行星减速机的应用

江西瑞鼎精密传动有限公司
江西瑞鼎精密传动有限公司
2018-04-16
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行星减速机
行星减速机（planetary reducer）是一种用途广泛的工业产品，其性能可与其它军品级减速机产品相媲美，却有着工业级产品的价格，行星减速机广泛在华东地区、华北地区，被应用于广泛的工业场合。又可作为配套部件用于起重、挖掘、运输、建筑等行业。
中文名行星减速机
外文名 planetary reducer

器械概述
级数：行星齿轮的套数。由于一套行星齿轮无法满足较大的传动比，有时需要2套或者3套来满足用户较大的传动比的要求.由于增加了行星齿轮的数量，所以2级或3级减速机的长度会有所增加，效率会有所下降。回程间隙：将输出端固定，输入端顺时针和逆时针方向旋转，使输入端产生额定扭矩+-2%扭矩时，减速机输入端有一个微小的角位移，此角位移就是回程间隙.单位是"分",就是一度的六十分之一.也有人称之为背隙。随着减速机行业的不断发展，越来越多的企业运用到了减速机，行星减速机是一种工业产品，行星减速机是一种传达机构，其结构由一个内齿环紧密结合於齿箱壳体上，环齿中心有一个自外部动力所驱动之太阳齿轮，介於两者之间有一组由三颗齿轮等分组合於托盘上之行星齿轮组，该组行星齿轮依靠著出力轴、内齿环及太阳齿支撑浮游於期间；当入力侧动力驱动太阳齿时，可带动行星齿轮自转，并依循著内齿环之轨迹沿著中心公转，行星之旋转带动连结於托盘之出力轴输出动力。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减速机机构中，行星减速机属精密型减速机，减速比可精确到0.1转-0.5转/分钟。

工作原理
由一个内齿环(A)紧密结合於齿箱壳体上，环齿中心有一个自外部动力所驱动之太阳齿轮(B)，介於两者之间有一组由三颗齿轮等分组合於托盘上之行星齿轮组(C)该组行星齿轮依靠著出力轴、内齿环及太阳齿支撑浮游於期间；行星减速机当入力侧动力驱动太阳齿时，可带动行星齿轮自转，并依循著内齿环之轨迹沿著中心公转，游星之旋转带动连结於托盘之出力轴输出动力。

结构分解
行星减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，内齿圈。

重要优势
行星减速器内部齿轮采用20CrMnTi渗碳淬火和磨齿具有体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低、输出扭矩大，速比大、效率高、性能安全的特点。兼具功率分流、多齿啮合独用的特性。是一种具有广泛通用性的新型减速机。最大输入功率可达104kW。适用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器和航空航天等工业部门行星系列新品种WGN定轴传动减速器、WN子母齿轮传动减速器、弹性均载少齿差减速器。

产品特点
德利威尔行星齿轮减速机重量轻、体积小、传动比范围大、效率高、运转平稳、噪声低适应性强等特点。减速机广泛应用于冶金、矿山、起重运输、电力、能源、建筑建材、轻工、交通等工业部门。

产品说明：
1、DO系列行星齿轮减速机采用模块化设计，可根据客户要求进行变化组合，
2、减速机采用渐开线行星齿轮传动，合理利用内、外啮合、功率分流，
3、箱体采用球墨铸铁，大大提高了箱体的钢性及抗震性，
4、齿轮均采用渗碳淬火处理，得到高硬耐磨表面，齿轮热处理后全部磨齿，降低了噪音，提高了整机的效率和使用寿命。
5、行星减速机P系列产品有9-34型规格，行星传动级数有2级和3级。

减速比：25～4000r/min（与RX、R、K系列组合可达到更大速比）
输出转矩：高至2600000Nm
电机功率：0.4-12934kW

安装形式：
1、底脚安装
2、法兰安装
3、扭力臂安装。

出轴方式：
1、实心轴
2、渐开线花键实心轴
3、开线花键空心轴
4、带胀紧盘空心轴

处理方法
行星齿轮传动装置的重量，一般情况下正比于齿轮的重量，而齿轮的重量与其材料和热处理硬度有很大关系。例如在相同功率下，渗碳淬火齿轮的重量将是调质齿轮重量的1/3左右。所以针对行星齿轮减速机的结构特点和齿轮的载荷性质，应该广泛采用硬齿面齿轮。获得硬齿面齿轮的热处理方法很多，如表面淬火，整体淬火、渗碳淬火、渗氮等，应根据行星齿轮减速机的特点考虑选定。

