輥壓機行星減速器的使用

□□王宇航，龐杭州，郭居奇，崔冬

輥壓機行星減速器的使用

The Application of Planetary Reducer in Roller Press

□□王宇航，龐杭州，郭居奇，崔冬

1 前言

隨著我國水泥工業的快速發展，輥壓機作為水泥粉磨作業中的前處理或終端處理手段，對降低單位產品的粉磨能耗，提高粉磨效率有著顯著的效果（生產噸水泥可相對節電3～5kWh，產量提高近一倍，并可擠壓出近30%的成品細粉）。其核心動力傳動裝置為兩臺大功率懸掛式行星減速器，對輥壓機的安全、高效運行起到至關重要的作用。本文就我所制造的大功率行星減速器使用中應當注意的問題作一闡述。

2 行星減速器的主要性能參數

（1）功率范圍：220～1250kW，共14種規格

（2）公稱傳動比：i=40，45，56，63，71，80

（3）公稱輸入轉速n入：=1000r/ min，1500r/min

（4）額定輸出轉矩T出：=200～1050 kN·m

（5）工作噪聲：＜80dBA（滿負荷，距離1m處）

（6）傳動效率：η=0.96～0.98（7）設計壽命：10萬小時

3 行星減速器、鎖緊盤的安裝與拆卸

3.1 減速器的安裝

減速器在安裝前應用柴油或輕機油反復竄洗，以保證腔體內部的清潔度達到要求（清洗時間應不少于3h）。檢查減速器輸出軸軸孔與輥子軸頭的安裝配合尺寸，這一點非常重要。因為減速器輸出軸軸孔和輥壓機輥子軸頭的配合尺寸在某些情況下可能出現超差，如果安裝人員未經檢查就直接安裝，則在配合間隙過小的情況下，可能出現減速器無法裝上輥子軸頭的情況；強行安裝，可能對減速器輸出軸內孔或輥壓機輥子軸造成損傷。另一方面，如果配合間隙過大，則可能出現鎖緊盤雖然按額定力矩安裝好了，但是減速器輸出軸軸孔和輥壓機輥子軸頭的配合面卻無法產生所要的壓強。在這種情況下，帶料工作時，減速器的空心軸和輥子軸頭的配合面可能會產生相對轉動，這會嚴重損傷輥子軸頭和減速器輸出軸，并可能導致配合面膠合，造成重大損失，應當堅決避免出現這種情況。

安裝減速器前，首先對輥壓機軸頭和減速器出軸內孔進行脫脂處理，然后用丙酮清洗上述部位，保證輥壓機軸頭和減速器輸出軸內孔無任何油污、灰塵、紗線等雜質。減速器在往輥子軸端安裝過程中，應對減速器出軸內孔和輥子軸端外圓進行找正，避免空心軸在裝入過程中與輥子軸端由于歪斜而無法裝入。在安裝過程中，嚴禁用千斤頂一端頂在減速器輸入軸上，另外一端頂在電機軸上加力，以免造成減速器輸入軸變形或損壞輸入軸的支撐軸承。另外由于電機軸承不能承受軸向力，這樣很容易損壞電機軸承，導致電機無法工作。

在和電機軸聯接前，用手盤動半聯軸器，轉動應靈活。電機和減速器通過可伸縮帶花鍵的萬向接軸聯接，按照輥壓機裝配要求的同軸度調整電機出軸和減速器輸入軸的相對位置（?0.05mm）。減速器輸入軸與半聯軸器必需熱裝，嚴禁打擊裝配。減速器安裝完成后，手動轉動萬向接軸，正反轉、轉動靈活。

