邊緣傳動磨機小齒輪拆裝方法的探討

王寶玲

（陜西秦嶺水泥〈集團〉股份有限公司，陜西耀縣727100）

0 前言

邊緣傳動磨機的傳動齡輪，目前廣泛采用變位齡輪。作為傳遞動力的齡輪，尤其是小齡輪，在使用一段時間后，需要更換或調面使用。如何快速、簡便、高質量地更換小齡輪，對于提高磨機的運轉率具有十分重要的意義，本文就此進行了深入的探討，現介紹如下。

1 問題的提出

邊緣傳動磨機在拆裝小齡輪時，往往需要拆除小齡輪軸承座的地腳螺栓，移動小齡輪軸承座后，才能拆裝小齡輪。這樣既延長了磨機的停機時間、增加工作量，又降低了齡輪的裝配質量。原因是小齡輪安裝位置，即：大、小齡輪中心連線與水平面的夾角——安裝角θ的限制造成的，如圖1所示。

圖1 大、小齒輪安裝圖

在磨機設計之初確定安裝角時，通常要考慮以下2個方面的因素。

1.1 機件受力合理

理論上，使齡輪嚙合線處于鉛垂位置，小齡輪對大齡輪的作用力垂直向上，可減輕磨機主軸承的載荷，并降低筒體的彎曲應力，大齡輪對小齡輪的反作用力垂直向下，使小齡輪傳動軸承座和基礎只承受壓力，并改善聯結螺栓和地腳螺栓的受力狀況，這樣，安裝角θ應等于嚙合角α，即θ＝α。

但考慮齡面間摩擦角，則安裝角θ＝α－ρ。式中ρ為齡面間摩擦角，一般ρ＝6°30′左右，對于變位齡輪：α＝20～25°。

因此，考慮機件受力合理的情況下，安裝角θ＝α－ρ＝（20～25°）－6°30′＝13°30′～18°30′。

1.2 基礎高度合理

如果安裝角過小，則小齡輪的水平位置就得提高，小齡輪的軸承座基礎、減速機和電機的基礎都將隨之增高，基礎重量增加，維護、檢查、檢修極為不方便。因此，設計單位在選擇安裝角時，都盡可能取最大值，一般選θ＝17～20°，盡量使小齡輪軸承座基礎與磨機主軸承座基礎一樣高或差別不是太大。

2 解決方案的依據

不移動小齡輪軸承座，使小齡輪能沿大齡圈周向滾出、滾入的辦法來拆裝小齡輪。

以“在不移動小齡輪軸承座的前提下，使小齡輪能沿大齡輪周向滾出、滾入”作為條件，推導出安裝角θ。

式中：a——大、小齡輪的中心距，mm；

r——小齡輪軸軸承外圈半徑，mm；

c′——齡頂間顆，mm，變位齡輪將齡高減小，仍保持標準頂顆，但為穩(wěn)妥起見，取c′＝0.2m（m為模數）。

通過實際計算知道，按（1）式計算出的安裝角較小，一般為11～15°，在生產過程中，滿足機件受力合理和基礎高度合理的要求是比較重要的。因此，設計單位在設計邊緣傳動磨機時，優(yōu)先考慮選擇較大安裝角即θ＝17～20°，從而導致了小齡輪在更換或調面使用時，必須拆動小齡輪軸承座。

3 實施方法

改進小齡輪軸承座局部結構，不移動小齡輪軸承座，使小齡輪沿大齡圈滾出、滾入。

3.1 使小齒輪沿大齒輪滾出、滾入的條件（見圖2）

圖2 幾何計算簡圖

O1和O2分別為小齡輪和大齡輪的回轉中心，θ為安裝角，a為中心距，r為小齡輪軸承外圈半徑，圖中兩點劃線圓分別表示兩齡輪的節(jié)圓，連O1A和O2E，考慮齡頂間顆c′，顯然，小齡輪沿大齡輪滾出、滾入的條件為：

3.2 小齒輪軸承座局部改造

依據小齡輪沿大齡輪滾入、滾出的條件，將軸承座中的ABE三角區(qū)域切掉即可，如圖3所示。因為此區(qū)域沒在受力面上，且不影響軸承上蓋的固定。

下面計算ABE三角區(qū)域尺寸（即計算AB和EF的尺寸），如圖2所示。

在△O2CA中，O2A2＝AC2＋O2C2

但因O2C＝a×sinθ （4）

將（2）、（4）式代入（3）式得：

再連O1E，使EF⊥O1A，在△O1O2E中，根據余弦定律得：

整理得：

圖3 小齒輪軸承座示意圖

從理論上說，AE應當是一段以O2為圓心的圓弧。實際上，該段圓弧長度相對于其半徑來說是很小的。為了加工方便，AE可以用直線線段來代替。考慮安裝、加工誤差，以（5）、（6）式計算出的AB、EF值，再增加2～5mm的余地（視軸承座尺寸而定），以便保證小齡輪能順利地沿大齡輪滾入、滾出。

以我公司干法分廠五號窯Φ2.8×5＋3m煤磨為例，大、小齡輪采用變位齡輪，其參數θ＝20°，a=2465.85mm，r=270mm，Mn=22mm，c′=4.4mm，按（1）式計算，得出θ≤11°，而煤磨的安裝角θ＝20°，故更換小齡輪時必須拆動小齡輪軸承座。若將軸承座按圖（4）所示切掉1塊，按式（5）計算得AB≥10.85mm，按式（6）計算得EF≥42.2mm。這樣改動后，就不必移動軸承座而順利地更換小齡輪。

圖4 五號窯煤磨小齒輪軸承座

4 效果分析

（1）由于小齡輪軸承承受的合力方向向下，而且軸承外圈不旋轉，加之有軸承上蓋固定，因此軸承座在水平中心線附近切掉的這一小塊對軸承的運轉沒有影響。

（2）將小齡輪軸承座進行改造后，在更換小齡輪或調面使用時，不需要移動小齡輪軸承座，簡化了小齡輪的更換程序，縮短了停機時間，節(jié)省了勞動力，提高了磨機運轉率，也避免了因軸承座找正不準造成的齡輪嚙合不良現象，保證了齡輪的裝配質量。此改造方法同樣適用于類似的齡輪傳動設備。

[1]徐灝.機械設計手冊.機械工業(yè)出版社.

[2]吳宗澤.機械零件與設計.機械工業(yè)出版社.

[3]鄭祖斌.通用機械設備.機械工業(yè)出版社.