电子教材-减速器的特点与应用

K 系列减速器的特点与应用

魏振生

抚顺水泥股份有限公司(113015)

K 系列减速器即垂直输入型硬齿面减速器。它是德国弗兰德公司(A FR IEDR FL EN 2D ER A G )硬齿面减速器80年代专有技术产品,近年来在水泥行业主要配套应用于各类斗式提升机传动中。我公司总体技术改造和煤代油工程项目应用了来自于国内外四个厂家的K 系列减速器十六台。现就几年来对该系列减速机的特点认识与应用体会谈谈笔者的看法,以推进该系列减速器的普及进程。11K 系列减速器的特点 K 系列减速器为圆锥-圆柱齿轮减速器,其传动型式分为底座式(N 型)和轴装式(A 型)两种,如图1所示。其特点有:

111　可实现输入、输出垂直传动。此功能通过

第一级螺旋伞齿轮予以实现,其它级均为斜齿圆柱齿轮副的平行轴传动。

112　输出轴通过联轴器(N 型)可与工作机联接,亦可通过键或收缩盘(A 型)与工作机联接,减少传动装置所占空间。

414　系统运行指标

产量:7号、8号总产量为62t h ;细度:0108mm 干筛筛余平均为7175%;水分:入料综合水分为312%;成品水分为117%;

单产电耗:包括挤压机、打散分级机、挤压机车间辅机、球磨机及球磨车间辅机、配料系统。系统总电耗为17103K W h t 生料,其中挤压机及其辅机用电占总用电量的20%。

该系统自1995年2月投产至今,运转平稳,基本满足了三台818万吨立窑正常生产。尤其是1996年4月份又采用了合肥水泥研究设计院的技术对粘土烘干机进行了改造。烘干能力及效果大有改善,大幅度降低了球磨机入磨综合水份,由原来的312%左右降至118%以

下。球磨机产量进一步提高,两台球磨机总产量平均可达到72t h 。电耗也显著降低。

该系统还存在的问题是:磨后两台选粉机

负荷分配不均致使综合选粉效率低,系统产量

未达理想水平;磨内通风不足,喂料量无法增大,限制了产量指标。如果上述两个问题得到解决,进一步调整系统参数,单磨机产量可望达到40t h ,电耗将更低。51结语

511　该系统充分利用老设备、老厂房,扩建工程量小,投资省,见效快。

512　产量提高幅度大。改造后较改造前平均产量提高了120%以上。扩大生产规模,只需扩建窑,磨只要在原有基础上改造就可以了。

513　节电显著。改造后较改造前平均节电9K W h t ,大大降低生产成本。

514　球磨机易于操作,管理。球磨机衬板、

研磨体磨损小,节约生产成本。

515　车间噪音大幅度降低,改善了工作环境。

图1

113　与传统Z D、Z L、ZS减速器相比,用相同速比传递相同功率时,K系列减速器中心距及重量均降低35%以上。

114　齿轮采用优质合金渗碳钢(17C rN i M o6E、S17C r2N i2M o)经渗碳+淬火处理,齿表面硬度可达HRC60,具有良好的耐磨性。许用极限应力可达ΡHL i m>1500N mm2,ΡFL i m>500N mm2。故使用寿命约为传统老型号减速器的3-4倍。

115　斜齿轮采用精磨齿工艺,螺旋伞齿轮采用啮合对磨工艺,齿轮精度可达D in6级,并采取了齿高、齿向修形措施。故运转平稳、噪音小。116　采用单元组合设计,零部件标准化,通用化程度高,互换性强,便于修理。

21K系列减速器的应用

211　选型时电动机、减速器不可简单匹配首先应明确的是K系列减速器属通用减速器,在样本上的数据有其特定的适用范围。要按照产品说明书要求,结合使用厂工作机的运行制度及载荷类别等因素将通用减速器向专用减速器转化,这一点尤为重要。绝不可按以往贯例将减速器功率与电动机功率简单匹配,硬齿面减速器选型上的这一特点与软齿面减速器的选型有着本质的区别。

表1　DHO C、FN两厂K系列减速器选型问题及处理

工作机及厂家代号减速机型

号及速比

减速机

额定功率

P I N(K W)

电机

功率

P1(K W)