減速器帶料運行前，應空負荷運轉8h，減速器運轉平穩，無異常沖擊振動和噪聲，各接合面及密封處無滲漏油，再帶料運轉。

注意事項：安裝減速器前就必須預先將扭力架安裝到減速器上，并用螺栓固定好。在以后的工作中，每次開機前，手動轉動萬向接軸，正反轉、轉動靈活，再加電開機。

3.2 鎖緊盤的安裝

操作人員應對鎖緊盤的聯接原理有基本的了解，并在聯接表面涂不含二硫化鉬的潤滑脂。

鎖緊盤聯接螺栓在安裝前應全部松開，各聯接件的相對位置測量符合安裝要求后方可擰緊鎖緊盤聯接螺栓。用力矩扳手逐個逐漸擰緊鎖緊盤聯接螺栓，每次用1/4的額定力矩值擰緊，逐漸達到要求的額定力矩值。安裝完畢，應對外露部分涂上防銹油。處于露天或惡劣環境作業時，應定期涂防銹油，并在可能的情況下加裝防護裝置。

3.3 拆卸

更換輥壓機主軸、軸承、密封（或維修減速器）時，需要將減速器從輥壓機主軸上拆下來。而在一些現場經常出現拆卸困難，甚至使用大噸位的千斤頂也難以將減速器從輥壓機主軸上拆下來。主要原因是減速器輸出空心軸同輥壓機主軸在局部接合處產生膠合、錯位現象。為此，需將減速器輸出空心軸作結構上的改進，以方便拆卸。圖1、2為兩種常用的改進結構。

圖1所示為“高壓油孔結構”，在軸端面沿軸線方向鉆一深孔，并在徑向合適位置取兩截面鉆兩通孔，兩徑向油孔的上端用高壓螺塞堵住。拆卸時（此時先松開鎖緊盤的全部聯接螺栓，用斜鍥分開鎖緊盤的兩個壓板，并確定鎖緊盤的內錐套已處于完全松開狀態）在軸端面內螺紋接口處接高壓油管接頭，逐漸加壓（5～10MPa）將空心軸“漲開”（此時會產生極大的徑向和軸向力），空心軸只要產生軸向移動，就會很容易將整機拆下。

圖2所示為“開縫結構”，沿軸線切兩條縫（線切割），縫寬2～3mm，長度根據結構確定，并在末端開“止裂孔”。鎖緊盤在達到額定力矩時，空心軸同整體結構一樣傳遞扭矩。當鎖緊盤全部松開時，空心軸會產生輕微的“開口”，此時在外力的作用下也會比較容易拆卸（使用此結構一定要注意：鎖緊盤必需按額定力矩要求鎖緊，不能產生滑動現象，否則空心軸會損壞）。因此必需經常檢查鎖緊盤的鎖緊螺栓，確保達到額定鎖緊力矩。

4 軟啟動安全聯軸器的使用

4.1 采用軟啟動安全聯軸器的必要性

由于輥壓機轉動部分自重較大，其轉動慣量一般在1200～6000 kgm2（特別在大功率段），靜摩擦系數較大，此類設備為大慣量啟動設備，其驅動電動機的啟動為帶載啟動。

帶載啟動帶來的直接危害是：

（1）工作機傳遞給電動機的需克服的轉矩超過了電動機的啟動轉矩，造成電動機滿載啟動，甚至超載啟動，啟動電流過大，對電動機及電網均有不良影響。

（2）由于電動機從零速開始大轉矩啟動，機械部分無緩沖時間，對機械部分造成沖擊載荷。這些都直接影響到設備的長期運行。

改進傳動系統，使電動機近似空載啟動（軟啟動），是保證設備長周期運行的重要措施。

實現電動機的軟啟動，其方式主要有電氣及機械兩大類。對低壓380V電動機，可配置電氣軟啟動器，對高壓電機一般采用機械方式，通常是在電機和減速器之間加裝液力耦合器或軟啟動安全聯軸器。

液力耦合器是利用液體動能及勢能來傳遞動力的液力傳動部件，在液力耦合器中充有工作油，當電動機啟動時，主動軸帶動泵輪旋轉，葉輪流道中的油在葉片帶動下，由于離心力作用，由泵輪內側流向外緣，形成高壓高速油流沖擊渦輪葉片，使渦輪轉動并帶動從動軸旋轉，將動力傳遞到工作機。

當轉速較小時，高壓油壓力及流速不夠，渦輪相對泵輪滑動，電動機近似空載啟動，當轉速達到一定值時，高壓油壓力及流速足夠，使渦輪克服工作機轉矩，與泵輪同步旋轉，工作機完全被啟動。

