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什么是齒輪箱或電機(jī)的服務(wù)系數(shù)？
2024-07-12大家在選用齒輪箱或者電機(jī)時(shí)，可能會(huì)有接觸過(guò)服務(wù)系數(shù)（service factor），或者在銘牌上見到過(guò)這個(gè)系數(shù)（簡(jiǎn)寫：SF），如下圖所示。有人也喜歡稱之為使用系數(shù)。
那這個(gè)服務(wù)系數(shù)是什么含義呢？其實(shí)它的定義也比較簡(jiǎn)單，不論是齒輪箱還是電機(jī)，它指的都是：其能額定輸出扭矩/功率與實(shí)際應(yīng)用所需轉(zhuǎn)矩/功率的比值。
為什么需要這個(gè)服務(wù)系數(shù)呢？舉個(gè)例子可能大家理解起來(lái)更容易。比如說(shuō)我們有兩輛同樣的卡車運(yùn)送同樣重的貨物從A點(diǎn)到B點(diǎn)，其中一輛只需要在筆直、平坦的路面上行駛，另外一輛卻需要走走停停、上坡下坡顛簸著行駛，同樣行駛距離下你覺得哪個(gè)卡車的壽命會(huì)更長(zhǎng)？相信不言而喻。其實(shí)對(duì)于第二輛卡車就需要選用較高的服務(wù)系數(shù)。
有同學(xué)可能會(huì)問(wèn)，你說(shuō)的這個(gè)系數(shù)不會(huì)是用來(lái)衡量設(shè)備的過(guò)載能力的吧？其實(shí)大家要把服務(wù)系數(shù)和過(guò)載能力區(qū)分開來(lái)：過(guò)載能力是齒輪箱或電機(jī)承受偶爾過(guò)載而不造成損壞的能力；服務(wù)系數(shù)則是擴(kuò)展了齒輪箱或電機(jī)在非標(biāo)準(zhǔn)條件下的連續(xù)運(yùn)行能力。
如果大家使用的設(shè)備中存在以下情況，請(qǐng)相應(yīng)地提高服務(wù)系數(shù)，以確保電機(jī)或齒輪箱有足夠的安全裕度和壽命。否則選擇不對(duì)，可能會(huì)造成過(guò)早失效、停機(jī)。
- 高溫
- 極端沖擊載荷或振動(dòng)
- 不均勻的負(fù)載（例如切割與輸送）
- 循環(huán)負(fù)載（頻繁啟動(dòng)和停止）
- 高峰值負(fù)載與連續(xù)負(fù)載
- 高占空比（即每天24小時(shí)運(yùn)行）
但選擇的服務(wù)系數(shù)也不能選得超出使用需求過(guò)多，否則會(huì)使得設(shè)備龐大，費(fèi)用升高。目前服務(wù)系數(shù)的計(jì)算大多基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，沒有現(xiàn)成的計(jì)算公式，大家可以從廠家的樣本手冊(cè)中根據(jù)設(shè)備的使用情況獲取推薦值。不過(guò)以下幾點(diǎn)信息供大家了解。
服務(wù)系數(shù)的定義是在額定參數(shù)情況下定義的，比如額定電壓、額定頻率、環(huán)境溫度、海拔等等，如果實(shí)際情況有偏差，這個(gè)服務(wù)系數(shù)就要打折扣了。
不要過(guò)分的依賴（或者說(shuō)充分的利用）這個(gè)服務(wù)系數(shù)，它更多時(shí)候是用來(lái)滿足一些短時(shí)的超載工況，如果是持續(xù)的工作在服務(wù)系數(shù)區(qū)間，整體設(shè)備的壽命會(huì)打折扣。
對(duì)于齒輪箱來(lái)說(shuō)，高的服務(wù)系數(shù)意味著齒輪壽命的增加（壽命取決于彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度），其中接觸強(qiáng)度與服務(wù)系數(shù)存在8.78次方關(guān)系，也即齒輪箱服務(wù)系數(shù)增加30%，接觸疲勞壽命增加10倍（1.30^8.78= 10.01）。
來(lái)源：iMechanics機(jī)械
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