萊鋼265m2燒結機柔性傳動系統改造

李傳收，羅宗堯，楊 霞，張進坤，趙俊勇

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪271104）

萊鋼265m2燒結機柔性傳動系統改造

李傳收，羅宗堯，楊 霞，張進坤，趙俊勇

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪271104）

萊鋼針對1#265m2燒結機柔性傳動系統結構繁瑣，經常發生大齒輪齒面磨損、膠合，小齒輪斷齒，彈性拉壓桿斷裂，齒輪箱漏油等問題，將傳動系統改造為緊湊結構，用PR減速機代替蝸輪減速機，同時通過改善齒輪表面硬度，改進聯接方式，加大扭力桿的扭矩等措施，保證了燒結機的高效運行。

燒結機；柔性傳動裝置；減速機；拉壓桿

1 前言

萊鋼型鋼煉鐵廠1#265m2燒結機自2004年4月投產以來，運行不穩定，故障率高，燒結機主機懸掛減速機齒輪箱的大齒輪齒面磨損并發生膠合現象，小齒輪斷齒，彈性拉壓桿斷裂頻繁，齒輪箱漏油等，嚴重影響了燒結礦的產、質量。針對上述問題，對燒結機的柔性傳動系統進行改造，取得較好效果。

2 燒結機柔性傳動裝置及結構特點

柔性傳動裝置是一種低速、傳動轉矩大、噪音低、結構緊湊、成本低的新型傳動裝置。1#265m2燒結機的傳動采用柔性傳動裝置，由單電機驅動。在傳動中采用了功率分流的方法，將低速級的末級大齒輪用兩個小齒輪進行周邊驅動即多點嚙合傳動，并通過齒輪箱下部的拉壓桿反作用與扭力桿，自動調整兩個小齒輪與大齒輪的嚙合狀態和負荷分配，保持其良好的嚙合傳動。

柔性傳動裝置輸入軸是用萬向節聯軸器與固定在傳動平臺上的主電機的定扭矩聯軸器相聯，輸出大齒輪是直接通過漲套環無鍵聯接的方式裝在被驅動主軸的伸出端上。傳動方式為：主電機→輔助減速機→蝸桿→萬向節聯軸器→蝸桿→蝸輪→小齒輪→大齒輪。

柔性傳動裝置的齒輪箱由左右、上下4個箱體組成。左右箱體與上下箱體不相聯，上下箱體用螺栓聯接懸掛在輸出軸大齒輪轂上，箱體間裝配有滾針軸承，可以相對運動。兩個小齒輪和蝸桿分別安裝在左右箱體的軸承孔內，兩個蝸桿直接懸掛在兩個小齒輪的軸承箱上。左右蝸輪副帶動各自的小齒輪按同一方向旋轉，驅動安裝在燒結機星輪軸上的大齒輪。左右箱體的下部是轉矩平衡裝置，中間用連桿聯接，用以平衡左右小齒輪圓周力產生的轉矩。轉矩平衡裝置由曲柄、扭力桿和軸承座組成。來自兩連桿的力構成轉矩，使扭力桿受扭。上下拉桿安裝在左右箱體的軸承座上，兩根拉桿呈對角線布置，拉桿的兩端裝有球面軸承，上拉桿一端還裝有碟形彈簧，用拉桿通過左右箱體把小齒輪和大齒輪壓靠在一起。在左右箱體的下面配置有拉壓桿，用以平衡左右箱體的載荷。

在這種傳動中，為了減小傳動系統的外廓尺寸，采用了功率分流的方法，將低速級的末級大齒輪用多個小齒輪進行周邊驅動，即多點嚙合傳動。該燒結機的傳動結構形式為兩點嚙合、拉桿式、懸掛安裝、柔性支承結構。左右兩齒輪箱通過交錯配置的兩拉桿，使兩小齒輪與大齒輪嚙合來帶動大齒輪的旋轉，并通過兩齒輪箱下部的拉壓桿將部分作用反力傳到扭力桿上，來自動調整兩個小齒輪與大齒輪的嚙合狀態和負荷分配，始終保持良好的嚙合和傳動性能。

3 柔性傳動系統存在的問題及原因分析

燒結機投產后，由于燒結機主機懸掛減速機的柔性傳動系統存在缺陷，運行不穩定，故障率較高，投產半年左右就發生大齒輪齒面磨損、膠合，小齒輪斷齒，小齒輪箱中齒輪與渦輪之間的軸承也經常損壞，彈性拉壓桿頻繁斷裂等設備事故，嚴重制約了燒結系統設備的正常運轉，影響了燒結礦的產量。每年更換燒結機拉壓桿、減速機、萬向聯軸器等備件費用達40萬元以上。由于現場空間狹小，操作不便且加大了職工的勞動強度。