液力耦合器作為電動機軟啟動裝置，已應用多年，但其缺點是質量大，尺寸大，對大功率更是如此。如功率P=560kW，轉速n=750r/min的型號，其外徑D=1120mm，總長度L= 722mm，質量W=600kg。這樣的質量對減速器的軸伸及電動機的軸伸是無法承受的。

鋼球式軟啟動安全聯軸器由于其質量輕，尺寸小，易實施改造，維護工作少（基本上免維護），已作為設備軟啟動的首選。

4.2 鋼球式軟啟動安全聯軸器的原理及特點

軟啟動安全聯軸器通過鋼球的離心壓力產生的摩擦力傳遞轉矩，通常將聯軸器裝在電機端。當電機啟動時，由于轉速很低，離心力很小，其產生的摩擦力也很小，聯軸器打滑，主動側隨電機旋轉，被動側（減速器一側）靜止，電機為近似空載啟動。隨著轉速的增加，摩擦力逐漸增大，聯軸器的被動側帶動工作機（減速器入軸）開始旋轉，直到與主動側同步旋轉，電機的整個啟動過程是一個平穩的逐漸加載的過程，實現了電機的“軟”啟動，改變了普通聯軸器聯接時的“硬”啟動方式。

當輥壓機過載或卡死時，由于轉矩超過了設計摩擦力可傳遞的轉矩（設定轉矩），聯軸器打滑，防止了機械部件的損壞及電動機的燒毀。

軟啟動安全聯軸器的結構如圖3所示。

聯軸器的工作過程為：主動軸帶動轉子旋轉，轉子上的葉片將殼體內的空腔分成2～6等份，葉片推動空腔中的鋼球作圓周運動，鋼球由于離心力作用沿聯軸器半徑方向運動，逐漸貼緊在殼體內壁，并沿殼體內壁滑動，隨著轉速的升高，鋼球與殼體內壁間的摩擦力達到一定值時，鋼球帶動殼體旋轉，達到同步狀態。殼體通過銷軸組件帶動半聯軸器旋轉，將動力傳遞到工作機。

軟啟動安全聯軸器的主要特點：

（1）軟啟動性好。原動機啟動時，聯軸器處于打滑狀態，可將帶載啟動變為近似空載啟動，實現原動機的軟啟動。

（2）可靠的過載保護并可調節。當工作機過載或卡死時，聯軸器打滑，限制了功率的增加，當異步電動機因過載導致轉速下降時，聯軸器可傳遞功率隨轉速迅速下降，有效保護電動機不被堵轉。增減鋼球的填充量，可調節過載保護功率值。

（3）減振性好。鋼球在傳力過程中相互間的彈性運動可吸收傳動系統的振動。

（4）節省能源與設備費用。由于實現了軟啟動，降低了啟動電流，縮短了峰值時間，降低了能耗，同時，減小了設備的啟動沖擊，節省設備維修費用。

（5）安裝拆卸方便，工作可靠，運行中無需維護，承載能力大，外形尺寸小。注意事項：長時間打滑發熱嚴重，不適用于頻繁啟動或頻繁換向的場合。

5 循環潤滑裝置的選用

減速器潤滑不合理是導致齒輪、軸承等失效的一個重要原因，據有關資料介紹，國內減速器因潤滑不合理導致的失效占整個失效事故的25%左右。良好的潤滑是保證減速器正常工作的前提條件，減速器制造廠家、主機廠、用戶都應對此給予高度重視。

5.1 潤滑的作用

潤滑的主要作用是在減速器各個工作的零部件的接觸面之間形成油膜，減少零件接觸面間的摩擦，并帶走傳動中產生的熱量，使零件溫度不致過高，吸收沖擊和振動，降低噪聲，排出雜質。

