传动系统设计

第二节高压辊磨机方案设计1、辊磨机传动方式确定2、国内外主要产品介绍3、主电机型号确定4、减速器介绍5、悬挂方式

1、高压辊磨机传动方式确定

原联邦德国科劳斯特尔大学选矿冶炼工学院Ｋ.逊纳特(schonert)教授对高压料层粉碎进行了深入的系统研究。

通过实验可知：水泥熟料在50～300MPa的压力作用下结块成为料饼，料饼中含有20～30%的细粉,

60%的物料颗粒小于2mm，稍大的颗粒内部也产生微裂纹，这样物料颗粒就强度大大降低了，对于需要进一步粉碎极为有利。通过研究表明：料层粉碎比单颗粒粉碎的能耗要低得多。在此基础上，1977年逊纳特教授申报了高压辊磨机机专利，并与伯力鸠斯公司合作，制造了世界上第一台辊压机，通过不断改进，高压辊磨机的传动方式经历如下过程：一、采用圆柱齿轮减速器传动结构：传动装置分布在辊磨机的主机两侧。

缺点：占地面积很大，如果采用行星齿轮减速器，占地面积就会减少许多，整机占地面积减少约37%，重量减轻约77%，因此，因此，圆柱齿轮减速器已很少采用。二、采用承插式行星齿轮减速器传动结构：电动机装在减速器上方的支架上，通过一组三角皮带轮与减速器的输入轴相联接，可以减少冲击。活动辊的传动装置可随其一起移动。特点：结构紧凑，占地面积最小，由于电动机装在减速器的上方，全部重量由靠减速器承担，所以只能用在较小规格的辊磨机上。三、两个挤压辊共用单进轴双出轴的圆柱齿轮减速器传动结构：由一台电动机驱动，减速器和电动机都固定在基础上，两个挤压辊共用一台单进轴双出轴的圆柱齿轮减速器。减速器与辊磨机通过两根完全相同带空心轴的齿轮联轴节相联，齿形联轴节的两端用缩套联轴器分别与其轴头连接固定。特点：

由于齿轮联轴节是双鼓形齿，允许有较大的角度偏差，所以完全能满足活动辊前后移动的要求。因齿轮联轴节安装在减速器与辊压机之间，转矩很大。四、采用两台行星齿轮减速器

传动结构：采用两台完全相同的行星齿轮减速器传动，与固定辊相联的一台及其电动机均固定在地面基础上。

另一台及其电动机也均固定在基础上，只是减速器和活动辊轴头通过一根长型空心轴的齿轮联轴节相联，以满足活动辊前后移动的要求。特点：结构紧凑，占地面积最小，重量轻。但齿轮联轴节安装在减速器与辊压机之间，转矩很大。。

五、采用两台行星齿轮减速器传动结构：采用两台行星齿轮减速器传动。与固定辊相联的减速器及其电动机均固定在地面基础上。

另一台减速器通过转矩平衡支撑装置安装在活动辊的轴头上，传动电动机安装在地面基础上。

电动机与减速器之间通过一根长轴万向联轴节相联，可满足活动辊前后移动的要求。特点：结构紧凑，占地面积最小，重量轻。六、采用两套完全相同的传动系统

传动结构：

采用两台相同的承插式行星齿轮减速器，并列安装于辊磨机的一侧。

电动机装在地面基础上，通过长型万向联轴节与减速器输入轴相联。对于大型辊磨机，在万向联轴节与减速器之间，设置有液力偶合器，以实现柔性传动。特点：结构紧凑，占地面积最小，重量轻。2、国内外主要产品介绍

由于高压辊磨机具有显著增产节能效果，在世界上已被大量推广应用，主要的生产厂家有：

德国的伯力鸠斯（Polysius）公司，洪堡（KHD）公司，Koppern公司，美国的富乐（Fuller），丹麦史密斯（Smidch）公司，法国和日本也有生产厂家制造辊压机。高压辊磨机这项新技术在我国应用广泛，许多水泥和钢铁企业进口了上述国外高压辊磨生产厂家的产品。

我国中信重科公司、沈阳东工科技有限公司等企业也从德国KHD公司等引进了部分型号高压辊磨机的设计和制造技术，并已生产了近百台不同规格的高压辊磨机。高压辊磨机构成

辊磨机主机的结构千差万别，形状不一，但结构基本相同，主要由如下几部分构成：1、机架2、固定挤压辊3、活动挤压辊4、进料装置5、液压系统6、传动装置7、润滑系统一、中信重型机械公司高压辊磨机

1.液压系统

2.润滑系统

3.进料装置

4.挤压辊

5.机架

6.传动系统

7.扭力支承

中信重型机械公司高压辊磨机中信重型机械公司辊磨机结构中信重型机械公司辊磨机

主要技术性能规

格（mm）420x100700x125800x1501000x2601000x300RPV100x40RPV100x63RPV115x1001200x8001400x1100辊径（mm）4207008001000100010001000115012001400辊宽（mm）10012515026030040063010008001100装机功率（kW）2×302×452×552×1152×1352×2002×3152×5002×5002×800通过量（t/h）熟料3～520305050～6060～90150240200450入料粒度max（mm）15253040404040404560出料粒度（%）≤2mm65≤0.09mm25最高入料温度（℃）100最大入料湿度（%）5重量（t）8142030.53336539296140二、洪堡高压辊磨机结构外形图洪堡高压辊磨机结构图

