减速机选型还需注意的问题

2014-12-12吕芝飞袁荣陆丹红

中国科技纵横 2014年2期

关键词：轴径需注意键槽

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。