1、表面淬火
常见的表面淬火方法有高频淬火（对小尺寸齿轮）和火焰淬火（对大尺寸齿轮）两种。表面淬火的淬硬层包括齿根底部时，其效果最好。表面淬火常用材料为碳的质量分数约0.35%~0.5%的钢材，齿面硬度可达45~55HRC。

2、渗碳淬火
渗碳淬火齿轮具有相对最大的承载能力，但必须采用精加工工序（磨齿）来消除热处理变形，以保证精度。

渗碳淬火齿轮常用渗碳前碳的质量分数为0.2%~0.3%的合金钢，其齿面硬度常在58~62HRC的范围内。若低于57HRC时，齿面强度显著下降，高于62HRC时则脆性增加。轮齿心部硬度一般以310~330HBW为宜。渗碳淬火齿轮的硬度，从轮齿表面至深层应逐渐降低，而有效渗碳深度规定为表面至深层应逐渐降低，而有效渗碳深度规定为表面至硬度52.5HRC处的深度。

渗碳淬火在轮齿弯曲疲劳强度方面的作用除使心部硬度有所提高外，还在于有表面的残余压应力，它可使轮齿最大拉应力区的应力减小。因此磨齿时不能磨齿根部分，滚齿时要用留磨量滚刀。

3、渗氮
采用渗氮可保证轮齿在变形最小的条件下达到很高的齿面硬度和耐磨性，热处理后可不再进行最后的精加工，提高了承载能力。这对于不易磨齿的内齿轮来说，具有特殊意义。

4、想啮合齿轮的硬度组合
当大、小齿轮均为软齿面时，小齿轮的齿面硬度应高于大齿轮。而当两轮均为硬齿面且硬度较高时，则取两轮硬度相同。

选择好的行星齿轮减速机材料，有利于提高齿轮减速机的承载力及使用寿命。

安装方法
在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多优点，而被广泛应用于伺服、步进、直流等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。在过去几年里，有的用户在使用减速机时，由于违规安装等人为因素，而导致减速机的输出轴折断了，使企业蒙受了不必要的损失。因此，为了更好的帮助广大用户用好减速机，向你详细地介绍如何正确安装行星减速机。

正确的安装，使用和维护减速机，是保证机械设备正常运行的重要环节。因此，在安装行星减速机时，请务必严格按照下面的安装使用相关事项，认真地装配和使用。
第一步
安装前确认电机和减速机是否完好无损，并且严格检查电机与减速机相连接的各部位尺寸是否匹配，这里是电机的定位凸台、输入轴与减速机凹槽等尺寸及配合公差。
第二步
旋下减速机法兰外侧防尘孔上的螺钉，调整PCS系统夹紧环使其侧孔与防尘孔对齐，插入内六角旋紧。之后，取走电机轴键。
第三步
将电机与减速机自然连接。连接时必须保证减速机输出轴与电机输入轴同心度一致，且二者外侧法兰平行。如同心度不一致，会导致电机轴折断或减速机齿轮磨损。

另外，在安装时，严禁用铁锤等击打，防止轴向力或径向力过大损坏轴承或齿轮。一定要将安装螺栓旋紧之后再旋紧紧力螺栓。安装前，将电机输入轴、定位凸台及减速机连接部位的防锈油用汽油或锌钠水擦拭净。其目的是保证连接的紧密性及运转的灵活性，并且防止不必要的磨损。

在电机与减速机连接前，应先将电机轴键槽与紧力螺栓垂直。为保证受力均匀，先将任意对角位置的安装螺栓旋上，但不要旋紧，再旋上另外两个对角位置的安装螺栓最后逐个旋紧四个安装螺栓。最后，旋紧紧力螺栓。所有紧力螺栓均需用力矩板手按标明的固定扭力矩数据进行固定和检查。

