减速机选型还需注意的问题

吕芝飞 袁荣 陆丹红

(无锡市阳通机械设备有限公司,江苏无锡 214115)

减速机选型还需注意的问题

吕芝飞 袁荣 陆丹红

(无锡市阳通机械设备有限公司,江苏无锡 214115)

在焊接装备制造行业,滚轮架、变位机、操作机作为焊接辅助设备被广泛运用,而这些设备中就必然要用到减速机。

减速机 滚轮架 变位机 注意问题

目前中国减速机制造厂家非常多且正处于增长阶段，这其中既有自主开发的减速机，又有仿制国外名牌减速机厂家生产的减速机。这里暂且不说自主开发的减速机，单说仿制国外名牌减速机厂家(如Flender)生产的减速机选型时还需注意的问题，同时，这也是这些生产厂家在仿制设计制造时需注意的问题。

1 国内材料的性能与国外先进国家材料相比存在差距

由于基础工业实实在在存在着差异，也决定了在仿制国外发达国家产品，即减速机时需要有一消化、吸收、再利用的过程，如同一类型的减速机输出轴，德国Flengder H3SH10型减速机输出扭矩是43.8KNm，输出轴轴径是160mm，如我们在仿制时照抄照搬，这有点不合适(主要是这样的轴径能不能输出相应的扭矩)。这里除了上面所说的材质存在差距，还有加工工艺，热处理工艺也都存在差距，这些也就决定了材料的性能参数与国外有差距，所以对需要选这类减速机的使用厂家需要多核实其性能参数。

2 减速机选型须注意的问题

减速机厂家的样本上都有如何选型说明，这其中需考虑的如：工况系数，启动系数，可靠性系数及热平衡等等，这里我要说的不是这些问题，而是减速机输出扭矩与轴径匹配的问题。

d：轴径mm；T：扭矩Nm；[τ]：许用扭转剪应力

通用的[τ]值：(见表1)

上述公式是按扭转强度来计算，而减速机输出轴还有允许的轴向力及径向力问题，所以轴径的大小不仅关系着传输扭矩问题，还有轴自身抗弯问题，故此时轴径计算公式为

M：轴在计算截面所受弯矩Nm；ψ：校正系数；[σ-1P]：许用弯曲应力MPa

[σ-1P]值：(见表2)

据此，H3SH10型减速机输出扭矩为43800Nm，轴材料选40Cr，调质处理，则轴径为：

①按许用扭矩剪应力计算

因轴上有键槽，故轴径要增大3%，即d≥159.428×1.03=164.21mm

表1

表2

根据以上计算得知H3SH10型减速机输出轴轴径最小取165mm。当然用上述方法计算出的结果精度比较低。考虑到轴也可能要受到径向力和轴向力，可采用许用弯曲应力方法计算。

②按许用弯曲应力计算

如输出轴受到的扭矩为脉动扭矩(如操作机、水平回转台、水平移动台车等)，则校正系数ψ=0.7，输出轴长L=300mm，这里简化轴受到的弯矩(输出轴中部许用径向力为60KN)，M=60000×150Nmm=9000Nm。实际上弯矩要比9000Nm大。

考虑到键槽，d≥166.93×1.03=171.93mm

如输出轴收到的扭矩为对称循环扭矩(如变位机、滚轮架输出轴)，则校正系数ψ=1，则

考虑到键槽，d≥186.7145×1.03=192.3159mm

也就是说，对应操作机、水平回转台、水平移动台车等输出轴受到脉动扭矩，轴径应不小于172mm；如变位机、滚轮架受到对称循环扭矩，轴径应不小于193mm。反之，如选择的轴径为160mm，受到脉动扭矩只能为35257Nm(相当于H3SH9标的输出扭矩)，受到的对称循环扭矩只能为24955Nm(相当于H3SH7标的输出扭矩)。

当然，如核算输出轴上键的挤压强度也是不够的。

根据以上计算得知，如照搬国外发达国家品牌减速机性能参数，并以此宣传采用国外先进技术。对减速机使用者来说，按其所说或样本选用这类减速机会有安全隐患的。轻者会导致生产效率低下，如滚轮架轴径偏小，轴刚性不足会导致过筒体上纵缝或遇到偏心筒体重心往上转时，筒体会停顿进而影响焊接顺利进行，也会留焊接缺陷；重者会出安全事故。

对于我们国内自主开发的减速机还有这样的问题，如当下国内滚轮架所用减速机JA，JB型和防窜滚轮架用得比较多的SWL型丝杆升降机也有输出轴径与额定输出扭矩不匹配问题。

3 结语

对机械设备设计制造中，选用减速机，我们除了根据减速机选用规范仔细校核外，如选用的减速机是参照或引进国外品牌减速机先进技术时，有必要核算一下能核算的参数，如输出轴轴径及键的挤压强度与标称的输出扭矩是否在国产材料性能安全范围内。这样方保我们设计的产品是安全可靠的。

[1]王三民.《机械设计计算手册》.化学工业出版社.

[2]成大先.《机械设计手册》.化学工业出版社.