什么是齿轮箱或电机的服务系数？

发布时间：2024-07-12

大家在选用齿轮箱或者电机时，可能会有接触过服务系数（service factor），或者在铭牌上见到过这个系数（简写：SF），如下图所示。有人也喜欢称之为使用系数。

那这个服务系数是什么含义呢？其实它的定义也比较简单，不论是齿轮箱还是电机，它指的都是：其能额定输出扭矩/功率与实际应用所需转矩/功率的比值。

为什么需要这个服务系数呢？举个例子可能大家理解起来更容易。比如说我们有两辆同样的卡车运送同样重的货物从A点到B点，其中一辆只需要在笔直、平坦的路面上行驶，另外一辆却需要走走停停、上坡下坡颠簸着行驶，同样行驶距离下你觉得哪个卡车的寿命会更长？相信不言而喻。其实对于第二辆卡车就需要选用较高的服务系数。

有同学可能会问，你说的这个系数不会是用来衡量设备的过载能力的吧？其实大家要把服务系数和过载能力区分开来：过载能力是齿轮箱或电机承受偶尔过载而不造成损坏的能力；服务系数则是扩展了齿轮箱或电机在非标准条件下的连续运行能力。

如果大家使用的设备中存在以下情况，请相应地提高服务系数，以确保电机或齿轮箱有足够的安全裕度和寿命。否则选择不对，可能会造成过早失效、停机。

- 高温

- 极端冲击载荷或振动

- 不均匀的负载（例如切割与输送）

- 循环负载（频繁启动和停止）

- 高峰值负载与连续负载

- 高占空比（即每天24小时运行）

但选择的服务系数也不能选得超出使用需求过多，否则会使得设备庞大，费用升高。目前服务系数的计算大多基于实践经验，没有现成的计算公式，大家可以从厂家的样本手册中根据设备的使用情况获取推荐值。不过以下几点信息供大家了解。

服务系数的定义是在额定参数情况下定义的，比如额定电压、额定频率、环境温度、海拔等等，如果实际情况有偏差，这个服务系数就要打折扣了。

不要过分的依赖（或者说充分的利用）这个服务系数，它更多时候是用来满足一些短时的超载工况，如果是持续的工作在服务系数区间，整体设备的寿命会打折扣。

对于齿轮箱来说，高的服务系数意味着齿轮寿命的增加（寿命取决于弯曲强度和接触强度），其中接触强度与服务系数存在8.78次方关系，也即齿轮箱服务系数增加30%，接触疲劳寿命增加10倍（1.30^8.78= 10.01）。

来源：iMechanics机械

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