直射的陽(yáng)光會(huì)降低密封組件的性能。
　　接線盒–從塑料切換到鋁
　　風(fēng)扇罩–從塑料版本切換到鈑金版本
　　為了正常運(yùn)行并在高海拔地區(qū)使用
　　電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)表面的散熱量隨高度的增加而降低。由于空氣稀薄，熱性能降低。通常，額定安裝高度最高為海拔1000 m。對(duì)于更高的海拔，應(yīng)考慮以下事項(xiàng)。
　　驗(yàn)證您的應(yīng)用程序的實(shí)際占空比，并問(wèn)自己在這里真的需要連續(xù)工作的電動(dòng)機(jī)嗎？如果事實(shí)證明該應(yīng)用需要與海拔1000 m處的電動(dòng)機(jī)額定值相同的占空比，則可以安裝更大的電動(dòng)機(jī)或增加強(qiáng)制空氣冷卻以補(bǔ)償稀薄空氣提供的減小的冷卻能力。在許多情況下，與電機(jī)OEM商討可能的選擇是有意義的。
關(guān)于占空比的一句話
　　占空比不僅會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的性能等級(jí)，例如，連續(xù)占空比S1電動(dòng)機(jī)（如果用于S3間歇占空比）將提供更高的輸出，而且尤其適用于扭矩峰值和系統(tǒng)沖擊非常大的非常規(guī)應(yīng)用中使用的齒輪箱可能。對(duì)于此類情況，至關(guān)重要的是要仔細(xì)確定在特定時(shí)間段內(nèi)經(jīng)歷了哪些占空比以及哪些峰值/沖擊，以便電機(jī)/齒輪箱OEM的工程團(tuán)隊(duì)可以選擇并推薦合適的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。因此，即使應(yīng)用中對(duì)額定轉(zhuǎn)矩和占空比的要求不高，其他操作因素也可能導(dǎo)致需要更大，更堅(jiān)固的齒輪減速機(jī)來(lái)確保令人滿意的使用壽命。最后，如果在極端環(huán)境條件下使用您的應(yīng)用程序，請(qǐng)始終告知電機(jī)OEM-這可能會(huì)改變游戲規(guī)則。
　　國(guó)際減速機(jī)制造商協(xié)會(huì)已發(fā)布了針對(duì)不同應(yīng)用的建議使用壽命的更多信息。這些占空比建議是根據(jù)許多齒輪電機(jī)制造商的經(jīng)驗(yàn)確定的。按服務(wù)等級(jí)（I（1至1.39），II（1.40至1.99），III（2及更高））列出了許多應(yīng)用程序，其中I類是最簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序，III類是最難的應(yīng)用程序。 通常，應(yīng)用的總占空比將考慮環(huán)境溫度，循環(huán)持續(xù)時(shí)間，質(zhì)量加速度，工作時(shí)間和每小時(shí)循環(huán)數(shù)。
如何確定占空比
　　舉個(gè)例子;齒輪減速機(jī)一次短促地驅(qū)動(dòng)傳送帶，一次2分鐘，然后關(guān)閉2分鐘，然后一周兩次，每天兩次，每次10個(gè)小時(shí)，一次又一次重復(fù)。您需要它運(yùn)行至少五年或13,000小時(shí)，而無(wú)故障。
　　根據(jù)國(guó)際減速機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，使用壽命為25,000小時(shí)，標(biāo)稱使用壽命為1.0。 25,000小時(shí)是正常數(shù)字，因此50％不會(huì)持續(xù)那么長(zhǎng)時(shí)間。使用L10壽命等級(jí)，這意味著在該負(fù)載下運(yùn)行的齒輪箱中有10％會(huì)在L10壽命之前失效，而90％的壽命會(huì)更長(zhǎng)。因此，標(biāo)稱壽命為25,000小時(shí)的變速箱的L10壽命為5,000小時(shí)。根據(jù)國(guó)際減速機(jī)標(biāo)準(zhǔn)指南，輸送機(jī)如果每天進(jìn)給量和操作時(shí)間超過(guò)10小時(shí)，則服務(wù)系數(shù)應(yīng)為1.50。將需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行類似的計(jì)算。
濕度
　　用于對(duì)產(chǎn)品的入侵和防水兼容性進(jìn)行分類的最常見(jiàn)的系統(tǒng)是IP等級(jí)，該等級(jí)是由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布的。 （IP代表國(guó)際保護(hù)，但有時(shí)也稱為入口保護(hù)。）如今，交流感應(yīng)和永磁交流電動(dòng)機(jī)通常滿足IP54或55防護(hù)等級(jí)，并且通過(guò)某些步驟甚至可以滿足IP65或67的要求。因此，IP等級(jí)不能為高濕度環(huán)境提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，因此需要采取其他步驟來(lái)保護(hù)齒輪減速機(jī)。為防止腐蝕，請(qǐng)保護(hù)所有裸露的金屬表面。另外，應(yīng)涂漆電機(jī)疊片。在不使用電動(dòng)機(jī)時(shí)，請(qǐng)為繞組使用連續(xù)的低壓電流電源，以防止凝結(jié)。對(duì)于制動(dòng)器，所有磨損表面必須為不銹鋼，有時(shí)最好是完全封閉的戶外制動(dòng)器。

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