傳動系統(tǒng)設(shè)計

第二節(jié)高壓輥磨機(jī)方案設(shè)計1、輥磨機(jī)傳動方式確定2、國內(nèi)外主要產(chǎn)品介紹3、主電機(jī)型號確定4、減速器介紹5、懸掛方式

1、高壓輥磨機(jī)傳動方式確定

原聯(lián)邦德國科勞斯特爾大學(xué)選礦冶煉工學(xué)院Ｋ.遜納特(schonert)教授對高壓料層粉碎進(jìn)行了深入的系統(tǒng)研究。

通過實(shí)驗可知：水泥熟料在50～300MPa的壓力作用下結(jié)塊成為料餅，料餅中含有20～30%的細(xì)粉,

60%的物料顆粒小于2mm，稍大的顆粒內(nèi)部也產(chǎn)生微裂紋，這樣物料顆粒就強(qiáng)度大大降低了，對于需要進(jìn)一步粉碎極為有利。通過研究表明：料層粉碎比單顆粒粉碎的能耗要低得多。在此基礎(chǔ)上，1977年遜納特教授申報了高壓輥磨機(jī)機(jī)專利，并與伯力鳩斯公司合作，制造了世界上第一臺輥壓機(jī)，通過不斷改進(jìn)，高壓輥磨機(jī)的傳動方式經(jīng)歷如下過程：一、采用圓柱齒輪減速器傳動結(jié)構(gòu)：傳動裝置分布在輥磨機(jī)的主機(jī)兩側(cè)。

缺點(diǎn)：占地面積很大，如果采用行星齒輪減速器，占地面積就會減少許多，整機(jī)占地面積減少約37%，重量減輕約77%，因此，因此，圓柱齒輪減速器已很少采用。二、采用承插式行星齒輪減速器傳動結(jié)構(gòu)：電動機(jī)裝在減速器上方的支架上，通過一組三角皮帶輪與減速器的輸入軸相聯(lián)接，可以減少沖擊?；顒虞伒膫鲃友b置可隨其一起移動。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積最小，由于電動機(jī)裝在減速器的上方，全部重量由靠減速器承擔(dān)，所以只能用在較小規(guī)格的輥磨機(jī)上。三、兩個擠壓輥共用單進(jìn)軸雙出軸的圓柱齒輪減速器傳動結(jié)構(gòu)：由一臺電動機(jī)驅(qū)動，減速器和電動機(jī)都固定在基礎(chǔ)上，兩個擠壓輥共用一臺單進(jìn)軸雙出軸的圓柱齒輪減速器。減速器與輥磨機(jī)通過兩根完全相同帶空心軸的齒輪聯(lián)軸節(jié)相聯(lián)，齒形聯(lián)軸節(jié)的兩端用縮套聯(lián)軸器分別與其軸頭連接固定。特點(diǎn)：

由于齒輪聯(lián)軸節(jié)是雙鼓形齒，允許有較大的角度偏差，所以完全能滿足活動輥前后移動的要求。因齒輪聯(lián)軸節(jié)安裝在減速器與輥壓機(jī)之間，轉(zhuǎn)矩很大。四、采用兩臺行星齒輪減速器

傳動結(jié)構(gòu)：采用兩臺完全相同的行星齒輪減速器傳動，與固定輥相聯(lián)的一臺及其電動機(jī)均固定在地面基礎(chǔ)上。

另一臺及其電動機(jī)也均固定在基礎(chǔ)上，只是減速器和活動輥軸頭通過一根長型空心軸的齒輪聯(lián)軸節(jié)相聯(lián)，以滿足活動輥前后移動的要求。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積最小，重量輕。但齒輪聯(lián)軸節(jié)安裝在減速器與輥壓機(jī)之間，轉(zhuǎn)矩很大。。

五、采用兩臺行星齒輪減速器傳動結(jié)構(gòu)：采用兩臺行星齒輪減速器傳動。與固定輥相聯(lián)的減速器及其電動機(jī)均固定在地面基礎(chǔ)上。

另一臺減速器通過轉(zhuǎn)矩平衡支撐裝置安裝在活動輥的軸頭上，傳動電動機(jī)安裝在地面基礎(chǔ)上。

電動機(jī)與減速器之間通過一根長軸萬向聯(lián)軸節(jié)相聯(lián)，可滿足活動輥前后移動的要求。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積最小，重量輕。六、采用兩套完全相同的傳動系統(tǒng)

傳動結(jié)構(gòu)：

采用兩臺相同的承插式行星齒輪減速器，并列安裝于輥磨機(jī)的一側(cè)。

電動機(jī)裝在地面基礎(chǔ)上，通過長型萬向聯(lián)軸節(jié)與減速器輸入軸相聯(lián)。對于大型輥磨機(jī)，在萬向聯(lián)軸節(jié)與減速器之間，設(shè)置有液力偶合器，以實(shí)現(xiàn)柔性傳動。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積最小，重量輕。2、國內(nèi)外主要產(chǎn)品介紹