5.2 潤滑油的選擇

潤滑油的選擇取決于減速器的工作速度、載荷和環境溫度。選擇潤滑油的重要參數是油的粘度。輥壓機減速器屬于典型的低速重載運行，并且要承受系統頻繁的載荷波動，所以應選擇高粘度的齒輪油。推薦使用 粘 度 等 級 為 L－CKC220（L－CKC320）工業極壓（EP）齒輪油。

5.3 潤滑油的使用

在減速器安裝調試完畢帶料運行一個月后進行首次換油，并用N100低粘度機油清洗減速器內部（對潤滑站的過濾器也要清洗）。初次使用的潤滑油經過濾仍能使用，可用125μm的濾網過濾。以后每連續工作六個月對減速器潤滑油進行更換，并對減速器內部和潤滑站的過濾器進行清洗。

5.4 循環潤滑油站的選擇

輥壓機減速器是典型的低速、重載工況，并且基本上是24h連續運轉，因此必需采用稀油循環潤滑。

目前普遍采用的是自身循環潤滑，即以減速器箱體作為油箱。這種配置的優點是結構簡單，占地面積小，造價低。由于不另設油箱，油液中的雜質就容易沉淀在減速器箱體內，并對齒輪、軸承等產生不良影響。而且這種配置由于減速器箱體本身容積有限，因此總油量也有限，單位油量的循環次數多，易造成油品的老化。特別在寒冷地區冬季，如果減速器較長時間停機，則必需將減速器箱體內的潤滑油放掉，否則再開車時會造成啟動困難。因此筆者推薦輥壓機減速器循環潤滑系統應選擇帶單獨油箱的油站。

潤滑系統的工作介質是粘度L－CKC220（L－CKC320）工業極壓（EP）齒輪油。潤滑系統的公稱壓力為0.4MPa，過濾精度為125μm。冷卻水溫度要求≤30℃，冷卻水壓0.2～0.3 MPa，溫降≥8℃。

稀油站油泵電動機和減速器驅動主電機啟動順序聯鎖，油泵電機不啟動主電機不能啟動。油泵電機啟動后，查看壓力表、溫度表顯示是否正常，油流是否暢通，潤滑管路是否有滲漏。

工作時，潤滑油經齒輪泵排出，經單向閥、雙筒網式過濾器和冷卻器后被直接送往潤滑點，而熱油經回油管路流回油箱。

在潤滑管路中應設置安全閥，通過調節安全閥確定工作壓力。當工作壓力超過安全閥的設定壓力時，安全閥打開，實現溢流作用，確保系統的安全。

表1 常見故障及排除方法

6 減速器的維護

輥壓機減速器由于工況惡劣，在高粉塵、強沖擊、重載荷下工作，而且基本上是24h連續運轉，因此作好日常維護，對輥壓機長期高效工作有重要的作用。

每天應對減速器運轉情況作記錄，并注意減速器有無異常沖擊、振動產生。應特別注意工作溫度不要高于75℃，減速器在高溫下長期工作，潤滑油容易變質，密封圈也易老化。若在夏季出現高溫，可在減速器旁設置一風機，對減速器表面進行風冷降溫。實踐證明，此法比較有效，通常可降溫5～8℃。

每天應對稀油站進行檢查，觀察油壓是否正確，過濾器、冷卻器是否正常，并定期清洗過濾器濾網。在清洗過濾器濾網時注意濾網上有無片狀金屬物。若產生大量片狀金屬物，表明軸承或減速器齒輪齒面可能出現剝落，應及時進行檢查更換，否則可能會引起更大的損失。

定期檢查鎖緊盤螺栓，確保達到額定鎖緊力矩。這一點很重要，確保鎖緊盤不能打滑，否則會引起減速器空心軸和輥壓機主軸產生錯位、粘連，影響使用及以后的拆卸。

表1為減速器在日常工作中常見的一些故障及處理辦法。

7 結論

輥壓機行星減速器在我國水泥工業中已大量使用，同輥壓機聯合作業，對降低單位產品的粉磨能耗，提高粉磨效率有顯著的效果。合理的設備配置，正確的使用與維護，對整機安全、高效運行有著十分重要的作用，應引起主機廠及用戶的高度重視。

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2010－01－10；編輯：趙 蓮