通過現場分析，認為導致柔性傳動系統故障率高的主要原因如下：

1）柔性傳動系統結構較為繁瑣，需通過多道傳動，出現故障停機的概率高。

2）渦輪蝸桿減速機傳動嚙合齒面間的相對滑動速度較大，效率低，發熱量大，齒面容易發生磨損和膠合失效。

3）左、右蝸輪減速器和小齒輪箱、主箱體、懸浮式齒輪箱及制動裝置等全部支托在扭力桿兩端的轉矩臂上，靠扭力桿自身能承受的扭力矩來吸收沖擊載荷，而扭力桿扭力矩不夠大，調節能力有限，所以萬向節聯軸器、彈性拉壓桿斷裂頻繁，投產2 a多彈性拉壓桿就更換10套左右，浪費大量的人力、物力和財力。

4）兩個小齒輪間的彈性拉桿在運轉過程中，有較大的沖擊載荷，使大、小齒輪間的嚙合點頻繁滑動、沖擊，造成輪齒間的磨損嚴重。改造前兩個小齒輪分別于2005年和2006年出現斷齒，大齒輪已磨損1/2，且兩側磨損明顯不均。小齒輪和大齒輪的設計強度不能滿足要求。

5）小齒輪箱與箱體之間的密封沒能解決好，漏油現象時有發生，既造成浪費，又污染環境。

4 改造措施

針對多道傳動、結構繁瑣的情況，將傳動系統改造為緊湊結構。柔性傳動系統改造前后的結構如圖1所示。

圖1 改造前后柔性傳動裝置結構示意圖

1）改造后的柔性傳動系統依據原傳動系統的扭矩進行設計，全部采用高強度的硬齒面漸開線齒輪，并進行調質處理。

2）用PR減速機（PMD409H-355V）代替渦輪蝸桿減速機。該減速機屬大扭矩圓柱齒輪，可以彌補渦輪蝸桿減速機的先天不足。

3）該系統左右對稱各用1臺調頻電機驅動PR減速機，帶動小齒輪傳動，取消2個小齒輪間的彈性拉桿，消除彈性拉桿沖擊力對齒輪嚙合的影響。齒輪箱和小齒輪軸采用漲套環聯接，提高了扭矩傳遞的可靠性，同時為安裝維護提供了便利。

4）整個PR減速機的大小齒輪統一安裝在一個機箱內，有效解決了原軸承箱漏油問題。

5）延長扭力桿長度150mm，加大扭力矩，增強扭力桿的調節能力，使扭力桿對沖擊載荷、撓曲變形的調節能力增強，減小了彈性拉壓桿的載荷，減少了彈性拉壓桿、扭力桿斷裂故障的發生。

5 改造效果

萊鋼1#265m2燒結機柔性傳動裝置改造后，系統設備運行可靠性強，故障率低，維修費用少，噪音小，維修工作量小。投入使用以來沒發生過因傳動系統故障造成的燒結機停機，提高了燒結機作業率，保證了燒結礦的產量和質量，年增效益600余萬元，同時也降低了職工的勞動強度，改善了現場作業環境。

Transformation of the Flexible Gearing System for 265m2Sintering ma chine in Laiwu Steel

LI Chuan-shou,LUO Zong-yao,YANG Xia,ZHANG Jin-kun,ZHAO Jun-yong
（Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

Abstrract:Because of the tedious structure of the flexible gearing system for No.1 265m2sintering machine in Laiwu Steel,many problems occurred frequently,such as the tooth surface abrasion and agglutination of the gearwheel, the pinion tooth break,elastic throw rod break and gear box oil leak.Laiwu Steel trans for med the drive system in to the system with compact structure,replaced the worm gear by PR reducer,ameliorated gear surface hardness,improved the coupling way and enlarged the to rque of to ggle rod etc,guaranteeing the sintering ma chine high effective operation.

sinter machine;flexible gearing;reducer;throw rod

TH132.4

B

1004-4620（2011）04-0014-02

2011-01-26

李傳收，男，1967年生，1989年畢業于包頭鋼鐵學院冶金機械專業。現為萊鋼型鋼煉鐵廠副廠長，高級工程師，從事設備管理工作。