由于高壓輥磨機(jī)具有顯著增產(chǎn)節(jié)能效果，在世界上已被大量推廣應(yīng)用，主要的生產(chǎn)廠家有：

德國的伯力鳩斯（Polysius）公司，洪堡（KHD）公司，Koppern公司，美國的富樂（Fuller），丹麥?zhǔn)访芩梗⊿midch）公司，法國和日本也有生產(chǎn)廠家制造輥壓機(jī)。高壓輥磨機(jī)這項新技術(shù)在我國應(yīng)用廣泛，許多水泥和鋼鐵企業(yè)進(jìn)口了上述國外高壓輥磨生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。

我國中信重科公司、沈陽東工科技有限公司等企業(yè)也從德國KHD公司等引進(jìn)了部分型號高壓輥磨機(jī)的設(shè)計和制造技術(shù)，并已生產(chǎn)了近百臺不同規(guī)格的高壓輥磨機(jī)。高壓輥磨機(jī)構(gòu)成

輥磨機(jī)主機(jī)的結(jié)構(gòu)千差萬別，形狀不一，但結(jié)構(gòu)基本相同，主要由如下幾部分構(gòu)成：1、機(jī)架2、固定擠壓輥3、活動擠壓輥4、進(jìn)料裝置5、液壓系統(tǒng)6、傳動裝置7、潤滑系統(tǒng)一、中信重型機(jī)械公司高壓輥磨機(jī)

1.液壓系統(tǒng)

2.潤滑系統(tǒng)

3.進(jìn)料裝置

4.擠壓輥

5.機(jī)架

6.傳動系統(tǒng)

7.扭力支承

中信重型機(jī)械公司高壓輥磨機(jī)中信重型機(jī)械公司輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)中信重型機(jī)械公司輥磨機(jī)

主要技術(shù)性能規(guī)

格（mm）420x100700x125800x1501000x2601000x300RPV100x40RPV100x63RPV115x1001200x8001400x1100輥徑（mm）4207008001000100010001000115012001400輥寬（mm）10012515026030040063010008001100裝機(jī)功率（kW）2×302×452×552×1152×1352×2002×3152×5002×5002×800通過量（t/h）熟料3～520305050～6060～90150240200450入料粒度max（mm）15253040404040404560出料粒度（%）≤2mm65≤0.09mm25最高入料溫度（℃）100最大入料濕度（%）5重量（t）8142030.53336539296140二、洪堡高壓輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)外形圖洪堡高壓輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)圖

1.減速器

2.電機(jī)

3.進(jìn)料調(diào)節(jié)裝置

4.料斗5.定輥系

6.動輥系

7.蓄能器

8.機(jī)架

9.液壓缸三、POLYSIUS高壓輥磨機(jī)三維圖伯利休斯公司輥磨機(jī)的主要技術(shù)性能規(guī)格磨輥直徑（mm）磨輥寬度（mm）磨輥壓力（KN）電機(jī)功率（KW）950/65095065027002X2201100/650110065034002X4501100/8008001400/650140065043002X5001400/8008001520/950152095070002X8001520/1100152011001700/100017001001700/12001700120086002X16001700/140014001850/150018501500110002X18502000/150020002200/155022001550170002X28002400/165024001650我校研發(fā)的高壓輥磨機(jī)安裝圖3、主電機(jī)型號確定

目前，高壓輥磨機(jī)傳動所采用的電動機(jī)有三種：鼠籠型、繞線型和直流電動機(jī)。具體選用應(yīng)根據(jù)輥壓機(jī)的用途和要求而定。鼠籠型電動機(jī)：價格便宜，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。

直流電動機(jī)：只有當(dāng)輥磨機(jī)兩個擠壓輥確實(shí)需要調(diào)速時才予以選用。繞線型電動機(jī)：對于大型輥壓機(jī)，由于電動機(jī)功率較大，一般選用繞線型電動機(jī)，以減小電動機(jī)啟動時對電網(wǎng)的沖擊。主電機(jī)功率確定方法1、理論計算法2、實(shí)驗研究3、經(jīng)驗法4、反向設(shè)計方法4、減速器介紹

由于減速器成對安裝在輥磨機(jī)的固定輥和活動輥上,而且是同側(cè)布置,外型尺寸受到輥壓機(jī)中心距的限制。

由于減速器懸掛安裝于輥壓機(jī)固定輥和活動輥上，因此要求減速器結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,齒輪強(qiáng)度高,軸承壽命長，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),安全可靠，入軸聯(lián)軸器有一定浮動量。

減速器一般采用強(qiáng)制冷卻循環(huán)潤滑和油池飛濺潤滑，自帶油泵和冷卻器循環(huán)系統(tǒng)，以保證潤滑冷卻要求。減速器工作原理圖減速器傳動原理圖減速器工作原理減速器采用一級平行軸齒輪傳動加兩級行星齒輪傳動。

