1500＆850HP减速器分流均载的调节原理及安装.pdf

分 析 研 究 1 5 0 0 &8 5 0 h p减速器分流均载的调节原理及安装 李克鑫， 王中民 ( 山东铝业股份有限公 司 装备能源部， 山东 淄博 2 5 5 0 5 2 ) 摘要】 介绍 8 5 0 h p减速器的结构、 主要参数及技术要求、 调节同步的原理， 并分析安装及检修过程应 注意的问题。 关键词 】减速器分流均载；调节；安装 中图分类号】t h1 3 2 文献标识码 】a 文章编号】1 0 0 3 8 8 8 4 ( 2 0 0 4 ) 0 5 0 0 0 40 4 1 减速器的结构简介 1 5 0 0 &8 5 0 h p原料磨减速 器原为丹 麦史密斯 公司生产的 t s f p系列产品， 采用两级减速、 功率分 流、 中心传动( 见图 1 ) 。 1 中间人字齿轮轴2 平衡齿轮3 吊瓦4 出轴5 吊 瓦油箱6 吊瓦调整螺丝7 弹簧梁8 定位环9 中间 轴大齿轮 1 o 高速轴小齿轮 1 1 高速轴 1 2 齿箱下壳 体1 3 中间轴调节支架及调节螺丝 图 1 8 5 0 hp减速器结构简图 该减速机由 l 3个部件组成， 功率 由高速轴 l 1 输入， 经高速轴小齿轮 1 0与中间轴大齿轮 9分流， 再由两条中间人字齿轮轴 1 传递， 并由两个人字齿 轮将功率传递给平衡齿轮， 最后 由出轴 4将功率输 出， 因而可以大大减小齿轮的直径、 模数、 圆周速度 和减速器的重量。8 5 0 h p减速器总重量为 2 3 t ， 与 同规格的硬齿面齿箱或三环齿箱的重量相近。 收稿 日期 】 2 0 0 4 0 9 2 4 作者简介 】 李克鑫( 1 9 6 4 一) ， 男， 山东淄博人， 高级工程师 ， 研究生学历， 从事设备技术研究开发工作。 4 该减速机有如下特点 ： 使两条中间轴载荷分配达到足够均匀的工艺 措施或结构方法， 是尽可能减小制造误差， 并采用平 衡齿轮结构。平衡齿轮出轴支承在靠两条调节螺栓 悬挂于弹簧梁上浮动的五金轴瓦上， 调节螺栓可以 改变平衡齿轮的高度， 从而改变两条中间轴的载荷。 平衡齿轮和伸出箱体悬臂轴重量相平衡。齿轮用钢 板膜片联接在传动轴的一端， 膜片有足够的强度和 刚度， 以传递扭矩和支承平衡齿轮的 自重。当输 出 轴与所连接轴中心不重合时， 膜片产生挠曲变形， 以 补偿轴线误差， 保持齿轮副的正确啮合。 人字齿轮轴与平衡齿轮间的定位环， 限制着 平衡齿轮 2的左右位移。由于定位环与轨道间的径 向间隙只有 0 1 8 0 4 0 m m， 当二条中间轴传递的 载荷不均匀时， 两个人字齿轮给予平衡齿轮的水平 径向推力不等而使平衡齿轮有偏向一边的趋势时， 定位环起到了限位作用。定位环的自重产生的水平 径向推力较低速齿轮副产生的水平推力小得多， 所 以一般不会控制平衡齿轮的左右位移。 除输出轴采用滑动轴承外， 其余的轴均使用 双列向心球面滚子轴承。传动轴的四个轴承座， 均 设有水平位移调整螺丝， 可以较为方便地调整齿轮 副中心距。两级传动齿轮副均为软齿面， 小齿轮采 取调质处理， 大齿轮正火处理， 齿轮精度为 8 级。箱 体采用焊接结构。 8 5 0 h p减速器较 另一种采用扭转轴结构 的 同轴分流减速器在制造装配方面要简便。该减速器 装配时， 其中一根扭转轴与消除了全部啮合工作侧 隙以后而确定的齿轮相连接。 青色设2 0 0 4 ( 5 ) 维普资讯 分 析 研 究 2 8 5 o hp减速 器的主要参数及技术 要求 2 1 主要参数 总传动比： i =3 8 5 =( 3 2 5 3 9 ) ( 1 4 8 3 2 ) ； 高速斜齿轮 ： z =3 9 ， 卅 =6 ， =6 。 5 4 5 2 ； 中间大斜齿轮 ： z ：3 2 5 ， m =6 ， =6 。 5 4 5 2 ； 中间轴人字齿轮： =3 2 ， 卅 =1 0 ， =3 5 s 4 6 平衡齿轮 ： z=1 4 8 ， 卅 =1 0 ， =3 5 。 