减速电机(由减速机和驱动电机组成)的运行性能、寿命和可靠性与使用环境温度密切相关。环境温度过高、过低或剧烈波动,都会通过影响润滑油性能、电机绕组绝缘、机械配合精度等,对设备产生不利影响。具体影响如下:
一、高温环境(通常指环境温度>40℃,尤其>50℃时)
高温是减速电机最常见的 “杀手”,其影响主要体现在以下方面:
1. 对减速机润滑油的影响
粘度下降:润滑油的粘度随温度升高而降低。当环境温度过高时,减速机内的润滑油粘度可能低于设计值,导致齿轮啮合面、轴承滚道的油膜变薄甚至破裂,无法有效隔离金属表面,加剧摩擦磨损(如齿轮齿面胶合、轴承滚子与内外圈擦伤)。
氧化加速:高温会促使润滑油与空气发生氧化反应,生成油泥、胶质等沉积物,堵塞油路(尤其是精密减速机的润滑油道),进一步降低润滑效果;同时,氧化后的润滑油酸值升高,可能腐蚀减速机壳体、齿轮等金属部件。
寿命缩短:普通工业齿轮油在环境温度超过 50℃时,寿命会大幅缩短(如原本寿命 1000 小时,可能缩短至 500 小时以内),需频繁更换润滑油,增加维护成本。
2. 对驱动电机的影响
电机绕组过热与绝缘老化:电机运行时自身会产生热量(铜损、铁损),需通过散热结构(如机壳、风扇)向环境散热。若环境温度过高,电机散热效率下降,导致绕组温度超过绝缘材料的耐热等级(如 B 级绝缘允许最高温度 130℃,F 级 155℃)。长期高温会加速绕组绝缘材料(漆包线绝缘漆、绝缘纸等)的老化,使其变脆、开裂,最终导致绝缘击穿,引发电机短路烧毁。
电机效率下降:高温下,电机绕组电阻随温度升高而增大(铜损增加),同时磁钢(如永磁电机)的磁性可能因高温衰减,导致电机输出扭矩下降、效率降低,甚至出现 “过热保护停机”。
3. 对机械部件的影响
配合间隙变化:减速机壳体、齿轮、电机端盖等金属部件受热膨胀,可能导致原本精密的机械配合间隙异常:
若配合间隙(如齿轮啮合间隙、轴承与轴的过盈配合)变小,可能出现卡滞、运转阻力增大,甚至 “抱死”;
若壳体因高温变形,可能导致齿轮轴线偏移,加剧啮合冲击,产生异常噪音和振动。
密封件失效:减速机和电机的密封件(如油封、O 型圈)多为橡胶材质,高温会使其老化变硬、失去弹性,导致润滑油泄漏(减速机)或电机内部进水 / 灰尘(密封失效后)。
二、低温环境(通常指环境温度<0℃,尤其<-10℃时)
低温环境的影响主要源于材料物理性能的改变和润滑油流动性下降:
1. 对减速机润滑油的影响
粘度骤增:润滑油在低温下粘度急剧上升,甚至凝固(如普通矿物油在 - 10℃以下可能失去流动性)。此时,润滑油无法快速通过油路到达齿轮和轴承,启动瞬间金属表面处于 “干摩擦” 或 “半干摩擦” 状态,导致启动扭矩增大(可能超过电机额定扭矩,引发启动困难),且初期磨损剧烈。
润滑脂硬化:若减速机轴承采用润滑脂润滑,低温会使润滑脂硬化,失去润滑能力,轴承滚动体与滚道的摩擦阻力增大,易出现异响或过热(启动后摩擦生热集中)。
2. 对驱动电机的影响
启动性能下降:低温下,电机绕组的电阻略有降低(影响较小),但主要问题是电机转子与定子的气隙可能因部件收缩而变小(尤其铸铁、钢质部件),若配合精度控制不佳,可能导致转子扫膛(转子与定子摩擦),烧毁电机。
绝缘材料脆化:电机绕组的绝缘材料(如塑料骨架、浸渍漆)在低温下会变脆,若设备存在振动(如运输或启停冲击),可能出现绝缘层开裂,引发短路风险。
3. 对机械部件的影响
配合间隙变大:金属部件因低温收缩,可能导致齿轮啮合间隙、轴承与轴的配合间隙变大。例如,齿轮啮合间隙过大时,传动精度下降,冲击载荷增大(尤其高速运转时),产生 “打齿” 噪音,长期可能导致齿轮齿面疲劳剥落。
密封件收缩:橡胶密封件在低温下收缩,可能导致密封面出现缝隙,外界的水汽、灰尘容易进入减速机或电机内部,加剧内部锈蚀或绝缘受潮。
三、温度剧烈波动环境(如昼夜温差>20℃,或频繁在高低温区间切换)
温度剧烈变化会通过 “热胀冷缩循环” 对减速电机产生累积损伤:
1. 机械应力疲劳
减速机壳体、电机机座等金属部件反复经历 “膨胀 - 收缩”,会产生交变机械应力,长期可能导致壳体开裂(尤其焊接或铸造缺陷部位)、紧固件(螺栓、螺母)松动(热胀冷缩导致预紧力下降)。
2. 结露与锈蚀
温度骤降时,减速电机内部空气的水汽会凝结成水滴(类似 “出汗”),附着在齿轮、轴承、电机绕组等表面。若环境湿度较高(如海边、潮湿车间),结露现象更严重,会导致:
金属部件锈蚀(如齿轮齿面、轴承滚道生锈,影响传动精度和寿命);
电机绕组受潮,绝缘电阻下降(可能低于安全值,引发漏电或短路)。
3. 润滑油性能不稳定
温度频繁波动会加速润滑油的老化:高温时氧化,低温时粘度骤变,反复循环会使润滑油的粘度指数下降(粘度稳定性变差),缩短更换周期。
四、不同类型减速电机的温度敏感度差异
不同结构的减速电机对温度的敏感度不同,需针对性关注:
蜗轮蜗杆减速电机:因蜗轮与蜗杆多为滑动摩擦(效率较低,自身产热大),对高温更敏感,环境温度超过 40℃时需强制冷却(如风扇、水冷);
行星齿轮减速电机:结构紧凑、精度高,高温易导致齿轮啮合间隙变化,影响传动精度,低温则易因润滑油凝固导致卡滞;
防爆减速电机:高温可能影响防爆外壳的密封性能(如橡胶密封圈老化),破坏防爆等级,引发安全风险。
环境温度通过影响润滑油流动性与稳定性、电机绕组绝缘性能、机械部件配合精度三大核心要素,直接决定减速电机的寿命和可靠性:
高温导致 “润滑失效 + 绝缘老化 + 配合异常”;
低温导致 “启动困难 + 初期磨损 + 材料脆化”;
温度波动导致 “应力疲劳 + 结露锈蚀”。
VEMTE传动减速机