一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护机构及方法

技术领域

本发明涉及减速机领域，具体为一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护机构及方法。

背景技术

减速机用于转换扭矩、转速，按照传动类型分包括齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、以及行星齿轮减速机等，减速机应用场景比较广泛，在光伏领域中，光伏设备在工作时需要处理很多转速和扭矩变化的情况，因此需要通过减速机将驱动轴的高速旋转降低到适合光伏设备运转的速度。

如公告号为CN202210413422.6的申请文件公开了一种减速器智能监测系统的绿色能源供电系统，包括减速器；减速器包括壳体、减速机构、减速器座和智能监测系统，减速机构安装于壳体内部，减速器座设置于减速器的壳体底部，减速器座的底部中间位置内部嵌套设置有蓄电池装置，用于向智能监测系统提供电力；绿色能源供电系统还包括可变形的光伏电池；和/或，小型外接供电装置；和/或，振动能发电装置。该发明提供的绿色能源供电系统，通过自发电的方式能够保证智能监测系统的用电需求；光伏电池、小型外接供电装置以及振动能发电装置可以分别单独使用或任意结合使用，根据减速器的使用工况来决定，简单灵活，便于推广。

但是现有减速机多采用更换、加注润滑油的方式对减速机进行维护，而光伏电场多设于偏僻位置，大量的减速机润滑油的输送、更换导致维护成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护机构及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护机构，包括减速机外壳，减速机外壳内部连接固态油轴承，固态油轴承的滑道、滚子表面为吸附有润滑油的微孔结构，固态油轴承中部转动连接蜗杆，蜗杆与蜗轮传动连接，蜗杆、蜗轮连接部喷涂有光滑耐磨层，减速机外壳上连接有控热装置。

优选的，所述控热装置包括预热管，预热管内设置有预热电阻丝，预热管两端分别连通减速机外壳两侧。

优选的，所述预热管内设置有内置翅片，预热管外部插接外设翅片，预热管侧面连接有插接筒，外设翅片固定连接位于插接筒内的插接杆外端，插接杆上设置有加压板，相邻插接筒之间通过连管连通。

优选的，所述连管端部连接加压气缸，预热管连通循环扇，循环扇与预热管外侧的散热扇传动连接。

优选的，所述减速机外壳为双层结构，减速机外壳中部有真空夹层，减速机外壳安装处连接减振安装座。

优选的，所述减振安装座包括与减速器外壳固定连接的连接板，连接板通过减振板连接固定座。

优选的，所述减速机外壳包括外壳主体，外壳主体一侧通过螺栓连接端盖，端盖上与外壳主体连接处有密封垫。

优选的，所述蜗杆一端贯穿减速器外壳并与减速器外壳上的固态油轴承连接，蜗轮一端贯穿减速器外壳并且与减速器外壳上的另一固态油轴承连接。

一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护方法，对蜗杆、蜗轮啮合部分喷涂自润滑耐磨材料，包括如下步骤：

对喷涂前对蜗杆进行除尘，除油并进行烘干处理，将自润滑耐磨材料通过喷枪的喷涂到蜗轮以及蜗杆上；将蜗轮以及蜗杆置于380℃烘干腔内，烘干处理1小时；

蜗杆与减速器外壳之间通过固态油轴承连接。

优选的，自润滑耐磨材料为PTFE材料、PEEK材料、P I材料、PPS材料、PE材料、PA材料、POM材料中的至少一种，或者为PEEK材料、聚四氟乙烯纤维、纤维素纳米纤维构成的混合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、蜗轮蜗杆减速机中的两个运动部件的蜗轮通过固态油轴承与减速机外壳连接，固态油轴承内部的滑道、滚子表面均为微孔结构，可以存储一定量的润滑油，蜗轮蜗杆啮合处采用喷涂光滑耐磨层，使蜗轮蜗杆传动结构能够长期在不添加润滑油的情况下保持稳定传动，短期内无需维护，降低维护成本；

2、在减速机外壳上连接控热装置，在减速机开始运转前进行预热，使固态油轴承内的微孔中油脂可以溢出，并且使蜗轮蜗杆在一定温度下开始工作，使蜗轮蜗杆配合更加紧密，降低磨损，在减速机运行中产生热量时，使多余热量快速消散，在不使用润滑油的情况下可使减速机持续稳定工作；