P I N

P1

使用

系数

KA

应　用　效　果

DHOC 斗式提升机

初选

KZ N　320

i=45

145901161115

被动二年,断轴断齿事故累

计40余次,严重影响了达产

达标

加大到

KZ N　360

i=45

215902139115

1994年12月更换至今运转

正常

FN 斗式提升机

初选

KZ L Y　200

i=40

37221168115

1992年初次安装后事故频

发,断齿断轴每年6-7次第一次加

大到

KZ L Y　225

5522215115

断齿断轴现象并未根除,反

向运行现象存在

第二次加

大到

KZ L Y　250

71223122115

1995年4月第二次加大后,

消除了断齿断轴现象,反向

运行隐患仍存在

表1为简单匹配选型过小的几个典型案例SC及DHO C是国内使用德国弗兰德公司K系列减速器较多的现代化水泥企业,根据笔者对其K系列减速器的P in p1值统计,正常运行的K系列减速器此值范围在2—4之间。而宝钢三期工程弗兰德公司投标减速器的此值范围在315—717。由此可见,K系列减速器的铭牌功率在考虑使用系数后的富裕量都在一倍以上。表1所列典型案例也从事实上说明了这一观点的正确性。

212　液力偶合器采用B型联接较为合理YO X型液力偶合器具有降低起动转矩、节能、过载保护和改善传动质量等优点,广泛应用于K系列减速器的输入轴联接。其联接形式有两种:一种是把它装在减速机输入轴上(A 型联接),减速机轴承受其主要重量;另一种是把它装在电机轴上(B型联接),电机轴承受其主要重量。针对K系列减速器高速轴径较细这一固有特性,采用B型联接形式尤为重要。事实上,弗兰德公司90年代初的产品样本上已经明确了选用该公司产品必须采用把液力偶合器装在电机轴上的B型联接方案。

213　安装时高速轴应严格对中精度

K系列减速器属硬面减速器,特点是其输入轴直径与电机轴直径严重不匹配,如图2所示。因直径不同而造成的刚度不同,如安装时对中精度低,附加径向力作用在两轴之危险截面产生的弯曲应力之比为

Ρj Ρd=(d d3・L j) (d j3・L d)≅d d3 d j3 =2137—8

(L j≅L d,d j=(015—0175)d d)

即不对中附加力在减速器轴伸台阶处产生的应力是电机台阶处的2137—8倍,可见不对中对减速器轴的危害程度远远大于电动机轴。事实上,由于对中不良原因产生的断齿断轴损坏事故频率最多。几年来,笔者的经验是用联轴器联接时,对中误差<0120mm;用液力偶合器联接时,对中误差<0112mm,效果良好。

214　螺旋伞齿轮副运行的前提条件

21411　旋转方向应正确

减速器工作中应保证螺旋伞齿轮副在轴向力作用下有使两轮具有互相推开的趋势。以利于运转中随着两轴定位件的磨耗,两轮继续保持互相推开而不是楔紧,乃至咬死损坏。为实现此目的,螺旋伞齿轮副工作时须小齿轮凹面包络大齿轮凸面运行,即凹包凸运行。反向运行则承载能力将损失30%左右,并且长期运行会产生咬死现象。事实上,因旋向错误而发生的咬死打齿事故也时有发生。

21412　要严格控制轴向间隙

螺旋伞齿轮所在的第一、二轴向间隙的大小决定着两轴工作中的轴向游动量。轴向间隙过大,将因输入轴的高速旋转而使螺旋伞齿轮副的啮合间隙频繁变化,两轮齿齿面产生周期性径向滑动与高频脉冲,从而导致螺旋伞齿轮副的过早失效。几年来笔者的控制经验是在保证两轴转动灵活的前提下,两轴的轴向间隙越小越好,通常<0108mm。

21413　齿侧间隙应均匀并应处于规定范围齿侧间隙的测量工具为百分表。测量方法是握住小齿轮轴,将百分表头正交于大齿轮大端轮齿的齿面上,左右摆动大齿轮(保证小齿轮绝对静止),百分表指针的左右极限距离即为螺旋伞齿轮副在该位置的齿侧间隙。齿侧间隙的规定范围见表2。需要说明的是要对大齿轮按齿数进行圆周6—8等分,各等分点的齿侧间隙相等或相近才能代表螺旋伞齿轮副的真实齿侧间隙。如各等分点的齿侧间隙相差很大,说明两轮不正交,这种状况是不能可靠运行的,应对两轴之轴向定位压盖螺栓进行松紧程度与紧固顺序的调整,必要时须在压盖下面加偏垫处理。直到各等分点齿侧间隙相等或相近,两轮正交条件建立为止。