建材水泥設(shè)備齒輪傳動(dòng)裝置部分

1、建材水泥設(shè)備齒輪傳動(dòng)裝置部分1. 概述隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建材水泥行業(yè)近年來也得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，新建廠最小規(guī)格一般都在2000T/d以上，這就需要建材水泥設(shè)備的規(guī)格、能力越來越大，可靠性要求也越來越高。在建材設(shè)備中，磨礦、粉磨設(shè)備(生料磨、水泥磨)是十分關(guān)鍵的設(shè)備，在整個(gè)水泥生產(chǎn)工藝中消耗功率最大，磨礦設(shè)備使用的好壞十分重要。在磨礦設(shè)備中減速器又是整臺(tái)設(shè)備的心臟。因此，在這里著重向大家介紹一下磨礦、粉磨設(shè)備的發(fā)展、結(jié)構(gòu)型式、使用特點(diǎn)及使用維護(hù)常識(shí)。根據(jù)水泥工業(yè)發(fā)展的需要，磨礦、粉磨設(shè)備的傳遞功率一般在25008000KW，這就需要開發(fā)設(shè)計(jì)與之相配套的齒輪傳動(dòng)裝置。常用水泥磨的性能和載

2、荷特性(見表1)及配套的齒輪傳動(dòng)裝置形式(見表2)。表1 常用水泥磨性能和載荷特性磨機(jī)種類功率kW轉(zhuǎn)速(/min)尖峰工作載荷/額定載荷起動(dòng)載荷額定載荷碾磨100500075203<1(卸載起動(dòng))輥壓磨50200025103<1(卸載起動(dòng))筒形磨棒球磨球磨礫石磨1005500100800010050002511251128171.751.51.5222表2 常用水泥磨齒輪傳動(dòng)裝置形式磨種類功率/kW齒輪傳動(dòng)裝置型式碾磨10010006005000立式、錐齒輪、圓柱齒輪減速器立式、錐齒輪、行星圓柱齒輪減速器輥壓磨502000圓柱齒輪減速器行星齒輪減速器筒形磨1002000600400

3、060080008008000邊緣傳動(dòng)裝置雙分支邊緣傳動(dòng)裝置單、雙多分支閉式減速器行星齒輪減速器 中心硬齒面減速器筒形磨減速器分邊緣傳動(dòng)和中心傳動(dòng)，減速器的輸出軸與磨機(jī)中心線在同一直線上，電動(dòng)機(jī)經(jīng)由減速器后直接與磨機(jī)聯(lián)接，這種傳動(dòng)稱為中心傳動(dòng)，為此，就上述兩種傳動(dòng)型式重點(diǎn)講述。2. 結(jié)構(gòu)型式和工作原理2.1 碾磨減速器碾磨是依靠輥輪對(duì)物料施加巨大的碾壓力，從而將物料碾碎。碾磨減速器主要結(jié)構(gòu)型式是立式圓錐圓柱齒輪減速器，如我公司80年代就開發(fā)成功的ZSJ2800減速器，該減速器傳遞功率400kW，主要用于20萬kW及30萬kW發(fā)電機(jī)組，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，屬于一級(jí)圓錐(克林伯格齒制、硬齒面)+兩級(jí)

4、圓柱齒輪的正交傳動(dòng)，機(jī)體采用焊接結(jié)構(gòu)。它具有較高的抗沖擊性，這種減速器關(guān)鍵件是承受幾乎整個(gè)磨機(jī)重量和加碾壓力的推力軸承，推力軸承可選用大型雙列滾子軸承，也可以采用滑動(dòng)軸承，現(xiàn)已編制出的ZSJ立磨減速器標(biāo)準(zhǔn)(JB/T612492)，用于火力發(fā)電輥型磨煤機(jī)，建材等類似的傳動(dòng)設(shè)備。ZSJ2800減速器已生產(chǎn)120余臺(tái)。另外我公司還開發(fā)了屬于同類型結(jié)構(gòu)的、用于60萬kW發(fā)電機(jī)組的KV3350減速器，同樣可用于火力發(fā)電輥型磨煤機(jī)，建材等類似的傳動(dòng)設(shè)備。圖1. ZSJ2800減速器結(jié)構(gòu)示意圖2.2 輥壓機(jī)減速器輥壓磨兩個(gè)輥?zhàn)有璺謩e驅(qū)動(dòng)，且功率不等，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大，機(jī)組的沖擊振動(dòng)也較大，采用的型式有圓柱齒輪減