1.减速器

2.电机

3.进料调节装置

4.料斗5.定辊系

6.动辊系

7.蓄能器

8.机架

9.液压缸三、POLYSIUS高压辊磨机三维图伯利休斯公司辊磨机的主要技术性能规格磨辊直径（mm）磨辊宽度（mm）磨辊压力（KN）电机功率（KW）950/65095065027002X2201100/650110065034002X4501100/8008001400/650140065043002X5001400/8008001520/950152095070002X8001520/1100152011001700/100017001001700/12001700120086002X16001700/140014001850/150018501500110002X18502000/150020002200/155022001550170002X28002400/165024001650我校研发的高压辊磨机安装图3、主电机型号确定

目前，高压辊磨机传动所采用的电动机有三种：鼠笼型、绕线型和直流电动机。具体选用应根据辊压机的用途和要求而定。鼠笼型电动机：价格便宜，结构简单，维护方便。

直流电动机：只有当辊磨机两个挤压辊确实需要调速时才予以选用。绕线型电动机：对于大型辊压机，由于电动机功率较大，一般选用绕线型电动机，以减小电动机启动时对电网的冲击。主电机功率确定方法1、理论计算法2、实验研究3、经验法4、反向设计方法4、减速器介绍

由于减速器成对安装在辊磨机的固定辊和活动辊上,而且是同侧布置,外型尺寸受到辊压机中心距的限制。

由于减速器悬挂安装于辊压机固定辊和活动辊上，因此要求减速器结构紧凑,重量轻,齿轮强度高,轴承寿命长，运转平稳,安全可靠，入轴联轴器有一定浮动量。

减速器一般采用强制冷却循环润滑和油池飞溅润滑，自带油泵和冷却器循环系统，以保证润滑冷却要求。减速器工作原理图减速器传动原理图减速器工作原理减速器采用一级平行轴齿轮传动加两级行星齿轮传动。

输入轴齿轮带动输入级大齿轮，从而带动第一级行星齿轮传动的太阳轮转动，太阳轮与三个行星轮相啮合，行星轮同时又与固定的内齿圈相啮合，从而实现行星齿轮的自转与公转，进而带动行星架转动。

同理，第二级转架作为第三级的输入，带动第三级转动，从而使输出轴达到预定的转速，其传动比达72。减速器输出轴连接

行星减速器输出轴联轴器采用胀套与辊子轴头直接连接，以实现减速器随同活动辊一同移动。减速器输出轴设计成空心，胀套直接插入空心输出轴，通过胀套的弹性变形和过盈配合以传递扭矩。优点：可以实现过载保护。主机与减速箱的连接方式（1）主机与减速箱的连接方式（2）主机与减速箱的连接方式（3）减速器入轴连接减速器与电机之间用十字轴式万向联轴节及液力偶合器连接。可以优点：十字轴式万向联轴节可以保障其减速器入轴与电机之间有一定的浮动量，液力偶合器具有过载保护作用。

减速器入轴连接

液力偶合器（也称液力联轴器），既可改善起动性能，又能起到过载保护的作用。

辊磨机过载时，液力偶合器油温会随之升高，当达到设定值（120℃）时，易熔塞被熔化，液力偶合器因此而不能传递扭矩，挤压辊停止转动，避免设备损坏。辊磨机具备过载功能，但还要采取必要的保护措施如设置金属探测仪、除铁器等，避免异物进入辊间。

减速装置安装结构图减速器安装结构特点

减速器采用悬挂安装，减速器重量由输出轴作用在辊子轴头上，因此要求减速器结构紧凑，重量轻。减速器后机盖上设有扭力法兰，通过螺栓与扭力支承连接，因此，减速器工作时的翻转力矩由扭力法兰承受。5、悬挂方式介绍为了使传动装置能够随着活动辊水平移动，承插式行星齿轮减速器均悬挂在挤压辊的轴头上，不用基础固定。对这种减速器必须解决扭矩平衡的问题，否则减速器会随挤压辊转动，无法传动。一、伯力鸠斯公司的扭力支承

结构：伯力鸠斯公司的扭力支承是利用两台减速器的输出扭矩方向相反的特点，用连杆机构将两台减速器的低速出轴法兰联接起来，相互平衡各自的扭矩。

当活动辊作水平移动时，靠铰链处Ｋ点两连杆的夹角的改变来满足两个挤压辊中心距的变化。二、洪堡（

KHD）公司的扭力支承结构：洪堡公司的扭力支承是由两个Ｌ型的连杆结构来实现的。

连杆A1B1和A2B2的两端以铰接分别与减速器的输出轴端盖法兰两点A1和

A2和“”型扭矩杆的两点B1和B2相连接，构成一个平行四边形机构。

当减速器产生反向力矩T时，两个连杆A1B1和A2B2便受两个方向相反的力F作用。

因为形扭矩杆D1D2的两个支杆B1C1和B2C2与其刚性联接，扭矩杆D1D2便产生微小变形，所以能够将扭矩平衡掉。

当活动辊产生水平位移时，铰接的平行四边形可以水平移动，所产生的微小垂直方向的位移，仍可利用扭矩轴D1D2的转动得到补偿。三、美国富乐（Fuller）公司的扭力支承结构：美国富乐公司的扭力支承结构比较简单，是通过摇杆AB和连杆BC来实现扭矩平衡。

当减速器产生一个力矩Ｔ时，摇杆AB便产生一个反作用力FO将力矩平衡。但是，同时就会在减速器轴上产生一个与FO大小相等方向相反的力F。