輸入軸齒輪帶動輸入級大齒輪，從而帶動第一級行星齒輪傳動的太陽輪轉(zhuǎn)動，太陽輪與三個行星輪相嚙合，行星輪同時又與固定的內(nèi)齒圈相嚙合，從而實(shí)現(xiàn)行星齒輪的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動行星架轉(zhuǎn)動。

同理，第二級轉(zhuǎn)架作為第三級的輸入，帶動第三級轉(zhuǎn)動，從而使輸出軸達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速，其傳動比達(dá)72。減速器輸出軸連接

行星減速器輸出軸聯(lián)軸器采用脹套與輥?zhàn)虞S頭直接連接，以實(shí)現(xiàn)減速器隨同活動輥一同移動。減速器輸出軸設(shè)計成空心，脹套直接插入空心輸出軸，通過脹套的彈性變形和過盈配合以傳遞扭矩。優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。主機(jī)與減速箱的連接方式（1）主機(jī)與減速箱的連接方式（2）主機(jī)與減速箱的連接方式（3）減速器入軸連接減速器與電機(jī)之間用十字軸式萬向聯(lián)軸節(jié)及液力偶合器連接。可以優(yōu)點(diǎn)：十字軸式萬向聯(lián)軸節(jié)可以保障其減速器入軸與電機(jī)之間有一定的浮動量，液力偶合器具有過載保護(hù)作用。

減速器入軸連接

液力偶合器（也稱液力聯(lián)軸器），既可改善起動性能，又能起到過載保護(hù)的作用。

輥磨機(jī)過載時，液力偶合器油溫會隨之升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值（120℃）時，易熔塞被熔化，液力偶合器因此而不能傳遞扭矩，擠壓輥停止轉(zhuǎn)動，避免設(shè)備損壞。輥磨機(jī)具備過載功能，但還要采取必要的保護(hù)措施如設(shè)置金屬探測儀、除鐵器等，避免異物進(jìn)入輥間。

減速裝置安裝結(jié)構(gòu)圖減速器安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

減速器采用懸掛安裝，減速器重量由輸出軸作用在輥?zhàn)虞S頭上，因此要求減速器結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。減速器后機(jī)蓋上設(shè)有扭力法蘭，通過螺栓與扭力支承連接，因此，減速器工作時的翻轉(zhuǎn)力矩由扭力法蘭承受。5、懸掛方式介紹為了使傳動裝置能夠隨著活動輥水平移動，承插式行星齒輪減速器均懸掛在擠壓輥的軸頭上，不用基礎(chǔ)固定。對這種減速器必須解決扭矩平衡的問題，否則減速器會隨擠壓輥轉(zhuǎn)動，無法傳動。一、伯力鳩斯公司的扭力支承

結(jié)構(gòu)：伯力鳩斯公司的扭力支承是利用兩臺減速器的輸出扭矩方向相反的特點(diǎn)，用連桿機(jī)構(gòu)將兩臺減速器的低速出軸法蘭聯(lián)接起來，相互平衡各自的扭矩。

當(dāng)活動輥?zhàn)魉揭苿訒r，靠鉸鏈處Ｋ點(diǎn)兩連桿的夾角的改變來滿足兩個擠壓輥中心距的變化。二、洪堡（

KHD）公司的扭力支承結(jié)構(gòu)：洪堡公司的扭力支承是由兩個Ｌ型的連桿結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。

連桿A1B1和A2B2的兩端以鉸接分別與減速器的輸出軸端蓋法蘭兩點(diǎn)A1和

A2和“”型扭矩桿的兩點(diǎn)B1和B2相連接，構(gòu)成一個平行四邊形機(jī)構(gòu)。

當(dāng)減速器產(chǎn)生反向力矩T時，兩個連桿A1B1和A2B2便受兩個方向相反的力F作用。

因為形扭矩桿D1D2的兩個支桿B1C1和B2C2與其剛性聯(lián)接，扭矩桿D1D2便產(chǎn)生微小變形，所以能夠?qū)⑴ぞ仄胶獾簟?/p>

當(dāng)活動輥產(chǎn)生水平位移時，鉸接的平行四邊形可以水平移動，所產(chǎn)生的微小垂直方向的位移，仍可利用扭矩軸D1D2的轉(zhuǎn)動得到補(bǔ)償。三、美國富樂（Fuller）公司的扭力支承結(jié)構(gòu)：美國富樂公司的扭力支承結(jié)構(gòu)比較簡單，是通過搖桿AB和連桿BC來實(shí)現(xiàn)扭矩平衡。

當(dāng)減速器產(chǎn)生一個力矩Ｔ時，搖桿AB便產(chǎn)生一個反作用力FO將力矩平衡。但是，同時就會在減速器軸上產(chǎn)生一個與FO大小相等方向相反的力F。