5、速器及行星齒輪減速器，隨著齒輪技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)主要采用行星齒輪減速器，其傳動(dòng)裝置示意圖見磨機(jī)功率2x1200KW磨機(jī)轉(zhuǎn)速19.9r/min圖2所示。行星齒輪減速器其結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3 GZL輥壓磨行星齒輪減速器圖2. 輥壓機(jī)行星減速器傳動(dòng)裝置示意圖行星齒輪減速器由于其自身的傳動(dòng)的原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與普通平行軸減速器相比，具有重量輕、體積小、承載能力大、效率高及傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，用在輥壓機(jī)這種設(shè)備上是最合適的傳動(dòng)型式。輥壓機(jī)要求電動(dòng)機(jī)直接安裝在減速器上，減速器輸出軸端的脹套聯(lián)軸器與輥壓機(jī)軸相聯(lián)從而驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)庸ぷ?。這種傳動(dòng)原理要求減速器的重量必須輕，而且體積小，入軸與出軸在同一條中心線上，這樣才能達(dá)到輥

6、壓機(jī)工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的要求?，F(xiàn)已開發(fā)出GZL輥壓機(jī)行星齒輪減速器系列，功率從50到2000kW，其中GZL630、GZL710、GZL850已成功地投入使用。2.3 筒形磨減速器2.3.1 邊緣傳動(dòng)邊緣傳動(dòng)是小齒輪通過固定在筒體端部的大齒圈帶動(dòng)磨機(jī)傳動(dòng)。如圖4所示，當(dāng)傳動(dòng)功率較大時(shí)可以采用雙分支邊緣傳動(dòng)，如圖5所示，齒輪傳動(dòng)裝置允許使用高速價(jià)廉的電動(dòng)機(jī)。齒輪減速器的低速和高速軸用彈性聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接，這種大齒圈與雙小齒輪的傳動(dòng)裝置最好用于較大的磨機(jī)上，應(yīng)用這種傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)，其傳遞功率可達(dá)4500KW以上。其中我公司采用滾切法加工的大齒圈直徑可達(dá)8m，模數(shù)達(dá)34mm，精度可達(dá)8級(jí)，完全能滿足大功率、大磨

7、機(jī)傳動(dòng)的需要。圖4 球磨機(jī)傳動(dòng)裝置：電動(dòng)機(jī)減速齒輪、單小齒輪和大齒圈圖5 球磨機(jī)傳動(dòng)裝置：兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)與減速齒輪、小齒輪雙傳動(dòng)與大齒圈邊緣傳動(dòng)中的多點(diǎn)嚙合傳動(dòng)裝置MB型是我公司近年開發(fā)研究的系列，如圖6所示。其中MB25減速器傳遞功率為2800KW，是為印尼古邦水泥廠3.8×12.5m水泥磨配套的主減速器，減速器采用兩級(jí)閉式全硬齒面和一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)，機(jī)體采用鑄造結(jié)構(gòu)。減速器輸出級(jí)采用功率雙分流結(jié)構(gòu)，即有兩個(gè)開式小齒輪與開式大齒輪嚙合；減速器的第二級(jí)是人字齒輪雙分流結(jié)構(gòu)形式，其軸向可自由串動(dòng)，能起到補(bǔ)償嚙合接觸均載作用。開式小齒輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是多點(diǎn)嚙合邊緣傳動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)所在均載技術(shù)，該技

8、術(shù)能自動(dòng)調(diào)整及補(bǔ)償磨機(jī)大齒圈在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于其自身的端跳、徑跳及周節(jié)累積誤差等制造誤差而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)誤差，從而使減速器各級(jí)齒輪副正確嚙合、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、達(dá)到均載效果，提高齒輪的承載能力。我公司現(xiàn)已開發(fā)了MB系列減速器，該類型減速器可采用一臺(tái)減速器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)磨機(jī)的兩點(diǎn)嚙合傳動(dòng)形式，也可采用兩臺(tái)減速器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)磨機(jī)的四點(diǎn)嚙合傳動(dòng)形式，功率可達(dá)8000kW，完全能滿足水泥廠上線或改造的需要。圖6 MB25減速器結(jié)構(gòu)示意圖圖7 3.8×12.5m水泥磨傳動(dòng)裝置(2800KW)2.3.2 中心傳動(dòng)目前水泥行業(yè)應(yīng)用比較普遍的是固軸結(jié)構(gòu)，它主要用于磨機(jī)的主傳動(dòng)，其型式有定軸雙分支和多分支傳動(dòng)及行星齒輪傳動(dòng)。

