用于蜗轮蜗杆传动的蜗轮蜗杆传动装置 包装机械 ——可靠性、索引以及出错的代价

在标准包装机工况下（中等扭矩，每天2-3班，IP65密封，非极压润滑剂），正确配置的蜗轮蜗杆组应可使用3-5年才需要更换齿轮。如果您每6个月就需要更换一次，则几乎可以肯定存在以下四个问题之一：（1）硬度差值超标——轴的硬度低于规格，通常是由于使用了规格为40Cr的C45轴造成的；使用便携式洛氏硬度计验证轴的硬度；（2）极压添加剂润滑剂污染了润滑油——检查排出的润滑油中是否有绿色色调和硫化铜沉积物；（3）由于密封不良导致冲洗水污染——检查润滑油中是否有乳白色外观（水污染）；（4）由于工艺堵塞或实际负载的齿轮比不正确，导致运行扭矩超过额定扭矩。下次发生故障时，排出润滑油并检查其特征性损伤模式（磨损、腐蚀或擦伤），以确定根本原因。

将电机转速提高 25%，蜗杆轴转速也会提高 25%，从而使啮合处的滑动速度提高 25%。这会产生两个影响：(1) 效率可能会略有提高（更高的滑动速度 → 更好的流体动力润滑 → 更低的摩擦系数）；(2) 更重要的是，如果驱动包装机构的负载没有成比例地降低，蜗轮上的均方根扭矩会增加。如果包装机构的扭矩保持不变（例如，灌装转盘），则蜗轮现在每单位时间承受的负载循环次数将增加 25%——这将使疲劳寿命降低约 40%（对于高周疲劳，疲劳寿命与循环频率的立方大致成反比）。在提高转速之前，请确认当前齿轮组的负载等级和循环频率是否符合新的工作点。如果齿轮组当前的运行扭矩为其额定扭矩的 60–70%，则可以承受 25% 的转速提升。如果运行扭矩超过 80% 额定扭矩，建议升级模块。

IP65 是最低防护等级——它能抵御来自任何方向的低压水射流，适用于正常距离的标准清洗软管。对于使用高压清洗或蒸汽清洗的包装机，IP67 才是正确的最低标准。对于开放式混合食品包装环境（例如乳制品、肉类），如果机器机身经常需要使用高温清洁剂和消毒剂进行相当于完全浸没式的清洗，则需要 IP69K 防护等级。请注意，IP 防护等级是针对机壳的，而不是针对齿轮组的——蜗轮蜗杆本身（轴、齿轮、键）必须与润滑剂和环境兼容，但 IP 防护等级是由机壳、密封件和通风口的设计决定的。韩国永力动力公司可以确认哪些齿轮组和密封件规格（NBR 或 FKM 密封件、润滑剂类型）与所需的机壳 IP 防护等级兼容。

两种方案：(1) 单一齿轮比，变频器调速——一套齿轮比介于 80 和 60 RPM 之间的齿轮组，电机转速由变频器针对每个产品进行调节。如果变频器的调速范围不会使蜗杆轴的滑动速度低于保证充分润滑的最低速度（通常避免低于 300-400 RPM），则此方案适用。(2) 两种可互换的蜗轮——每种齿轮比对应不同的齿数，使用相同的壳体。这是一种改变齿轮比的方案，可在最佳电机运行点提供精确的齿轮比。如果电机运行点至关重要（例如能效、扭矩余量），或者变频器的频率范围限制了方案 (1) 的应用，则第二种方案更可取。韩国永力动力公司可以生产两种齿数的蜗轮，其孔径、轮毂和齿宽规格相同，可直接互换使用于同一壳体中。

在距蜗轮轴线 200 mm 处，±0.5 mm 的线性精度对应于轴上 ±0.143° 的角度精度。对于双向贴标（贴标机往复运动），齿隙必须小于此值——实际上，≤ 0.1°（对于节圆半径为 50 mm 的蜗轮，约为 0.08 mm），并留有余量。标准 DIN8–DIN9 精度的蜗轮，齿隙为 0.05–0.10 mm，符合或接近此规格——如果是新蜗轮，则可接受，但很可能在生产后的 12 个月内超出规格。为了在机器的整个使用寿命期间保持可靠的 ±0.5 mm 精度，应选用初始齿隙接近于零的 DIN7 精度双联蜗轮。双联蜗轮允许定期重新校准，因为磨损会增加齿隙，从而无需更换齿轮组即可恢复贴标精度。

首先进行测量：内径（使用内径千分尺测量，公差为H7级）、键槽尺寸（宽度和深度符合DIN 6885A标准）、齿轮齿数（计数）以及蜗杆导程（测量一个螺距乘以螺纹头数，或请韩国永力动力公司根据轴尺寸进行逆向工程计算）。模数通常可以根据齿轮齿数和节圆直径确定（节圆直径 = 模数 × 齿数）。根据模数和齿数，可以确定中心距。有了这些参数，韩国永力动力公司可以确定相应的标准规格，或者如果齿轮是非标的，则可以确认定制规格。请将旧齿轮组带到任何检测点（或发送照片和测量数据），我们将确定规格并确认供货情况。更换齿轮组的文档将提供原始采购中缺失的材料规格。

适用于您机壳工作温度的 NSF H1 认证 PAO 合成齿轮油，粘度等级为 ISO VG（请参阅润滑指南，了解按温度选择粘度的方法）。NSF H1 润滑油专为偶发性食品接触而配制——获准用于少量可能接触食品的场合。请勿在任何可能接触产品的区域使用 NSF H2 润滑油（仅限非食品接触表面）。对于在 HACCP 2 区（飞溅区，例如加油站附近的驱动装置）运行的包装机，必须使用 NSF H1 润滑油。对于 3 区（环境洁净区，无产品接触路径），可以使用标准非极压矿物油或 PAO 油。NSF H1 润滑油规格已记录在韩国 Ever-Power 提供的 SS316 蜗轮蜗杆传动装置食品级供应文档包中，也可作为订购用于食品附近包装应用的标准合金钢蜗轮蜗杆传动装置的附加文档。

蜗轮蜗杆传动装置本身比正齿轮传动装置噪音更低，但在某些情况下也会产生明显的噪音。主要的降噪措施包括：(1) 检查啮合模式——刀具轮廓不匹配导致的点接触啮合产生的啮合噪音远大于≥70%的线接触啮合模式；要求更换齿轮组并提供啮合模式照片以确认问题已解决；(2) 检查润滑油粘度——过稀的润滑油（可能是由于指定了错误的油品等级或壳体温度过高）会产生更大的边界接触噪音；根据壳体温度确认油品等级；(3) 检查安装是否松动——未完全拧紧到安装面上的蜗轮蜗杆壳体就像一个噪音辐射器，会通过结构放大啮合噪音；(4) 对于极低负载应用（例如标签驱动器、小型分度器），可考虑使用尼龙（PA66）蜗轮——这种蜗轮可以降低8-12 dB(A)的啮合噪音，但会降低扭矩容量。