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特殊環(huán)境下減速電機的設計

發(fā)布時間：

2024-10-06

來源：

網(wǎng)絡

作者：

永坤電機

我們知道在正常的環(huán)境下設計減速電機（Geared motor，是電機和減速箱的組合，下同）就已經(jīng)比較困難了，如果考慮特殊的環(huán)境因素，這會變得更加復雜，今天我們就來聊聊特殊環(huán)境下設計需要的注意事項，主要從溫度、濕度和海拔三個方面來討論。

1. 溫度

我們常規(guī)設計的產(chǎn)品通常的適用溫度范圍為 -20 至 +40° C。但是常常有些產(chǎn)品要求能在更低（如至-60? C）或更高（如+60? C）的環(huán)境溫度下運行。

在 -20° 至 -40°C 的溫度下，對于一些機械部件，通常我們需要考慮的是零部件的低溫脆性，比如：

外殼/端蓋 – 將材料從灰口鑄鐵轉(zhuǎn)換為球墨鑄鐵。球墨鑄鐵具有高強度、延展性和抗沖擊性。退火球墨鑄鐵可以彎曲、扭曲或變形而不會斷裂。它的強度、韌性和延展性與許多鋼種相同，但具有類似于灰口鑄鐵的低成本鑄造工藝。球墨鑄鐵中分布的球狀石墨相比灰口鑄鐵中的隨機片狀石墨會減少金屬結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，從而獲得更堅固、更“延展”的鐵。如果設計應力不超過許用應力，鋁也是可以使用的。

轉(zhuǎn)子軸 – 將材料從普通碳鋼（如45鋼）鋼轉(zhuǎn)換為合金鋼，例如 42CrMo4 或類似材料。合金鋼相比普通碳鋼具有更高的疲勞強度和良好的低溫沖擊韌性。

接線盒 - 從塑料切換到鋁

風扇罩/風扇 – 從普通塑料版本切換鈑金件，風扇由塑料改成由由鋁、球墨鑄鐵或特殊塑料材料制成。

必要時可能需要降低最大可接受的變速箱扭矩或使用更大的變速箱。

在 +40° 至 +60° C 的溫度下，如果減速電機裝在了熱源附近（比如靠近內(nèi)燃機或暴露在陽光直射下），則需要具有更高溫度額定值的內(nèi)部電機組件。高溫也會對電機扭矩產(chǎn)生負面影響，同時降低密封組件的性能。

軸封：如果減速電機長時間處于低溫狀態(tài)，請將電機軸封升級為 NBR材料或使用高級潤滑脂進行軸封潤滑。彈性材料由聚合物、填料、加工助劑、保護劑和固化劑組成。由丁腈橡膠制成的油封，其額定使用溫度高達 +125? C。如果環(huán)境溫度或油溫高于此水平，則需要使用性能更高的材料。

變速箱油：當?shù)V物油在頻繁啟動和停止、高負載、系統(tǒng)沖擊、低溫或高溫服務、延長機油更換間隔要求和降低工作溫度之外的內(nèi)部摩擦時，使用合成潤滑劑。它們還可以在更高的溫度下工作，而不會失去粘度、形成殘留物并提供抗泡沫性。石油產(chǎn)品在 +100°C 或以下時開始降解，而合成烴潤滑劑在 +125°C 時性能良好。合成材料也具有極低的溫度優(yōu)勢。它們的蒸氣壓也低于石油產(chǎn)品，這是確保潤滑劑不會分解的重要因素。與石油基潤滑油相比，合成潤滑油的化學均質(zhì)性使其具有更大的承載能力、更高的粘度指數(shù)、更好的潤滑性、更高的效率和更長的適用性。

另外，機械方面還需要考慮高低溫造成的零部件的熱脹冷縮，各種設計和配合間隙的變化。

2. 海拔

電機和減速器表面的散熱量隨海拔高度而降低。由于空氣稀薄，熱性能降低。通常額定安裝高度最高為海拔 1000 m。對于更高的海拔，則需要更大規(guī)格的電機或者通過安裝強冷風扇來彌補空氣稀薄造成的冷卻能力的降低。

另外，如果實際應用不需要連續(xù)工作制或較高的接電持續(xù)率，也可以適當降低電機的接電持續(xù)率來適應較高的海拔。