9、1). 行星齒輪傳動(dòng)圖8a ZJ2240行星減速器結(jié)構(gòu)我公司在低速重載行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)方面在我國處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，為水泥磨配套的行星齒輪減速器就有ZJ（機(jī)體采用鑄造結(jié)構(gòu)）和ZJA（機(jī)體采用焊接結(jié)構(gòu)）兩個(gè)系列。其中ZJ行星齒輪減速器系列標(biāo)準(zhǔn)為水泥磨機(jī)專用系列標(biāo)準(zhǔn)，其傳遞功率已達(dá)2500KW。這種結(jié)構(gòu)的均載是靠太陽輪浮動(dòng)與高加工精度來保證的,采用直齒并修形。太陽輪、行星輪均滲碳、淬火、磨齒。此結(jié)構(gòu)形式的減速器具有體積小、重量輕、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。典型結(jié)構(gòu)有為F3.5×11m水泥磨機(jī)配套用的ZJ2240行星齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)見圖8所示。該減速器傳遞功率已達(dá)2000

10、KW，屬于兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。動(dòng)力經(jīng)第一級(jí)太陽輪輸入，第一級(jí)轉(zhuǎn)架輸出；通過一雙聯(lián)鼓形齒聯(lián)軸器傳到第二級(jí)太陽輪，再由第二級(jí)轉(zhuǎn)架將動(dòng)力傳給出軸聯(lián)接裝置，從而帶動(dòng)磨機(jī)工作。ZJ2240行星減速器于19951996年出口巴基斯坦2臺(tái)，ZJA2060行星減速器（傳遞功率為1600KW）于1997年出口柬埔寨1臺(tái)，至今使用情況良好。圖8b 蘇州F3.5×11m水泥磨機(jī)傳動(dòng)裝置（2000KW）2). 平行軸中心齒輪傳動(dòng)我公司引進(jìn)丹麥?zhǔn)访芩辜夹g(shù)開發(fā)的TSX系列中心傳動(dòng)裝置稱為對(duì)稱式齒輪傳動(dòng)，見圖9所示。該型減速器的輸出功率為8003000KW，速比為3444。第一級(jí)齒輪為斜齒輪，第二級(jí)齒輪為人字齒輪。

11、輸出軸浮動(dòng)在彈性懸掛的套筒軸承上。這個(gè)軸承支承慢速齒輪和一部分軸的重力。兩個(gè)中間軸的空轉(zhuǎn)導(dǎo)圈使齒輪保持在中間軸之間的中心位置。這種裝置保證對(duì)兩個(gè)中間軸均勻配給傳動(dòng)力。通過這些方法、齒輪可自動(dòng)找到中圖9 TSX1670A減速器結(jié)構(gòu)圖間位置。入軸和兩個(gè)中間軸各裝在兩個(gè)球形滾柱軸承上。由于人字齒輪可以消除強(qiáng)的軸向力、軸承損失因此也低。我公司為適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需要，最新開發(fā)了MGF中心驅(qū)動(dòng)硬齒面減速器系列，典型結(jié)構(gòu)有如圖10所示的MGF1400A減速器，該減速器是為吉林亞泰集團(tuán)F4.2×11m水泥磨配套的主傳動(dòng)減速器，傳遞功率為3000kW，MGF1400A減速器為全硬面(齒面硬度HRC606

