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減速機資料

關于減速機熱量的幾個問題

隨著技術進步集中在齒輪箱的熱量減少,人們不能再認為機械結構是主要的熱源。此外,必須考慮應用要求,這可能對伺服電機和齒輪箱的溫升產生重大影響,特別是當放大器/控制器處理不同的峰值電流時。


正如人們所預料的那樣,當伺服電機和齒輪箱連接在一起時,可能無法確定哪個部件產生的熱量 - 以及傳遞到其他部件的熱耗散百分比。


使用伺服電機和減速機開發應用的設計工程師必須考慮熱問題。機器性能要求變得更加苛刻,使溫度變化的影響成為設計師的首要關注點。由于伺服電機和減速機都是熱源,因此了解過熱和溫度變化的影響非常重要。


在考慮齒輪箱的基本設計標準時,有幾個因素直接與發熱有關:


牙齒幾何形狀、熱處理/表面處理、潤滑、軸承選擇



1.牙齒幾何形狀


這里有許多圍繞選定的牙齒形狀,它可能對熱效應的考慮。首先,是開發一種優化滾動接觸并最小化滑動摩擦的輪廓的基本問題。齒輪齒之間發生的滑動量將顯著影響產生的熱量。一個漸開線齒形是減速機生產廠家誰正在尋找以這種方式來優化性能中最常見的選擇。

此外,齒輪齒尖釋放(也稱為凸起)減少了當一個齒輪齒嚙合另一個齒輪齒時發生的沖擊量。優化齒輪的進入和退出點可減少振動和噪音,并進一步減少可能導致滑動摩擦和發熱的材料。


2.熱處理/表面處理


由于所有齒輪都有齒接觸,有一定比例的滾動和一定比例的滑動,因此了解熱處理方法的影響和由此產生的表面光潔度非常重要。類似于與齒幾何形狀相關的問題,由滑動摩擦產生的熱量與齒輪的表面光潔度和保持良好潤滑的表面的能力直接相關。


用于熱處理齒輪的常用方法包括滲碳和感應加熱。由于這兩種方法都涉及非常高的溫度和淬火,因此必須在熱處理后研磨齒輪。后處理研磨的目的是產生表面光潔度,這將降低牙齒之間的摩擦系數。該方法的主要缺點是,當工業努力增加表面光潔度時,隨著金屬孔閉合,保持潤滑的能力變得更加困難。


相反,等離子體氮化的過程提供了獲得硬表面而不使用過高溫度來硬化的能力。它是一種計算機控制的過程,其中可以精確地控制齒硬度的表面深度。表面硬度通常保持在63 Rc,具有出色的耐磨特性,而芯材保持在37 Rc,具有出色的剪切強度特性。基本上,它允許牙齒在負載下彎曲而脆弱的牙齒可能會斷裂,同時保持堅硬的表面以最小化磨損。


等離子氮化在比滲碳或感應加熱更低的溫度下進行。不會發生材料變形,因此不需要后處理研磨。結果是表面光潔度,支持潤滑保持和嚙合齒輪的平穩旋轉。齒輪嚙合之間的摩擦減小也減少了操作期間產生的熱量。


3、潤滑


潤滑是齒輪箱性能的關鍵。它減少了齒輪箱內發生的配合部件之間發生的摩擦力,從而減少了隨時間發生的磨損量。它還減少了操作過程中產生的熱量。


通常基于其能量效率益處來選擇合成潤滑劑。它們在工作溫度下提供比礦物油更厚的潤滑膜,這減少了金屬與金屬接觸的程度以及由摩擦引起的相關能量損失。合成潤滑劑的其他好處包括:


(1)更好的低溫和高溫粘度性能;


(2)減少蒸發損失;


(3)抗氧化,熱分解和污泥問題。



4.軸承選擇


在齒輪箱設計中選擇軸承將決定可應用于齒輪箱輸出軸的徑向載荷,軸向推力和力矩載荷的量。它還將確定齒輪在齒輪箱內旋轉的平穩程度,并確定齒輪系在它們需要支撐的側向載荷下可以產生多少扭矩。 


齒輪箱制造商可以選擇不同的軸承。深溝球軸承很受歡迎,還有角接觸和圓錐滾子軸承。選擇通常取決于制造商希望實現的目標。


例如,圓錐滾子軸承具有出色的承載能力,因為它們是圓柱形的,并且它們支撐的重量通過線接觸分配。同樣的接觸線導致更大的表面積,產生額外的摩擦和熱量。


深溝球軸承通過點接觸支撐其負載。它不能承載與圓錐滾子軸承相同的重量,但它也可以在更高的速度下運行,同時不會產生太多的熱量。


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