減速機(jī)選型還需注意的問題

呂芝飛 袁榮 陸丹紅

(無錫市陽(yáng)通機(jī)械設(shè)備有限公司,江蘇無錫 214115)

減速機(jī)選型還需注意的問題

呂芝飛 袁榮 陸丹紅

(無錫市陽(yáng)通機(jī)械設(shè)備有限公司,江蘇無錫 214115)

在焊接裝備制造行業(yè),滾輪架、變位機(jī)、操作機(jī)作為焊接輔助設(shè)備被廣泛運(yùn)用,而這些設(shè)備中就必然要用到減速機(jī)。

減速機(jī) 滾輪架 變位機(jī) 注意問題

目前中國(guó)減速機(jī)制造廠家非常多且正處于增長(zhǎng)階段，這其中既有自主開發(fā)的減速機(jī)，又有仿制國(guó)外名牌減速機(jī)廠家生產(chǎn)的減速機(jī)。這里暫且不說自主開發(fā)的減速機(jī)，單說仿制國(guó)外名牌減速機(jī)廠家(如Flender)生產(chǎn)的減速機(jī)選型時(shí)還需注意的問題，同時(shí)，這也是這些生產(chǎn)廠家在仿制設(shè)計(jì)制造時(shí)需注意的問題。

1 國(guó)內(nèi)材料的性能與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家材料相比存在差距

由于基礎(chǔ)工業(yè)實(shí)實(shí)在在存在著差異，也決定了在仿制國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品，即減速機(jī)時(shí)需要有一消化、吸收、再利用的過程，如同一類型的減速機(jī)輸出軸，德國(guó)Flengder H3SH10型減速機(jī)輸出扭矩是43.8KNm，輸出軸軸徑是160mm，如我們?cè)诜轮茣r(shí)照抄照搬，這有點(diǎn)不合適(主要是這樣的軸徑能不能輸出相應(yīng)的扭矩)。這里除了上面所說的材質(zhì)存在差距，還有加工工藝，熱處理工藝也都存在差距，這些也就決定了材料的性能參數(shù)與國(guó)外有差距，所以對(duì)需要選這類減速機(jī)的使用廠家需要多核實(shí)其性能參數(shù)。

2 減速機(jī)選型須注意的問題

減速機(jī)廠家的樣本上都有如何選型說明，這其中需考慮的如：工況系數(shù)，啟動(dòng)系數(shù)，可靠性系數(shù)及熱平衡等等，這里我要說的不是這些問題，而是減速機(jī)輸出扭矩與軸徑匹配的問題。

d：軸徑mm；T：扭矩Nm；[τ]：許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力

通用的[τ]值：(見表1)

上述公式是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來計(jì)算，而減速機(jī)輸出軸還有允許的軸向力及徑向力問題，所以軸徑的大小不僅關(guān)系著傳輸扭矩問題，還有軸自身抗彎問題，故此時(shí)軸徑計(jì)算公式為

M：軸在計(jì)算截面所受彎矩Nm；ψ：校正系數(shù)；[σ-1P]：許用彎曲應(yīng)力MPa

[σ-1P]值：(見表2)

據(jù)此，H3SH10型減速機(jī)輸出扭矩為43800Nm，軸材料選40Cr，調(diào)質(zhì)處理，則軸徑為：

①按許用扭矩剪應(yīng)力計(jì)算

因軸上有鍵槽，故軸徑要增大3%，即d≥159.428×1.03=164.21mm

表1

表2

根據(jù)以上計(jì)算得知H3SH10型減速機(jī)輸出軸軸徑最小取165mm。當(dāng)然用上述方法計(jì)算出的結(jié)果精度比較低?？紤]到軸也可能要受到徑向力和軸向力，可采用許用彎曲應(yīng)力方法計(jì)算。

②按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算

如輸出軸受到的扭矩為脈動(dòng)扭矩(如操作機(jī)、水平回轉(zhuǎn)臺(tái)、水平移動(dòng)臺(tái)車等)，則校正系數(shù)ψ=0.7，輸出軸長(zhǎng)L=300mm，這里簡(jiǎn)化軸受到的彎矩(輸出軸中部許用徑向力為60KN)，M=60000×150Nmm=9000Nm。實(shí)際上彎矩要比9000Nm大。

考慮到鍵槽，d≥166.93×1.03=171.93mm

如輸出軸收到的扭矩為對(duì)稱循環(huán)扭矩(如變位機(jī)、滾輪架輸出軸)，則校正系數(shù)ψ=1，則

考慮到鍵槽，d≥186.7145×1.03=192.3159mm

也就是說，對(duì)應(yīng)操作機(jī)、水平回轉(zhuǎn)臺(tái)、水平移動(dòng)臺(tái)車等輸出軸受到脈動(dòng)扭矩，軸徑應(yīng)不小于172mm；如變位機(jī)、滾輪架受到對(duì)稱循環(huán)扭矩，軸徑應(yīng)不小于193mm。反之，如選擇的軸徑為160mm，受到脈動(dòng)扭矩只能為35257Nm(相當(dāng)于H3SH9標(biāo)的輸出扭矩)，受到的對(duì)稱循環(huán)扭矩只能為24955Nm(相當(dāng)于H3SH7標(biāo)的輸出扭矩)。

當(dāng)然，如核算輸出軸上鍵的擠壓強(qiáng)度也是不夠的。

根據(jù)以上計(jì)算得知，如照搬國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家品牌減速機(jī)性能參數(shù)，并以此宣傳采用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。對(duì)減速機(jī)使用者來說，按其所說或樣本選用這類減速機(jī)會(huì)有安全隱患的。輕者會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，如滾輪架軸徑偏小，軸剛性不足會(huì)導(dǎo)致過筒體上縱縫或遇到偏心筒體重心往上轉(zhuǎn)時(shí)，筒體會(huì)停頓進(jìn)而影響焊接順利進(jìn)行，也會(huì)留焊接缺陷；重者會(huì)出安全事故。

對(duì)于我們國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的減速機(jī)還有這樣的問題，如當(dāng)下國(guó)內(nèi)滾輪架所用減速機(jī)JA，JB型和防竄滾輪架用得比較多的SWL型絲桿升降機(jī)也有輸出軸徑與額定輸出扭矩不匹配問題。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造中，選用減速機(jī)，我們除了根據(jù)減速機(jī)選用規(guī)范仔細(xì)校核外，如選用的減速機(jī)是參照或引進(jìn)國(guó)外品牌減速機(jī)先進(jìn)技術(shù)時(shí)，有必要核算一下能核算的參數(shù)，如輸出軸軸徑及鍵的擠壓強(qiáng)度與標(biāo)稱的輸出扭矩是否在國(guó)產(chǎn)材料性能安全范圍內(nèi)。這樣方保我們?cè)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品是安全可靠的。

[1]王三民.《機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]成大先.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社.