需要工藝排熱的行業通常使用現場安裝的冷卻塔來跟上其熱負荷。冷卻水塔配有大型風扇和強大的電機，這可能會帶來一系列挑戰，包括過多的聲音、振動和費用。齒輪箱被用來解決這些挑戰。
變速箱在倍增扭力方面發揮關鍵作用
齒輪箱用作減速器，以降低從冷卻水塔的輸入馬達到輸出風扇的轉速。營運高容量生產工廠的公司（例如化學加工和電力行業的公司）需要具有大量排熱能力的冷卻水塔。如果沒有變速箱技術，冷卻水塔馬達將非常龐大，無法直接處理風扇所需的扭力。如此大而重的東西太昂貴且不切實際。相反，變速箱的減速充當扭矩倍增器，使馬達保持合理的尺寸，並使整個機械系統更具成本效益。
齒輪箱的減速也優化了冷卻塔風扇的性能。隨著風扇直徑的增加，風扇速度必須降低，以保持可接受的聲音和振動水平，並確保風扇本身的結構完整性。與馬達和風扇相關的齒輪箱尺寸不當可能會導致過度振動、運轉噪音和塔架結構損壞。
在大型冷卻水塔應用中，風扇通常以 100-200 rpm 的速度運轉。最常見的馬達速度為 1800 rpm，需要平均變速箱將馬達速度降低約 9-18 倍才能達到所需的風扇速度。此變速箱傳動比、風扇葉片設計和風扇間距的精確組合有助於冷卻塔在給定應用中的特定性能和能源效率。
冷卻水塔客戶尋求常見齒輪箱問題的解決方案
冷卻水塔操作員和維修工程師列舉了與變速箱操作和服務相關的幾個常見痛點：
- 問題一： 高工作溫度可能會導致工作週期縮短、變速箱過早失效和意外停機。
- 我問題2： 聲音和振動水平過高，可能導致市政噪音違規、員工安全問題、設備疲勞和過早故障。
- 問題3： 冷卻水塔內的極端溫度和濕度條件會迅速降低機械系統性能，影響軸承的噪音水平和壽命。
- 問題 4： 軸承過早失效和小齒輪軸過度磨損。
- 問題 5： 很少有變速箱選項和選擇來支援計劃內或計劃外的維護和更換
變速箱設計的進步滿足了使用者的需求
持續的產品研發活動帶來了近期的多項設計創新和產品增強。 SPX 冷卻技術的工程師確定了以下解決方案來解決工廠經理和維修工程師最常提到的五個變速箱運作問題：
解#1： 為了解決高工作溫度問題，請選擇外殼中設計有整合式「散熱片」的齒輪傳動裝置。冷卻翅片取代了光滑鑄造，增加了表面積，當空氣被冷卻塔風扇拉過齒輪箱時，可以更好地散熱。例如，Marley Geareducer® 品牌變速箱包括散熱片，與其他冷卻水塔齒輪傳動裝置相比，表面積增加了 25-47%。減速機也採用大型內部油口，以保持油良好循環並有助於降低整體工作溫度。
結果： 機油壽命延長，所需換油次數減少，齒輪和軸承得到適當潤滑，以最大限度地提高性能和使用壽命。
解#2： 為了抑制與變速箱相關的過度噪音和振動水平，請選擇堅固的金屬鑄件。選擇專門設計的齒輪箱，以最大限度地減少與冷卻水塔工作特定的巨大扭力和推力負載相關的殼體變形。例如，Marley Geareducers 的鑄件厚度增加了 40%，專為冷卻水塔服務而設計和製造。
結果： 工作條件更安靜、更安全，金屬疲勞更少，使用壽命更長。
解#3： 為了抵消冷卻水塔齒輪傳動裝置所承受的極端溫度和濕度條件，殼體連接點的鋼墊片具有優點。例如，所有 Marley Geareducer 設計均採用鋼墊片代替塑膠墊片。暴露在塔內溫度和濕度條件下的塑膠墊片會隨著時間的推移而蠕變，導致公差發生變化，從而影響軸承的聲音和壽命。
結果： 鋼墊片可在極端操作條件下保持正確的齒輪設定並控制齒輪聲音。
解#4： 為了防止軸承過早失效和小齒輪軸過度磨損，請使用重型雙列級間軸承。軸承壽命通常可以達到 100,000 小時。也建議使用具有固定定子密封表面以防止軸磨損的高級隔離式軸承油封來代替與小齒輪軸磨損的唇式密封件。舉例來說，Marley Geareducers 採用了 Inpro/Seal* 軸承隔離器，可延長密封件壽命，而不會造成軸過度磨損。
結果： 使用重型雙列軸承和油封可以保護齒輪箱免受過早磨損並延長使用壽命。
解#5： 要擴大齒輪箱維修或更換選項以及計劃內或計劃外維護的選擇，請選擇具有齒輪傳動專業知識和大量冷卻塔組件庫存的可靠供應商。例如，SPX 冷卻技術公司提供專門的內部變速箱評估團隊，在馬利和阿馬裡洛品牌變速箱的檢查、維修和重建方面經驗豐富。變速箱維修在 SPX 製造工廠完成，而不是外包給加工車間。為了加快完成速度，避免延誤和額外費用，包括往返工廠的交通。
簡化更換過程的新選項
SPX 最近的一項工程創新是 Marley Geareducer 系列的擴展。新型 M 系列減速機於 2017 年初首次亮相，簡化了目前未採用馬利減速機的現場安裝塔中的變速箱更換。 M 系列是 Amarillo 品牌變速箱的直接「直接」替代品，其占地面積相匹配，大大簡化了變速箱更換程序。
對於工廠營運商來說，尋找可行的新變速箱替代方案非常重要。 M 系列消除了耗時的轉換部件，例如風扇輪轂、傳動軸和轉接板，以及它們所需的額外材料成本和現場勞動時間。現場時間和精力的減少意味著塔的安裝更加安全，整體停機時間更少，工廠的安裝更加可靠且經濟實惠。
M 系列將堅固外殼和軸承久經考驗的使用壽命和性能與現代密封增強功能和內置振動感測器安裝相結合。在進行大修或重建之前，透過適當的維護，預計可以提供 12 至 15 年的可靠服務。它不需要任何外部泵浦、過濾器或冷卻器即可正常運行，從而為客戶節省了額外的意外成本和其他可能出現問題的附加組件。 M 系列減速機提供了客戶想要的工業級冷卻水塔齒輪箱解決方案。
可靠的變速箱緩解“服務焦慮”
工廠操作員和維修工程師必須有效管理各種冷卻水塔服務問題，無論是計畫內的還是計畫外的。為最常見的痛點找到常識性的長期解決方案不僅可以簡化日常維護和維修操作，而且可以大大緩解服務焦慮。可靠的變速箱和可靠的供應商提供了一種安全感，可以有條不紊地管理維護和服務問題，而不是在危機模式下。
作者簡介，傑羅姆‧詹寧斯
Jerome Jennings 是堪薩斯州歐弗蘭帕克 SPX 冷卻技術公司現場安裝組件的全球產品經理。
