大型塔式磨機(jī)減速器的設(shè)計(jì)

北方重工傳動(dòng)設(shè)備分公司|陳國彥

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大型塔式磨機(jī)減速器的設(shè)計(jì)

北方重工傳動(dòng)設(shè)備分公司|陳國彥

本文介紹了為大型塔式磨機(jī)配套使用而設(shè)計(jì)的立式雙行星結(jié)構(gòu)減速器，通過對速比的優(yōu)化分配、均載的合理運(yùn)用，以及可靠的潤滑和密封，開發(fā)出了滿足大型塔式磨機(jī)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)及使用情況的減速器。大型塔式磨機(jī)；雙行星減速器；速比優(yōu)化；均載；潤滑與密封

塔式磨機(jī)相對于球磨機(jī)節(jié)能約50%，且結(jié)構(gòu)簡單，磨礦效率高，在超細(xì)粉碎行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，目前在國內(nèi)外的化工、新材料、建材、礦山等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。從目前國內(nèi)外的情況看，塔式磨機(jī)的需求量越來越大，且逐漸向著大型化的方向發(fā)展。作為塔式磨機(jī)的核心設(shè)備，塔式磨機(jī)減速器的功率也隨著磨機(jī)功率的增大而增大，其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，對塔式磨機(jī)而言至關(guān)重要。同時(shí)，由于其安裝在塔式磨機(jī)之上，其上又固定著電機(jī)，一旦發(fā)生故障，檢修維護(hù)非常困難。勢必會(huì)造成整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行停止，給生產(chǎn)效益帶來無法估量的損失。

因此，對于大型塔式磨機(jī)來說，配套的減速器必須安全可靠，本文以我廠新開發(fā)的TMLX1120塔式磨機(jī)行星減速器為例，闡述了大型塔式磨機(jī)減速器的設(shè)計(jì)。

技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該塔式磨機(jī)減速器的傳遞功率1120KW ，輸入轉(zhuǎn)速940r/min，傳動(dòng)比52，輸出扭矩610KN。

塔式磨機(jī)減速器作為塔式磨機(jī)的核心設(shè)備，起到傳遞扭矩的作用，其不但要滿足主軸旋轉(zhuǎn)速度、傳動(dòng)方向的要求;同時(shí)，由于特殊的安裝位置，也要求塔式磨機(jī)行星減速器驅(qū)動(dòng)裝置必須符合效率高、傳動(dòng)比大、體積小要求。通過借鑒國內(nèi)外不同規(guī)格和型式的塔式磨機(jī)減速器的優(yōu)點(diǎn)，以及根據(jù)它們在現(xiàn)場的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)及使用情況，我們決定采用立式雙行星結(jié)構(gòu)（圖一）。

雙行星傳動(dòng)速比的優(yōu)化分配

充分利用各種傳動(dòng)型式的最佳傳動(dòng)比范圍可以極大提高產(chǎn)品的承載能力和獲得最小的產(chǎn)品外形尺寸。該減速器總速比52-53，采用兩級NGW行星傳動(dòng)，一級速比8.89，二級速比5.89。輸入級采用大速比，是為了減小齒輪輪線速度及行星架轉(zhuǎn)速，有利于動(dòng)平衡和減少發(fā)熱及噪聲。

兩級傳動(dòng)的嚙合角按照=24°～26.5°，=17.5°～21°范圍選取，并通過合理分配變位系數(shù)，不僅提高減速器的承載能力，同時(shí)由于＞，太陽輪與行星輪嚙合的徑向力也比較大，有利于太陽輪和行星架浮動(dòng)，從而提高均載效果。

行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的載荷均布技術(shù)

輸入級和輸出級均為NGW型功率分流行星齒輪傳動(dòng)。輸入行星級采用行星架完全浮動(dòng)技術(shù)，以及行星齒輪采用調(diào)心滾子軸承支撐結(jié)構(gòu)，達(dá)到均載的目的。輸出行星級采用太陽輪完全浮動(dòng)技術(shù),利用鼓形齒聯(lián)軸器聯(lián)接，達(dá)到均載的目的。

圖（一） 塔式磨機(jī)減速器的結(jié)構(gòu)

減速器的潤滑

對于大型塔式磨機(jī)來說，配套的減速器必須安全可靠，而對于采用雙行星立式結(jié)構(gòu)的磨機(jī)減速器來說，要保證其可靠性，就必須保證減速器箱體內(nèi)軸承及各齒輪潤滑點(diǎn)的充分潤滑和減速器的密封。塔式磨機(jī)行星減速器采用采用自上而下的瀑布式強(qiáng)制潤滑，由主機(jī)油站提供潤滑油，考慮到現(xiàn)場安裝，盡量簡化外部接口。

減速器的密封

（1）輸入軸處的密封。在端蓋處給出一骨架油封，一方面封住軸旋轉(zhuǎn)而帶出的潤滑油，另一方面可以防塵。但是需要注意的是，此處盡管潤滑油會(huì)在重力的作用下往下流，但是由于軸承的高速旋轉(zhuǎn)，會(huì)將油封在端蓋與上面軸承之間，且油量油壓逐漸增大，單靠骨架油封不足以到密封的作用。不僅造成潤滑油從骨架油封處泄露，也會(huì)讓下面的軸承得不到潤滑而磨損、溫度升高、產(chǎn)生噪音，并最終報(bào)廢。因此，此處給出回油孔（圖二），為保證回油暢通，建議回油孔徑的截面積應(yīng)大于入油孔徑截面積的25倍。

圖（二）輸入軸處密封

（2）齒圈與軸承座處的密封。齒圈與軸承座的密封在以前其他減速器的設(shè)計(jì)中主要是靠加工精度保證的，對加工精度及裝配要求高，并且在長時(shí)間的工作中，由于震動(dòng)等原因，易發(fā)生滲漏油。這里主要采用兩種方法來加強(qiáng)密封：

圖（三）齒圈與軸承座處密封a在接觸面加密封圓橡膠（圖三）。b裝配時(shí)在接觸面抹上密封膠。

（3）輸出軸的密封。本減速器采用瀑布式強(qiáng)制潤滑，較大的油量使?jié)櫥浞?，避免了齒輪過度磨損、點(diǎn)蝕現(xiàn)象及軸承發(fā)熱等問題的產(chǎn)生。但是較大的潤滑油量會(huì)對密封造成壓力，尤其是立式結(jié)構(gòu)的輸出軸處的密封，傳統(tǒng)的密封方法在這里已不能滿足輸出軸端的密封要求。這里針對輸出軸處的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，給出了一套可行的立式行星減速器輸出軸端密封方案。

小結(jié)

該大型塔式磨機(jī)減速器采用兩級立式行星結(jié)構(gòu)，在保證大功率、大速比的同時(shí)，使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕；并運(yùn)用行星齒輪速比優(yōu)化分配、齒輪修形和均載等設(shè)計(jì)方法，使整機(jī)承載能力更高，傳動(dòng)更平穩(wěn)，噪音水平更低；合理的潤滑及密封設(shè)計(jì)，使整機(jī)在惡劣工況下運(yùn)行安全可靠，壽命長。

參考文獻(xiàn)：

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