我國的天車最初,使用軟齒面減速機,20世紀80年代開始了中硬齒面、硬齒面減速機等專用減速機。減速機是天車的重要部件,天車的卷揚、運行等裝置都要用到減速機,這些機構的共同特點是同期性工作,承受間歇性載荷。
硬齒面減速機的齒面硬度大于350HB或38HRC,其齒輪經過齒面滲碳淬火處理,使其齒面硬度大大提高,具有很強的抗點蝕和耐磨損性能,心部具有很好的韌性,使齒根強度和使用壽命比中硬齒面又有提高。代表硬齒面減速機類型的減速器有ZDY、ZLY、ZSY型和減速器QY3D、QY4D、QY34D型。
通過研究減速機齒輪的主要技術性能發現,硬齒面減速機的齒面硬度比中硬齒面提高了將近一倍,并形成“外硬內韌”的特性。因此齒面的承載能力與齒面硬度有關,齒面接觸強度的承載能力與硬度的平方成正比,彎曲強度的承載能力與硬度的一次方成正比。硬齒面齒輪比調質齒輪抗點蝕能力提高2.5—3倍,抗彎曲能力提高1—1.5倍,可見,提高齒面硬度能有效提高齒輪承載能力。硬齒面齒輪的應用,提高了減速機的承載能力,減小了外形尺寸,降低了重量,大大提高了使用壽命。由于卷揚減速機是天車小車的重要部件,其外形特別是長度尺寸和本身重量直接影響小車的機構和尺寸,外形較小的減速機有利于小車結構優化、降低自重,從而降低整機重量。從這方面考慮,硬齒面減速機比較優越。
在使用性能方面,天車卷揚減速機的特點是轉速低、載荷大,在通常的損傷失效中齒輪損傷占60%以上,以齒面點蝕引起的失效為主要形式。硬度較低的齒面由于接觸疲勞強度不夠,點蝕疲勞破壞更加明顯,不能滿足天車使用需求。硬齒面減速機由于采用機械性能更高的材料,通過先進的加工和熱處理工藝,不僅使齒輪精度和齒面硬度大幅提高,同時使齒面和心部綜合性能更加優良,使用壽命可達到中硬齒面減速機的2—3倍,甚至更高。
可以發現,硬齒面減速機不但體積小、壽命高,而且還有精度高、不漏油等優點,是中硬齒面減速機所無法比擬的,今后的天車用減速機必將是向硬齒面發展的。從目前來看,天車卷揚機構選取硬齒面減速機應該是最理想的方案。