减速机与机械设备间的正确安装类同减速机与驱动电机间的正确安装。关键是要必须保证减速机输出轴与所驱动部分轴同心度一致。
润滑保养
在行星减速机中装入建议的型号和数值的润滑脂。行星减速机采用润滑油润滑。对于竖直安装的行星减速机，鉴于润滑油可能不能保证最上面的轴承的可靠润滑，因此采用另外的润滑措施。

在运行以前，在行星减速机中注入适量的润滑油，润滑油的粘性根据以下列表选择。行星减速机通常装备有注油孔和放油塞。因而在订购行星减速机的时候必须指定安装位置。

故障原因

1、油箱内压力升高
在封闭的减速机里，每一对齿轮相啮合发生摩擦便要发出热量，根据波义耳马略特定律，随着运转时间的加长，使减速机箱内温度逐渐升高，而减速机箱内体积不变，故箱内压力随之增加，箱体内润滑油经飞溅，洒在减速机箱内壁。由于油的渗透性比较强，在箱内压力下，哪一处密封不严，油便从哪里渗出。

2、减速机结构设计不合理引起漏油
如设计的减速机没有通风罩，减速机无法实现均压，造成箱内压力越来越高，出现漏油现象。

3、加油量过多
减速机在运转过程中，油池被搅动得很厉害，润滑油在机内到处飞溅，如果加油量过多，使大量润滑油积聚在轴封、结合面等处，导致泄漏。

4、检修工艺不当
在设备检修时，由于结合面上污物清除不彻底，或密封胶选用不当、密封件方向装反、不及时更换密封件等也会引起漏油。

处理方案
采用高分子复合材料修复治理减速机渗漏油，高分子复合材料是以高分子聚合物、金属或陶瓷超细粉末、纤维等为基料，在固化剂、固化促进剂的作用下复合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料。具备极强的粘接力、机械性能、和耐化学腐蚀等性能，因而广泛应用于金属设备的机械磨损、划伤、凹坑、裂缝、渗漏、铸造砂眼等的修复以及各种化学储罐、反应罐、管道的化学防腐保护及修复。对于减速机静密封点泄漏可采用美嘉华高分子复合材料和技术现场治理渗漏，不用拆卸，高分子复合材料在外部治理渗漏，省时省力，效果立竿见影，其产品具备的优越的粘着力、耐油性及350%的拉伸度，克服减速机振动造成的影响，很好地为企业解决了多年无法解决的问题。如果减速机运转中静密封点漏油，可用表面工程技术的油面紧急修补剂粘堵，从而达到消除漏油的目的。

解决断轴
当驱动电机和减速机间装配同心度保证得较好时，驱动电机输出轴所承受的仅仅是转动力（扭矩），运转时也会很平顺，没有脉动感。而在不同心时，驱动电机输出轴还要承受来自于减速机输入端的径向力（弯矩）。这个径向力的作用将会使驱动电机输出轴被迫弯曲，而且弯曲的方向会随着输出轴转动不断变化。如果同心度的误差较大时，该径向力使电机输出轴局部温度升高，其金属结构不断被破坏，最终将导致驱动电机输出轴因局部疲劳而折断。两者同心度的误差越大时，驱动电机输出轴折断的时间越短。在驱动电机输出轴折断的同时，减速机输入端同样也会承受来自于驱动电机输出轴方面的径向力，如果这个径向力超出减速机输入端所能承受的最大径向负荷的话，其结果也将导致减速机输入端产生变形甚至断裂或输入端支撑轴承损坏。因此，在装配时保证同心度至关重要！从装配工艺上分析，如果驱动电机轴和减速机输入端同心，那么驱动电机轴面和减速机输入端孔面间就会很吻合，它们的接触面紧紧相贴，没有径向力和变形空间。而装配时如果不同心，那么接触面之间就会不吻合或有间隙，就有径向力并给变形提供了空间。

同样，减速机的输出轴也有折断或弯曲现象发生，其原因与驱动电机的断轴原因相同。但减速机的出力是驱动电机出力和减速比之积，相对于电机来讲出力更大，故减速机输出轴更易被折断。因此，用户在使用减速机时，对其输出端装配时同心度的保证更应十分注意！

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