需要工艺散热的行业通常使用现场安装的冷却塔来满足热负荷。冷却塔配有大型风扇和强大的电机，这会带来许多挑战，包括噪音过大、振动过大和成本过高。齿轮箱可用于应对这些挑战。
变速箱在增加扭矩方面发挥着关键作用
齿轮箱用作减速器，以降低冷却塔从输入电机到输出风扇的转速。经营高容量生产工厂的公司（例如化学过程和电力行业的公司）需要具有大量散热能力的冷却塔。如果没有齿轮箱技术，冷却塔电机将非常庞大，无法直接处理风扇所需的扭矩。如此庞大和沉重的东西会过于昂贵和不切实际。相反，齿轮箱的减速作用是扭矩倍增器，使电机保持合理的尺寸，并使整个机械系统更具成本效益。
变速箱的减速功能还可以优化冷却塔风扇的性能。随着风扇直径的增加，风扇速度必须降低，以保持可接受的噪音和振动水平，并确保风扇本身的结构完整性。与电机和风扇相关的变速箱尺寸不当会导致过度振动、噪音大和冷却塔结构损坏。
在大型冷却塔应用中，风扇的运行速度通常在 100-200 rpm 之间。最常见的电机速度为 1800 rpm，需要普通变速箱将电机速度降低约 9-18 倍才能达到所需的风扇速度。该变速箱传动比、风扇叶片设计和风扇间距的精确组合有助于提高冷却塔在特定应用中的特定性能和能源效率。
冷却塔客户寻求常见变速箱问题的解决方案
冷却塔操作员和维护工程师列举了与变速箱运行和服务相关的几个常见痛点：
- 问题 1： 较高的工作温度会导致工作周期缩短、变速箱过早出现故障以及计划外停机。
- 我问题 2： 过高的噪音和振动水平，可能导致市政噪音违规、员工安全问题、设备疲劳和过早故障。
- 问题 3： 冷却塔内的极端温度和湿度条件会迅速损坏机械系统，影响噪音水平和轴承寿命。
- 问题 4： 轴承过早失效以及小齿轮轴过度磨损。
- 问题 5： 很少有变速箱选项和选择来支持计划内或计划外的维护和更换
变速箱设计的进步满足了用户的需求
持续的产品研发活动已带来多项最新设计创新和产品改进。SPX Cooling Technologies 的工程师确定了以下解决方案来解决工厂经理和维护工程师最常提到的五个变速箱运行问题：
解决方案 #1： 为了应对高工作温度，请选择外壳中设计有一体式“散热片”的齿轮传动装置。散热片代替了光滑的铸件，增加了表面积，当冷却塔风扇将空气拉过齿轮箱时，可以更好地散热。例如，Marley Geareducer® 品牌的齿轮箱包括散热片，与其他冷却塔齿轮传动装置相比，其表面积增加了 25-47%。齿轮传动装置还包含大型内部油口，以保持油良好循环，并有助于降低整体工作温度。
结果： 油寿命延长，需要换油的次数减少，并且齿轮和轴承得到适当润滑，以最大限度地提高性能和使用寿命。
解决方案 #2： 为了降低与齿轮箱相关的过大噪音和振动水平，请选择坚固的金属铸件。选择经过精心设计的齿轮箱，以最大限度地减少与冷却塔工作特有的巨大扭矩和推力负载相关的壳体挠度。例如，Marley Geareducers 的铸件厚度高达 40%，并且专为冷却塔服务而设计和制造。
结果： 工作条件更安静、更安全，金属疲劳更少，使用寿命更长。
解决方案 #3： 为了抵消冷却塔齿轮传动装置所经受的极端温度和湿度条件，在壳体连接点处使用钢垫片具有优势。例如，所有 Marley Geareducer 设计都采用钢垫片代替塑料垫片。暴露在塔内温度和湿度条件下的塑料垫片会随着时间的推移而蠕变，导致公差变化，从而影响轴承的声音和寿命。
结果： 钢垫片可在极端操作条件下维持正确的齿轮设置并控制齿轮噪音。
解决方案 #4： 为了防止轴承过早损坏和小齿轮轴过度磨损，请使用重型双列级间轴承。轴承寿命通常可以达到 100,000 小时。还建议使用具有固定定子密封面的高级隔离器型轴承油封来防止轴磨损，以代替会磨损小齿轮轴的唇形密封件。例如，Marley Geareducers 采用了 Inpro/Seal* 轴承隔离器，可延长密封件寿命，而不会导致轴过度磨损。
结果： 使用重型双列轴承和油封可以保护变速箱免受过早磨损并延长使用寿命。
解决方案 #5： 要扩大齿轮箱维修或更换选项以及计划或非计划维护的选择，请选择一家拥有齿轮传动专业知识和大量冷却塔组件库存的可靠供应商。例如，SPX Cooling Technologies 提供专门的内部齿轮箱评估团队，该团队在 Marley 和 Amarillo 品牌齿轮箱的检查、维修和重建方面经验丰富。齿轮箱维修在 SPX 制造厂完成，而不是外包给加工车间。为了加快完成速度、避免延误和额外费用，往返工厂的运输费用已包含在内。
简化更换流程的新选项
SPX 工程的最新创新是扩展了 Marley 齿轮箱系列。新款 M 系列齿轮箱于 2017 年初首次亮相，简化了目前未使用 Marley 齿轮箱的现场安装塔的齿轮箱更换。M 系列是 Amarillo 品牌齿轮箱的直接“插入式”替代品，其尺寸匹配，大大简化了齿轮箱更换程序。
对于工厂操作员来说，寻找一种可行的新型齿轮箱替代品非常重要。M 系列消除了耗时的转换部件，例如风扇轮毂、传动轴和适配器板，以及它们所需的额外材料成本和现场人工时间。现场时间和精力的减少意味着安装更安全，塔架总体停机时间更短，工厂的安装更可靠、更经济。
M 系列将坚固外壳和轴承久经考验的耐用性和性能与现代密封增强功能和内置振动传感器安装相结合。在进行大修或重建之前，如果维护得当，它有望提供 12 到 15 年的可靠服务。它不需要任何外部泵、过滤器或冷却器即可正常运行，从而为客户节省了额外的意外成本和其他可能出现问题的附加组件。M 系列减速机为客户提供了工业级冷却塔齿轮箱所需的解决方案。
可靠的齿轮箱缓解“服务焦虑”
工厂操作员和维护工程师必须有效管理各种冷却塔服务问题，无论是计划内还是计划外的。找到解决最常见痛点的常识性长期解决方案不仅可以简化日常维护和维修操作，而且可以大大缓解服务焦虑。可靠的变速箱和可信赖的供应商提供了一种安全感，即维护和服务问题可以有条不紊地进行管理，而不是处于危机模式。
关于作者杰罗姆·詹宁斯
杰罗姆·詹宁斯 (Jerome Jennings) 是位于堪萨斯州欧弗兰帕克的 SPX 冷却技术公司的现场安装组件全球产品经理。