12、4)平行軸三級(jí)雙分流中心齒輪傳動(dòng)裝置，輸入、輸出軸在同一軸線上，輸入軸采用短圓柱滾子軸承，使輸入軸可軸向串動(dòng)，解決了兩側(cè)雙分流均載問題。為提高齒輪的接觸精度，在設(shè)計(jì)上采用了偏心套結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整偏心套來彌補(bǔ)各級(jí)齒輪副由于制造誤差而引起的齒面接觸精度的降低；全部齒輪采用合金鉻鎳滲碳淬火鋼磨齒加工并采用修形技術(shù)；減速器采用強(qiáng)制潤滑，所有軸承及供油點(diǎn)均設(shè)有溫升熱電阻，與主控室采用聯(lián)線巡檢監(jiān)控。MGF系列中心驅(qū)動(dòng)硬齒面減速器其傳遞功率為6008000KW，已廣泛的用于大型磨機(jī)的主傳動(dòng)上。圖10a MGF系列減速器結(jié)構(gòu)示意圖圖10b MGF系列減速器傳動(dòng)裝置形式示意圖2.3.3 慢速驅(qū)動(dòng)裝置慢速驅(qū)動(dòng)裝置是

13、僅在磨機(jī)維修時(shí)或更換研磨體時(shí)使用，該裝置在水泥生產(chǎn)線中安裝位置有兩種，其一是安裝在主電機(jī)的自由端，主減速器與主電機(jī)直接相連，主電動(dòng)為雙軸伸。另一種是安裝在主電機(jī)和主減速器之間，主電機(jī)為單軸伸。通過主減速器進(jìn)行慢速驅(qū)動(dòng)磨機(jī)筒體，(以0.160.2轉(zhuǎn)/分鐘)以實(shí)現(xiàn)磨門準(zhǔn)確定位。3. 結(jié)構(gòu)費(fèi)用比較邊緣傳動(dòng)的造價(jià)比較低,制造容易、簡(jiǎn)單。使用比較普遍。其缺點(diǎn)是加工精度低，密封及潤滑條件差，開式齒輪磨損失效快，傳動(dòng)效率低，使用壽命短，占地空間也大。與多點(diǎn)嚙合MB型比較，MB型其有占地面積小，重量輕、傳遞功率大等優(yōu)點(diǎn)。如果以同規(guī)格磨機(jī)投資成本比較，中心傳動(dòng)裝置的價(jià)格比邊緣傳動(dòng)裝置高3040%，但齒輪尺寸因采

14、用功率分流相應(yīng)減小，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，使用壽命較長(zhǎng)，這是應(yīng)當(dāng)加以考慮的。中心傳動(dòng)裝置的行星齒輪傳動(dòng)系列所需用的空間比其它傳動(dòng)系列少一些，只是在長(zhǎng)度方面比其它傳動(dòng)系統(tǒng)稍長(zhǎng)一點(diǎn)。這種傳動(dòng)裝置可以與磨機(jī)，也可以與電動(dòng)機(jī)很緊密地靠近。這種軸向聯(lián)接的機(jī)械系統(tǒng)在受熱膨脹時(shí)，不會(huì)因伸縮作用使軸承變形損壞，也不會(huì)削弱齒面接觸，磨機(jī)法蘭的位移可以由齒式聯(lián)軸器和撓性軸予以補(bǔ)償。4. 選用方法4.1 選擇計(jì)算1). 確定工況系數(shù):根據(jù)載荷性質(zhì)類型，確定工況系數(shù)KA.見表3.表3 工況系數(shù)表磨種類碾磨棒球磨球磨 礫石磨KA21.751.52). 確定減速器傳動(dòng)比i根據(jù)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速及磨機(jī)的轉(zhuǎn)速確定傳動(dòng)比。3). 確定減

15、速器的傳動(dòng)效率關(guān)于水泥磨傳動(dòng)效率，也就是中心傳動(dòng)與大小齒輪邊緣傳動(dòng)相對(duì)比，究竟是哪一種優(yōu)越，這個(gè)問題可以說至今沒有明確的定論，這兩種傳動(dòng)裝置在型式類似的磨機(jī)上根據(jù)本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都可以達(dá)到98%或97%的傳動(dòng)效率。4). 確定輸出轉(zhuǎn)矩T (N.m);T=9550 KA P h i n式中: P-減速器輸入軸功率(KW)；n-減速器輸入轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);KA-工況系數(shù)(表3)；h-減速器的傳動(dòng)效率;i-減速器的總傳動(dòng)比;5). 根據(jù)安裝型式、傳動(dòng)比和輸出轉(zhuǎn)矩選擇減速器的類型及型號(hào)。5. 安裝、使用與維護(hù)5.1 安裝1). 減速器與電動(dòng)機(jī)或工作機(jī)械等聯(lián)接件之間應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器，也可采用齒輪聯(lián)軸器或

