减速机发热功率分析及冷却方式选择

寇亚利

摘要：在我国现阶段的工业发展中，减速机是其中的重要设备，但是在减速机的长期运行中，难免出现发热的现象，不利于减速机的继续使用，这种发热是由于多方面的云因引起的，设计、润滑、制造等各方面的原因都有可能导致减速机发热。为保证减速机的正常使用，应该对发热的减速机进行冷却。因此，本文对减速機的发热功率因素进行分析，并针对各种因素仔细选择具体的冷却方式，以保证减速机的正常使用。本文对减速机的热功率影响因素进行分析，包括设计、润滑、制造等方面的因素，并分析各种冷却方式。

关键词：减速机；发热；功率；冷却

1、 减速机概述

减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。

减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。

减速机是一个相对复杂的机器，其目的是降低转速并增加转矩。它具有种类繁多的不同型号，不同型号有不同的用途。减速机种类繁多，按传动方式可分为齿轮减速机、蜗轮减速机和行星齿轮减速机；根据不同的传动阶段可分为单级和多级减速机；根据齿轮的形状可分为圆柱齿轮减速箱、锥齿轮减速箱和锥形圆柱齿轮减速箱；根据驱动器的布局可分为可扩展型、分体式和同轴型减速器。

2、影响减速器热功率因素

主要是减速器的散热面积，导热系数及效率。下面将从设计，润滑，制造及散热装置等几方面来分析提高热功率的措施。

2.1设计方面的分析

齿轮的结构参数如模数，分度圆直径，齿宽，变位系数等，传动比，轴承的结构形式以及齿轮的润滑状态均对减速器的效率有一定影响。 因此，在设计减速器时，为提高其效率，应综合考虑影响传动效率的各因素，针对不同类型的减速器，采取相应的技术措施。

2.1.1高速轻载减速器的设计

减速机在高速和轻载条件下的功率损耗主要是空载损耗。可以采取以下措施来减少损失并改善轴承支撑条件。选择小直径系列的轻质轴承，并用薄油润滑轴承。减小齿轮宽度和节圆直径以降低变桨速度。使用较少的润滑油以减少油损失。在确保足够润滑的情况下，减少供给齿轮箱的油量以减少由润滑油引起的动力损失。

2.1.2重载减速器的设计

低速重负荷减速器的动力损失主要是由于滑动摩擦损失。高速减速机和重型减速机各部分的损失占有一定比例。可采取以下措施减少损失：尽可能使用齿宽较小，直径较大的齿轮，以改善润滑条件，减少油损。在允许的弯曲强度条件下，使用较小的模块齿轮减少齿轮接触线的长度，从而减少滑动摩擦损失。适当的位移和位移系数的合理分配，减少齿面间的相对滑动速度，降低滑动摩擦损失。使用高粘度润滑油有利于形成动压油膜并改善润滑。

高速重载减速器，有条件的话可采用油雾润滑，减少搅油损失。

2.2 制造方面的分析

齿轮的加工精度对摩擦损失有很大的影响。许多学者根据不同的加工方法进行了实验比较，发现高精度齿轮的摩擦损失较小，但主要影响因素是齿形误差和螺距误差。仍然缺乏对表面粗糙度的研究。齿轮的齿面粗糙度越高，摩擦系数越大，摩擦力损失越大。如果载荷不变，当齿面粗糙度较大时，齿面处于直接接触状态，齿轮处于边界润滑状态，摩擦系数较大。随着润滑条件的改善，当齿面油膜厚度接近表面粗糙度时，摩擦系数变化较大在这个范围内，但与边界润滑相比要小。当表面粗糙度很小，润滑油膜完全脱离两个运动表面时，摩擦系数取决于流体的内摩擦阻力。随着滑动速度的增加，流体的内部摩擦阻力也增加。

可见，齿面粗糙度可影响齿轮的润滑状态，同时它也决定了摩擦系数的大小。

各种加工方法，齿轮的热处理和特殊的表面处理将对齿轮的齿形和冶金结构产生决定性的影响。这种形状特征决定了齿轮工作时润滑油膜厚度的形成，并且对齿面之间的摩擦系数有显着影响，这又决定了摩擦损失的大小。因此，这两个方面也是有效的影响齿轮效率的因素。

2.3减速机温升过高

产生原因：（1）润滑油或润滑脂品质不佳。（2）转轴润滑不良。（3）转轴轴承损坏。处理方法：（1）按厂方出厂说明书推荐润滑油或润滑脂牌号，并按要求加注。（2）按规定加注润滑油，保证润滑油泵正常工作和油路畅通。（3）更换轴承。

3、各种冷却方式的选择

3.1选择高品质的润滑油以及添加剂？

减速机通常使用220#齿轮油，但对于一些重型齿轮减速机，当减速机频繁启动时，有必要选择一些润滑油添加剂。减速机正在停止工作过程中，减速机齿轮油仍附着在减速机齿轮表面，使减速机齿轮上形成保护膜，防止减速机过载，减压剂添加剂含有防漏剂和调整密封环。该剂能使减速器保持柔性和柔性，并有效减少减速器泄漏和减速器发热等现象。

3.2减速器润滑冷却系统改进措施？

针对减速器润滑油油温过高，不能正常持续运转的情况，对该减速器润滑油的冷却系统进行技术改造。？

在连续工作中产生的减速器热量太高。但是，减速机的散热面积不符合散热要求，导致减速机油油温高的现象。针对这种情况，润滑油冷却系统的改造大大减少了问题可以使各部门的温度正常上升，延长设备和润滑油的使用寿命，提高效率，降低成本。？

该装置主要由冷却水箱、冷却水槽、冷却铜管及辅助元器件构成，冷却水取自瓦斯抽放泵循环水管路。其工作原理是：从减速器流出的高温高压油，经滤油器、冷却水槽内的冷却铜管及冷却水箱内的冷却管冷却后变为低温高压油，经回油管流回减速器内循环使用。

3.3建立相应的润滑维护制度

维护减速器，使每个减速器由授权人员定期检查。当工作中油温明显升高时，温度升至40°C以上或油温超过80°C。油滴或油的质量当发现更多铜粉并发生异常噪音时，有必要及时停止使用本产品，排除故障并在使用前更换油。加油时，请注意相同数量的机油和安装位置，以确保减速机得到适当的润滑。

3.4浸风冷式？

对于减速机来说，仅通过增加散热器表面就不能降低温升。在这种情况下，在罐上有太多太稠密的管子是不经济的。通常是将粉末吹到散热器上。这是因为热量系数与流体在表面流动的速度有关。散热系数增加几倍，散热效果好，在轻载时不需要吹空气。同鼓风机相比，同一减速器的容量增加了30%以上不吹风。

4、 结语

总而言之，我国现阶段的减速机发热功率问题是需要迫切解决的问题之一，当减速机发热现象过于严重，可以从设计、润滑、制造等方面寻找原因，并从润滑脂、润滑维护制度、冷却系统改造、风冷等方面进行思考。

参考文献：

[1]赵利民.旋挖钻机动力头减速机和动力箱齿轮油冷却过滤液压系统设计[J].机械工程师，2014（11）：278-279.

[2]王立军，王欠欠.轧机减速机润滑系统常见问题及解决方法[J].重型机械，2010（S2）：200-204.

[3]陈允秋.Φ450轧机列主减速机轴承发热问题的分析及改进[J].冶金信息导刊，2010，47（02）：22-24.

[4]张志勇，段建萍，付晓锋.斯泰尔摩线传动减速机发热问题的分析与改进[J].山西机械，1999（S1）：146-147.