ML4RSF130型减速器的热功率校核探讨

张少华

（神华新疆吉木萨尔能源有限责任公司，新疆 昌吉831100）

0 引言

神华新疆吉木萨尔能源有限责任公司地处准噶尔盆地东部，属大陆干旱荒漠性气候，戈壁腹地，常年多风，环境极为恶劣。干旱少雨，植被覆盖率低，夏季地表温度达到50℃以上，冬天达到－40℃，海拔在500m左右。我公司破碎环节使用的是由MMD设计生产的大型破碎站，破碎站的板式给料机使用的是SEW公司生产的ML4RSF130型减速器，夏季满负荷运转时常常会出现减速器过热的情况。

1 减速器热功率校核的重要性

在国外的减速器标准中均规定了2种功率指标，一是额定功率，指按减速器中主要零件齿轮和轴的机械强度设计所允许的最大功率，超过这个功率，齿轮和轴就可能产生机械损伤，所以额定功率又称机械功率；另一是热功率，指减速器在连续运转时其热平衡温升不超过最大允许值的功率。对于一般的中小型减速器，其热功率都比机械功率要高或者比较接近。选用这一类减速器时，可以不考虑散热装置，全凭自然散热就足够了。而大型减速器的热功率远比它的机械功率低，选用这类减速器时，热功率校核必不可少。但在国内，我们在选用这一类减速器时往往对这个问题重视不足。

热功率是选用齿轮减速器时需要考虑的重要性能指标，其大小决定了齿轮减速器在热平衡温度下工作的功率利用率。提高热功率有利于提高齿轮减速器的工作效率，减少能源浪费。

2 减速器的发热原因

减速器的发热与散热过程受其自身结构、工作环境、冷却方式等因素影响，不同的结构就有不同的散热面积，不同的工作环境、不同的冷却方式就有不同的散热速率。常见的导致减速器发热的原因有以下几种：（1）减速机质量有问题，加工精度低，造成很大的噪音，产生大量的热量。（2）减速器本身设计不合理，可供散热面积不足，使产生的热量不能及时散发出去。（3）减速器功率不足，长期处于“小马拉大车”的运行状态，超负荷运转自然会产生大量的热。（4）减速器安装不精确，比如联轴器、减速器、电机不同心，会导致减速器输出轴承受过大的径向力，严重的话会磨损油封以及偏心体轴承，同样可能产生大量的热量。（5）减速器的使用环境不利于散热。一般减速器要安装在钢架上，以利于散热，要尽量避免在狭窄封闭的空间使用减速器。（6）减速器内油量不正常和油质有问题。润滑油过多，搅油会损失功率，导致大量的热量产生；润滑油过少，异常摩擦，同样会产生大量的热量。不同油品有着不同的添加剂元素及黏度，所以不合适的润滑油也会使减速器产生的热量得不到及时散发。

3 ML4RSF130型减速器过热原因分析

ML4RSF130型减速器是齿轮级数为4的锥齿轮—斜齿轮减速器。根据现场实时监测数据，该减速器在夏季环境下多发生过温现象。主要原因是夏季使用环境周围温度达到50℃，生产过程中减速器产生的热量不能及时交换出去，导致热积累，使减速器过热。国内外关于热功率校核问题没有一个统一的标准，各个品牌只有自身减速器的校核方式。下面用SEW公司ML系列工业减速器的热功率校核方式校核一下ML4RSF130型减速器的热功率。

4 ML4RSF130型减速器实际热功率计算

ML系列工业减速器样本的热功率校核公式：

其中，PTH为额定热功率，其选取参考表1，ML4RSF130型减速器额定热功率取330kW（减速器输入转速为1500r／min，额定传动比为200∶1）。

表1 额定热功率选取参考

f1为海拔影响系数，使用环境在海拔500m左右，取0.975（选取参考表2）。

表2 海拔影响系数选取参考

f2为安装形式影响系数，该减速器采用非力矩臂安装形式，取1.0（选取参考表3）。

表3 安装形式影响系数选取参考

f3为运行周期影响系数，每小时负载下的工作时间为100%，取1.0（选取参考表4）。

表4 运行周期影响系数选取参考

f4为冷却风扇影响系数，该减速器安装1台普通风扇进行冷却，取1.0（选取参考表5）。

表5 冷却风扇影响系数选取参考

fL为润滑影响系数，该减速器为飞溅式润滑，取1.0（选取参考表6）。

表6 润滑影响系数选取参考

fT为工作环境影响系数，该减速器夏季工作环境温度可达50℃，取0.6（选取参考表7）。

表7 工作环境影响系数选取参考

根据减速器的实际使用条件，选取相应参数代入式（1）进行计算：PT＝193.05kW。

5 ML4RSF130型减速器热功率校核

校核的基本原则是比较输入功率PK1和热功率PT的大小。若PK1≤PT，则该减速器热功率校核满足使用条件；若PK1＞PT，则该减速器热功率校核不满足当前使用条件。上面已经计算得出：PT＝193.05kW＜PK1＝250kW。所以，ML4RSF130型减速器的热功率不满足准东地区夏季恶劣的使用条件。

6 改进措施

针对热功率校核过程中影响减速器使用的参数，我们对ML4RSF130减速器进行了如下改进：（1）将减速器的普通风扇换成1800r／min的轴流风扇，使冷却风扇影响系数提高到1.5，加快减速器的散热，提高其冷却能力。（2）将减速器的润滑类型由原来的飞溅润滑改造成外界润滑泵提供的压力润滑，使润滑影响系数提高到1.1。将改进后的减速器参数代入式（1）进行计算：PT＝318.5kW。根据 ML4RSF130型减速器热功率校核原则，比较PT与PK1的大小。PT＝318.5kW＞PK1＝250kW，故减速器在进行技术改造后，理论上满足准东地区夏季恶劣的使用条件。

7 结语

实践中，ML4RSF130型减速器在进行技术改造之后，不再出现夏季频繁过热报警的现象，提高了MMD大型移动式破碎站连续满负载运转的能力，使煤矿的生产能力大大增强，增加了效益。

［1］濮良贵，纪明刚.机械设计［M］.北京：高等教育出版社，2008