食品厂或饮料厂需要的齿轮减速机既要提供优异的性能,又要能够承受强化学品的高压冲洗,对这类产品的选择是一个真正的挑战。一旦清洗过程给设备带来腐蚀或其他损坏,由此导致的生产线停车将是任何工厂都难以承受的。了解当前的齿轮减速机已经具备的高端特性,将能够有效地帮助您选择最耐用的产品。
外壳材料
大部分的直冲式齿轮产品,通常配置了一个拥有防腐涂层的铁质外壳,要么就是采用了不锈钢外壳。尽管一直以来,铝材都被认为是一种抗腐蚀性材料,但是当向其喷洒化学药剂时,铝材同样也会很快地被腐蚀。
总体来看,采用防腐涂层的铁质外壳是最经济实惠的选择,就如同应用在标准生产线上一般,防腐涂层的铁质外壳因为高容量而降低了使用成本。然而,采用何种防腐涂层,以及用户如何使用它,都会对其使用性能产生很大的差异。
对用户来说,从制造商处选择一款在盐雾室进行过腐蚀测试的直冲式产品,是至关重要的。因为盐雾室试验能够有效地比较出,不同涂层材料在相同的高腐蚀性环境中的性能。而在用户工厂使用中,一款新的涂层往往会在某些条件下运行良好,而在有些环境中却未必行之有效。
目前,最高性能的涂层系统主要由两层环氧树脂漆构成,并应用在铁质外壳上。事实上,这种环氧树脂漆不仅具有优越的粘附性和耐用度,还同时兼具极高的防腐蚀性。尽管粉末涂层产品极具光泽度,但是盐雾试验却清楚地显示了,它并不能提供如双层环氧树脂漆所提供的相同级别的防腐蚀性。此外,一些齿轮减速机还包含了一个明确的第三层,但它的主要功能也仅仅是从视觉角度上增加光泽度。
为了实现最佳的耐腐蚀性,就应当寻找那些表面使用第一层环氧树脂漆同时也应用了电沉积技术的产品。在电沉积过程中,一个多次清洗的过程将作为首要步骤,从而保障其它所有异物都从即将涂抹涂层的表面清除干净。
在上图的食品加工厂里,减速机非常接近生产线上的巧克力饼干,正确选择使用齿轮减速机的重要性显而易见。
清洗过程结束后,产品将被浸入一个巨大的盛满环氧树脂漆的容器内。随后,通过使用电流冲击,能够很好地吸引颜料例子进入该产品表面的微小细缝中,然后快速地将其烤干并完全固化涂料。由此,产生的油膜厚度将会非常均匀和耐用,并更优于通过喷淋系统下产生的底料。
在齿轮减速机装配完成后,就是将其完全覆盖在第二层环氧树脂漆下,用以增加漆膜的厚度从而实现整体耐蚀性的提高。被涂上两层环氧树脂漆的铁质外壳,并在第一层涂抹过程中采用了电沉积技术的产品,往往在食品工业生产的残酷清洗环节中表现更好。
然而,不锈钢外壳在防水和耐化学性测试中却是表现最好的。不锈钢外壳在防水和耐化学性测试中表现最佳,由于没有涂层,在应用过程和高压水流的作用下都不会失效。。但是,不锈钢外壳却有一个极大的缺点--高昂的成本。尽管成本不菲,但是在食品生产中,尤其是禁止损坏涂层的情况下,应当首先选择采用不锈钢外壳。
排放
如果齿轮减速机有排放的需要,那么无论是采用环氧涂层的铁质外壳,还是不锈钢外壳,都需要一个减压排放类型的装置。即使是配备了吸水性化学品的标准排气道,仍然无法阻止水进入装置,从而导致齿轮减速机过早地失效。
为了保证水或者水分子不侵入齿轮减速机和发动机两个装置间的空隙部分,在这里会使用一个密封垫或者一个O形环来进行密封。
润滑
为了保障齿轮减速机能够进行正确的润滑,并避免在润滑过程中污染食品,那么使用的润滑剂应当具备NSF H1等级认证。采用NSF H2等级润滑油的装置在应用过程中并不能体现出任何的优势,同时NSF H2也不意味着装置在生产过程中允许和食品接触。
密封
轴密封尽管作为齿轮减速机的一个最低成本的组成部分,也起到了关键性的作用。在非直冲式齿轮减速机中,轴密封主要是用于密封齿轮减速机中的润滑油,并保持装置洁净,不受其他固体污染物的污染。而在直冲式齿轮减速机中,轴密封仍然必须保持润滑油在减速机内,但是它也必须保证水以及化学药剂在齿轮减速机外,并被用作清洗装置的表面。如果在密封过程中,允许水进入到齿轮减速机内部,那么装置内部零件将会锈化,而润滑剂也将分解,最终齿轮减速机将在这样的情形下过早的结束寿命。
标准的唇形密封应用在非直冲式装置中,通常会在旋转轴面上存在一个橡胶密封唇口,或许还会有一个非触碰试的排污除垢唇口,用于防止大型颗粒远离密封唇。通常,唇形密封都是通过在其周围的一个小弹簧来控制轴。当面临高速运转,又或者是高水压以及化学药剂时,唇形密封就会打开轴,导致水和化学药剂进入减速机。即使拥有多标准唇形密封,在上述情况下,它仍然会发打开轴,并最终使得水和化学药剂进入减速机。
为了避免上述情况,寻找增强型轴密封系统将成必要,尤其是由专业密封设计构成的,能够保证水和化学药剂不进入齿轮减速装置的密封系统。这就涉及到通常所说的严格密封,密封的结构通过被改进,从而提供一个有效的方式使得水远离密封口。
严格密封由两部分组成:一个常见的外密封唇和一个独立的内轴及凸缘。内轴拥有橡胶涂层从而保证其轴密封的紧致,而外部的凸缘又阻止了水流入油密封唇。在法兰OD和油密封唇之间,还有其它多种密封唇,保证水和其他污染物远离密封口。
一些齿轮减速机通过使用一种由V形橡胶和标准的唇形密封来降低成本,然而这种组合型的密封系统相较于严格的责任密封系统,却并不能够提供相同级别的保护。
结合严格责任密封作业的是耐腐蚀性的输出轴,在选择输出轴过程中,要么采用不锈钢材质的,要么就采用拥有高性能涂层的碳钢镀铬,例如镀镍。这两种类型的材质在直冲式装置中都能有着优秀的表现。事实上,密封水和化学物质对于保证齿轮减速机的使用寿命是至关重要的。
外壳材质的选择、排放、润滑以及轴密封对于直冲式齿轮减速机而言都是至关重要的组成部分。在选购一个应用在食品行业的齿轮减速机之前,这四大因素都应当认真的作为研究评估对象。
作者简介:Russell是美国葆德公司旗下道奇传动品牌的资深首席工程师。