5 4 6 。 2 2 技术要求 减速器装配时机体应找平， 不平度不得大于 0 0 5 1 0 0 0 mm。 出轴中心线水平度不得大于 0 o 5 1 0 0 0 m m， 并应与机体对称中心线重合。其它各轴 按齿轮啮合条件和各轴中心线平行度与倾斜度均不 得大于 0 0 5 全长 ( ra m) 调 整。齿轮啮合关 系应达 表 1 要求。 减速器各齿轮啮合指标 ( 装配调整时) 见表 1 表 1 8 5 0 h p减速器啮合指标 3 8 5 0 hp减速器分流均载的结构原 理及调节方法 图 2 、 3 表示为从输入端看， 在齿箱装配调整好 后， 输出级轮对及输入级轮对齿面的啮合关系。左 边传递路径为主动轮挑着被动轮旋转。 右边传递路 径为主动轮压着被动轮旋转( 见图 4 ) 。 巾问轴( 齿轮轴)平衡齿轮轴 图 2 输出级轮对 中问轴大齿轮 高速齿 轮 中删轴大齿轮 图 3 输人级轮对 由此可见， 既要保证入轴与出轴同轴， 同时要保 证左右中间轴载荷均匀是非常困难的。可选择的办 有色设2 0 0 4 【 5 ) 法是 ： 尽可能减小中间轴的制造误差， 保证中间轴 上两齿轮工作面在安装的初始位置， 其节圆上的相 角一致 ； 采用平衡齿轮结构， 调节平衡齿轮在铅直 面上的高低， 实现各齿的正确啮合， 从而保证左右中 间轴的均匀承载。 左巾问轴 1 丽 右 中 问 轴 巾 轴大齿轮 图 4 8 5 0 h p减速器分流均载的结构原理图 中间轴人字齿轮与大斜齿轮绕同一轴线旋转。 设 a、 b分别为两齿轮对应工作面节圆上的两点。 通过制造工艺保证 a、 b两点的相角相等。设在安 装的初始位置， o a、 0，b与中间轴轴线所在的水平 面夹角为 0 。 ， 即 0 1 =口 】 ：0 。 ， 0 ( i =1 ， 2 ， 3 ， 3 2 ) 为 人字齿轮( 图 5 ) 按逆时针转第 i 个齿工作面节圆上 的点与水平面的夹角； a ， 为大斜齿轮第 ( =1 ， 2 ， 3 ， 3 2 5 ) 齿工作面节圆上的点与水平面的夹角， 则 有 ： 图 5 中间齿轮轴部件图 0 =( 3 6 0 。 3 2 ) ( i 一1 ) ( i =1 ， 2 ， 3 2 ) ； a j =( 3 6 0 。 3 2 5 ) ( i 一1 ) ( =1 ， 2 ， 3 2 5 ) 。 那么， 人字齿轮每个齿与大斜齿轮每个齿对应 的圆心角 0与a的关系为： 0=( 3 6 0 。 3 2 ) ( 3 6 0 。 3 2 5 ) = ( 3 2 5 3 2 ) - 口=1 0 1 5 6 2 5 a 。 设 y i = 1 0 a j i 0 5 ( 3 6 0 。 3 2 5 ) =0 5 a 为两个齿轮对应齿的相位差， 可把计算出的 0 、 a j 、 以及i 与 的关系列入表 2 。 根据表 2 可知， 在人字齿轮的第 1 、 7 、 1 4 、 2 0 、 2 7 个齿分别对应着大斜齿轮的第 1 、 6 2 、 1 3 3 、 1 9 4 、 2 6 5 个齿时， 其对应齿工作齿面的相位差有较小值， 分别 为 0 、 0 0 6 2 5 a 、 0 0 3 1 2 5 口 、 0 0 3 1 2 5 口 、 0 0 6 2 5 牙。在 人字齿轮的第 4 、 l 1 、 1 7 、 2 3 、 3 0 个齿分别对应着大斜 齿轮的第 3 1 、 1 0 3 、 1 6 3 、 2 2 4 、 2 9 6 个齿时， 相位差有较 5 维普资讯 分 析 研 究 表 2 人字齿轮与大斜齿轮对应点的相位关系 大值， 分别 为 0 4 6 8 7 5 口 、 0 4 3 7 5 口 、 0 5 口 、 0 4 3 7 5 口 、 0 4 6 8 2 5 a 。以人字齿轮( 或斜齿轮) 齿数为横轴， 以 两齿轮对应点的相位差为纵轴， 绘制出图 6 。 由图 6 可以看出， 两齿轮只有唯一的一对齿， 其 工作面相位完全一致。所 以在制造 与装配 中间轴 时， 保证同一轴上两齿轮有一对相位完全一致或趋 于一致的齿尤为重要。 