电子说
了解如何正确使用产品可以对其性能和使用寿命产生巨大影响。例如,知道如何正确维护铸铁锅可以使它们使用更长时间。对于电动机,从长远来看,了解影响电动机寿命的因素是延长寿命和降低成本的第一步。
首先,什么决定了生命的终结?
通常,生命周期结束意味着产品不再有效。然而,这到底是什么意思呢?
寿命结束是指无法发挥规格书记载的速度、扭矩、精度等。这意味着电机仍然可以工作,但不能满足规格。如果产品不能满足其预期规格,则无法完成工作。如果它不能完成它的工作,它对我们来说就“死了”。
由于磨损,当电机接近其使用寿命时,扭矩和速度会降低。
影响寿命的主要因素有哪些?
产品的寿命通常取决于第一个出现故障的组件。最有可能首先发生故障的 3 个主要部件是轴承、齿轮和电路产品,例如驱动器和控制器。
轴承
轴承是限制不必要的运动并减少两个运动部件之间摩擦的机器部件。在电机中,轴承支撑负载轴和转子。由于轴承损坏会导致电机停止运行,因此它们被视为关键部件。
标准电机使用寿命是根据受温度影响的轴承润滑脂寿命估算的。 超出电机的规格,例如径向(悬臂)负载和轴向(推力)负载也会导致寿命缩短。使用长寿命轴承润滑脂的电机可将其使用寿命延长至约 10,000 小时的运行时间。
齿轮
齿轮用于降低电机的速度和增加扭矩。扭矩乘以齿轮之间的传动比(和齿轮效率),并且速度通过传动比降低。与轴承类似,齿轮也直接承受载荷,最终会磨损;尤其是冲击负载,或者超过电机规格时。一旦磨损,电机仍然可以工作,但反冲和噪音将不再符合其规格。
电路产品
电路产品包括为步进电机或伺服电机提供逻辑和电流的驱动器,以及为驱动器提供逻辑指令的控制器。电路产品中的元件(例如电解电容器)可能会因高温而失效。电路产品的寿命取决于其电解电容器的寿命。
提示:温度究竟如何影响寿命?
电机寿命受到许多因素的影响,例如绝缘、滑动部件和轴承的劣化。在大多数情况下,电机寿命取决于轴承寿命,轴承寿命取决于润滑脂寿命,润滑脂寿命取决于温度。滚动疲劳也会影响轴承寿命,但影响程度不如温度。长寿命润滑脂可以使轴承使用寿命更长。
如果轴承温度升高 15° C (27° F),其寿命将减少一半。不仅是润滑脂,电子元器件的温度上升抑制也很重要。例如,对于电解电容器,当环境温度升高 10°C (18°F) 时,其寿命也会减少一半。
那么如何控制温升呢?
有一种方法可以冷却热源,也有一种方法可以减少热源产生的热量。冷却热源,冷却风扇,散热(安装到更大的金属板,散热)都是降低温度的方法。降低电机的工作温度可以延长电机的寿命,因为轴承润滑脂会更长久。减少操作电机的温度也可以增加其占空比。我支持过一个应用程序,其中使用水循环冷却夹套将步进电机的占空比增加到接近 100%。
另一种方法是减少电机的能量损失。由于能量损失是以热的形式产生的,减少能量损失也会降低温度。在这种情况下,我们可以使用高效型电机或连续负载电机。对于步进电机和伺服电机,减小电机电流也会降低其工作温度。这是因为电流与温度成正比。然而,电流也与扭矩成正比,因此理想的做法是将电流降低到仍能产生足够扭矩的水平,但要在尽可能低的工作温度下进行。
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有关温度如何影响使用寿命、不同产品的额定寿命以及如何实际计算使用寿命的更多信息,请参阅我们目录的技术参考部分中的部分内容,其中有更深入的解释。
审核编辑:汤梓红
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