16、其它非剛性聯(lián)軸器。2). 基礎(chǔ)對(duì)減速器的工作精度影響很大，安裝時(shí)其表面必須平整使減速器與其充分接觸。3). 電動(dòng)機(jī)、減速器、磨機(jī)等各聯(lián)接件的同軸度偏差不得大于所選用聯(lián)軸器的允許值。4). 檢查各軸承內(nèi)部是否清潔，各輪齒表面有無碰傷。5). 安裝后機(jī)器能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。6). 軸的外伸端都要涂防銹劑，使用硝基稀釋劑或其它適當(dāng)?shù)娜軇┠芎苋菀兹コ@種防銹劑，絕不能用砂紙打磨。5.2 使用1). 減速器使用前必須經(jīng)過負(fù)荷試車，試車前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求注入適量的潤滑油，空轉(zhuǎn)時(shí)間為2小時(shí)，應(yīng)無不正常的噪聲。2). 負(fù)荷試車時(shí)應(yīng)逐步加載至滿負(fù)荷，如有條件時(shí)應(yīng)按25%、50%、75%、100%、四個(gè)階段運(yùn)轉(zhuǎn)不得少于三個(gè)月

17、，應(yīng)平穩(wěn)和無滲漏油現(xiàn)象，溫升不得超過350C，一系列檢查無故障后，即可投入使用。3). 試車過程中如有異常情況應(yīng)查明原因予以排除，并通知制造廠家。4). 水泥磨減速器選用220-320中極壓齒輪油。油的潤滑性能和清潔度應(yīng)在使用前和使用三個(gè)月及其后逐年檢查一次，并及時(shí)處理。5.3 維護(hù)1). 減速器運(yùn)行半年左右檢修一次，應(yīng)定期檢查齒面有無點(diǎn)蝕、擦傷、膠合等缺陷，若有應(yīng)立即通知生產(chǎn)廠家。2). 為使減速器易散熱,外表面應(yīng)保持清潔,通氣孔不得堵塞.3).工作過程中如出現(xiàn)油溫顯著升高或產(chǎn)生不正常的振動(dòng)和噪聲時(shí),應(yīng)立即停止使用.排除故障后再使用.4).使用單位要有合理的規(guī)章制度,對(duì)減速器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及檢修

18、情況應(yīng)做詳細(xì)的記錄.6. 結(jié)束語洛陽中重齒輪箱有限公司隸屬中信重型機(jī)械公司，下設(shè)專門從事齒輪傳動(dòng)研究、開發(fā)工藝、試驗(yàn)、信息、失效分析于一體的大功率齒輪研究所， 已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)與輔助工藝(CAPP)的應(yīng)用研究。從80年開始我們先后從德國RENK公司，F(xiàn)LENDEN公司，瑞士MAAG公司，丹麥F.L.SMIDTH 公司，意大利DANIELI等公司，引進(jìn)了多種齒輪傳動(dòng)的成套設(shè)計(jì)，先后自行開發(fā)設(shè)計(jì)制造了ZJ行星齒輪減速器，MGF全硬面二分流中心傳動(dòng)裝置系列，TSX中硬二分流中心傳動(dòng)裝置，MB型邊緣多點(diǎn)嚙合傳動(dòng)裝置系列，其中ZJ2240行星齒輪減速器出口巴基斯坦，用于國內(nèi)江蘇蘇州金貓2000KW水泥磨機(jī)榮獲機(jī)械工業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。為出口印度尼西亞古邦Æ3.8´12.5m管磨機(jī)配套的2800KW MB25多點(diǎn)嚙合及國內(nèi)吉林亞泰2000t/d水泥生產(chǎn)線配套的TSX1670A中心齒輪傳動(dòng)都受到了用戶一致好評(píng)，在開式傳動(dòng)齒輪制造方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，已為丹麥F.L.SMTDTH、法國ALSTHOM、德國H.D，美國VULCAN等國家制