3、减速机外壳设置成双层并且中部中空的结构，降低机械振动产生的噪音，同时在减速机外壳底部连接减震安装座，可以消除一部分减速机运行产生的振动能量。

4、同时提供了一种免维护的蜗轮蜗杆制作方法，其采用喷涂自润滑耐磨材料，在使蜗轮蜗杆之间足够润滑的情况下还具有耐磨的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明减速机外壳的爆炸图；

图3为本发明预热管、传动腔的剖视图；

图4为本发明插接筒的剖视图；

图5为本发明减振安装座的结构示意图；

图中：1、减速机外壳；2、控制热装置；21、预热管；211、内置翅片；2111、导热块；212、插接筒；213、外设翅片；2131、加压板；214、预热电阻丝；215、连管；22、循环扇；23、传动腔；231、传动轴；232、锥齿轮；233、扇轴；24、散热扇；25、散热风筒；26、散热电机；3、减振安装座；31、连接板；32、减振板；33、固定座；331、安装螺孔；4、端盖；5、锁紧螺栓；6、蜗杆；7、固态油轴承；8、蜗轮。

具体实施方式

实施例1

如图1-5所示，一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护机构，包括减速机外壳1，减速机外壳1内部连接固态油轴承7，固态油轴承7的滑道、滚子表面为吸附有润滑油的微孔结构，固态油轴承7中部转动连接蜗杆6，蜗杆6与蜗轮8传动连接，蜗杆6、蜗轮8连接部喷涂有光滑耐磨层，减速机外壳1上连接有控热装置。

控热装置包括预热管21，预热管21内设置有预热电阻丝214，预热管21两端分别连通减速机外壳1两侧；预热管21内设置有内置翅片211，预热管21外部插接外设翅片213，预热管21侧面连接有插接筒212，外设翅片213固定连接位于插接筒212内的插接杆外端，插接杆上设置有加压板2131，相邻插接筒212之间通过连管215连通；连管215端部连接加压气缸，预热管21连通循环扇22，循环扇22与预热管21外侧的散热扇24传动连接。

蜗轮8蜗杆6减速机中的蜗轮8、蜗杆6啮合处喷涂有光滑耐磨层，该光滑耐磨层的制作方式如下：对喷涂前对蜗杆6进行除尘，除油并进行烘干处理，将自润滑耐磨材料通过喷枪的喷涂到蜗轮8以及蜗杆6上；将蜗轮8以及蜗杆6置于380℃烘干腔内，烘干处理1小时，涂层材料为PTFE材料；

蜗杆6与减速器外壳之间通过固态油轴承7连接，之后将固态油轴承7固定在减速机外壳1内部，将蜗轮8装配于减速机外壳1内部，使蜗轮8与蜗杆6配合，蜗轮8的输出轴连接减速机外壳1一侧的固态油轴承7并延伸至减速机外壳1外部用于输出扭矩，蜗杆6的输入轴外端连接齿轮用于输入扭矩，最后将端盖4通过锁紧螺栓5固定在减速机外壳1外部，完成装配。

在减速机运动过程中，蜗杆6外端连接的齿轮与动力输入结构连接，使蜗杆6转动，蜗杆6与蜗轮8配合，能够带动蜗轮8转动，实现将高速低扭矩转换为低速高扭矩输出，蜗杆6所连接的固态油轴承7内部的滑道以及滚子表面分别为微孔结构，微孔中存储润滑油，在固态油轴承7运行前，微孔中的润滑油于内部吸附，在运行过程中，微孔中的润滑油经加热后溢出微孔作用于固态油轴承7内部，润滑油基于表面张力储存于聚合物内部微孔中，运转过程中润滑油在毛细作用下小部分润滑油缓慢向材料表面移动，从而起到润滑效果，固态油与滚道、滚子紧密接触，可有效防止污染物进入轴承内部，在冷却后，润滑油重新吸附到聚合物中储存起来；蜗轮8蜗杆6连接处喷涂具有自润滑特性的光滑耐磨层，从而可以使减速机可以在长期不维护的情况下稳定工作。