实际上由于存在加工与装配误差， 不可能做到 两齿工作齿面相位完全一致。齿箱在按设计尺寸装 配好后， 通常高速轮对啮合情况见图 7 、 9 ， 由于低速 6 轮对啮合情况被中间轴轴承挡着， 但可以推断 ： 此时 对应的低速轮对啮合情况一般对应为图 8或 1 0 。 y 0 5 0 4 0 _ 0 2 0 1 图 6 yi ( ) 关系曲线图 图 7 、 8说明平衡齿轮位置太低需调高 ； 图 9 、 1 0 则相反， 平衡齿轮需调低。调节过程中给平衡齿轮 青色设2 0 0 4 ( 5 ) 维普资讯 分 析 研 究 高述 齿轮 tf j 轴大 轮 图 7 高速轮对啮合情况 1 中间轴 高速齿轮 i l 间轴人齿轮 大齿轮 图 9 高速轮对啮合情况 2 巾 问人 下衡齿轮 中州 人 肯轮轴 齿轮轴 图 8 低速轮对啮合情况 1 中 人 字 下衡 轮 中删 人 齿轮轴 齿轮 轴 图 l 0 低速轮对啮合情况 2 周向约束， 按高速轴正向旋转方向盘紧高速齿轮， 若 啮合情况如图 3所示， 用塞尺检测高速轮对齿侧隙 是否符合表 1 之规定。低速轮对可以压铅条检测侧 隙和啮合情况。此时低速轮对啮合情况见图 3 。 减速器装配好后， 一般要经过一周左右的空载 跑合。大小齿轮的材料选择含有 s i 、 mn的合金钢。 其金相组织要求具有大块铁 素体析出， 以利于微量 塑变。当点面开始啮合时， 大块铁素体的存在使齿 面十分顺利地跑合成全面接触， 而大块铁素体又会 使 s i 、 mn 元素得以强化。在跑合后的齿面上， 接触 疲劳强度不致因为过低而引起疲劳点蚀。 4 安装检修过程中应注意的问题 我公司自 1 9 8 7年起对 t s f p产品进行国产化 工作， 先后应用于 4台原料瞎， 但不及丹麦减速器的 使用寿命， 与减速器的检修质量及使用有很大关系， 如安装精度是否达到图纸技术要求， 检修质量及程 序是否合乎标准， 使用过程中磨机启动时有无高压 油 泵 辅 助 减 轻 启 动 负 荷 等。笔 者 认 为 安 装 1 5 0 0 &8 5 0 h p减速器应注意以下问题。 4 1 安装精度 根据 2 2所述技术要求， 齿轮箱安装找正要求 较严格。我公司曾安装一台 8 5 0 h p减速器， 其壳体 水平度： 沿各轴轴线方向为 0 2 5 l o o o m m， 垂直于 各轴方向为 0 8 l o o o mm， 输出轴中心线不平度为 1 l o o o mm。其它数据安装单位给不出。故安装精 度不高是该减速器使用寿命低的主要原因。 有色设置2 0 0 4 l 5 ) 4 2 安装方法 安装齿轮箱时， 在高速轮对上做记号不会影响 安装， 如果忽略了对低速轮对做记号， 在现场安装很 难碰巧使其对应齿与在制造车间研齿跑合时一致， 从而破坏或削弱了研齿的效果( 因为平衡齿轮齿数 为 1 4 8 ， 人字齿轮齿数为 3 2 ， 公约数为 4 ， 所以两齿 轮有 4种对应关系， 在安装时碰巧的概率 2 5 。 ) 。 4 3 旧齿箱更换备件 旧齿箱内要更换的齿轮上无记号， 在安装现场 找出中间轴两齿轮对应的同步齿， 是检修过程中最 重要的步骤。 图 1 1 为中间轴人字齿轮与大斜齿轮 自中间轴 人字齿轮端看的示意图。a、 b是两齿轮对应的同 步齿工作面上的同步点， a、 b须在齿轮的节圆上且 靠近端面， 设两端面分别为( a) 、 ( b) ， 寻找 a、 b两 点的步骤如下。 图 1 1 中间轴人字齿轮与大斜齿轮示意图 根据表 1和图 7可知， 从入字齿轮的任何一齿 数起， 在连续的 7 个齿中， 必有一齿与大斜齿轮对应 的“ 同步” 齿有最小相位差。根据中间轴的中心高在 入字轮端面( a) 上任找一齿， 确定其工作面节圆上 一 点为 a ， 使 a 的标高等于中间轴中心高， 在大 斜齿轮端面( b) 上找与 aj 点标高最接近的某齿工 作面节圆上的点 b 。逐齿地盘动人字齿轮轴， 连续 测 7 组数据， 当