由于不外加润滑油，摩擦随小但仍存在，局部散热效果不足，因此设置控热装置，在减速机运行前，通过控热装置对减速机内部进行预热，其一是为了使固态油轴承7内部微孔中的油脂在加热后可以溢出，其二是使蜗轮8、蜗杆6在被加热一定温度后配合更加紧密，具体的预热方式为预热电阻丝214通电发热，同时循环扇22转动，使减速机内部气流循环，在加热到一定温度后减速机开始工作，可以降低减速机在常温状态下运行造成的磨损；在减速机持续运行中产生的热量不能及时消散的情况下，通过控制装置辅助散热，具体为通过控制加压气缸对连管215内部加压，连管215内部压力升高，与连管215连通的插接筒212内部压力升高，插接筒212内滑动连接的插接杆固定连接的加压板2131受压力作用上移，使加压板2131与导热块2111接触，从而使内置翅片211与外设翅片213接触，同时散热扇24转动使气流加速通过散热风筒25，散热风筒25中气流将外设翅片213的热量带走，实现对减速机内部进行降温，并且可以根据降温速率需求控制对应数量的外设翅片213与内置翅片211接触，在无需降温的情况下控制加压气缸回复，连管215以及插接筒212底部压力降低，外设翅片213以及插接杆、加压板2131在重力作用下与导热块2111分离，可控制散热速率。

散热电机26带动散热扇24转动，散热扇24的轴与传动轴231同轴固定连接，传动轴231与传动腔23内转动，传动轴231上固定连接有锥齿轮232，循环扇22与扇轴233同轴固定连接，扇轴233贯穿传动腔23固定连接另一锥齿轮232，传动轴231与扇轴233通过锥齿轮232传动，使散热扇24转动过程中减速机外壳1内部气流循环，加速内置翅片211与外设翅片213的换热。

实施例2

如图1-5所示，一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护机构，包括减速机外壳1，减速机外壳1内部连接固态油轴承7，固态油轴承7的滑道、滚子表面为吸附有润滑油的微孔结构，固态油轴承7中部转动连接蜗杆6，蜗杆6与蜗轮8传动连接，蜗杆6、蜗轮8连接部喷涂有光滑耐磨层，减速机外壳1上连接有控热装置；

减速机外壳1为双层结构，减速机外壳1中部有真空夹层，减速机外壳1安装处连接减振安装座3；减振安装座3包括与减速器外壳固定连接的连接板31，连接板31通过减振板32连接固定座33；减速机外壳1包括外壳主体，外壳主体一侧通过螺栓连接端盖4，端盖4上与外壳主体连接处有密封垫；蜗杆6一端贯穿减速器外壳并与减速器外壳上的固态油轴承7连接，蜗轮8一端贯穿减速器外壳并且与减速器外壳上的另一固态油轴承7连接。

减速机外壳1设置为双层结构，其一是为了保温，在预热阶段降低减速机内部热量的散失，使减速机内部的蜗轮8、蜗杆6、固态油轴承7快速预热，其二是为了使减速机在运行过程中阻断部分振动产生的噪音，减速机外壳1连接减震安装座，可降低减速机运行中产生的振动幅度，减震安装座中的连接板31与减速机外壳1固定连接，连接板31与固定座33设置连接橡胶制成的减震板，可吸收部分振动能量，减轻减速机运行过程中的振动噪音以及幅度，端盖4上靠近减速机外壳1的一侧设置密封垫使减速机外壳1与端盖4连接后保持相对封闭，避免灰尘进入到减速机内，固定座33上设置安装螺孔331，便于将固定座33安装在固定位置。

在本发明中，一种实现光伏蜗轮蜗杆减速机免维护的方法，自润滑耐磨材料为PTFE材料、PEEK材料、PI材料、PPS材料、PE材料、PA材料、POM材料中的至少一种，优选采用PEEK材料构成，在其他实施例中聚合物材料层还可以为PTFE材料及纤维材料或者PEEK材料及纤维材料构成，工作时具有自润滑、耐磨损、摩擦系数低、走合性能好、噪音低等特点。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。