輥壓機用行星齒輪減速機扭矩支撐形式

李洪雙

輥壓機用行星齒輪減速機扭矩支撐形式

李洪雙

行星齒輪減速機是輥壓機傳動中的主要部件，輸出扭矩平衡問題是設備運行的關鍵因素之一。本文總結了目前國內外常用的扭矩支撐形式，對各種形式的結構、使用注意事項以及制作經濟性等方面進行了論述。

輥壓機；行星齒輪減速機；扭矩支撐

輥壓機及擠壓粉磨技術在現代水泥廠的粉磨系統中因其節能顯著而得到廣泛應用。現行輥壓機采用行星齒輪減速機，其輸入端通過萬向聯軸器與電機相連，輸出端與輥壓機輥軸頭用脹套聯軸器相連。在減速機家族中，行星減速機具有體積小、傳動效率高、減速范圍廣、精度高等諸多優點，作為輥壓機的傳動部件,減速機支撐形式尤其重要,本文就市場上常見的扭矩支撐形式的結構原理，設計以及使用中需注意的方面作一簡述。

行星齒輪減速機安裝定位是輥壓機主軸,不用基礎固定。剛性的懸掛在輥壓機主軸上,輸出扭矩由扭矩支撐平衡。對這種減速器必須解決扭矩平衡的問題。固定輥的行星齒輪減速機只要能夠平衡傳遞扭矩就可以了，結構和受力會相對簡單；浮動輥減速機的扭矩支撐除了承受扭矩外，還需要跟隨主軸作水平運動，同時還要承受由于輥縫偏差產生的輥子偏斜角度，這就是浮動輥的工作狀況。考慮到對稱性，固定輥和浮動輥通常采用相同的扭矩支撐形式。行星齒輪減速機的扭矩支撐形式大體分為以下幾種:

（1）單臂扭矩支撐形式的結構原理如圖1所示。這種結構比較簡單，通過搖桿AB和連桿BC來實現扭矩平衡。當減速器傳遞力矩，產生一個反力矩T時，支承在基礎上的搖桿AB便產生一個反作用力F0將反力矩平衡。這樣就會在減速器軸上產生一個與F0大小相等方向相反的力F通過擠壓輥軸、軸承和軸承座作用到機架上，使這些零部件的負荷加大，當活動輥發生水平移動時，通過搖桿的擺動可以適應。但減速器帶內齒圈的殼體本身也要隨之產生一個微小的偏轉角。這個偏轉角對整個傳動裝置來說沒有影響。也就是說，在活動輥發生水平移動時，靠鉸點B處的夾角αB的改變來滿足這種要求。AB和BC，BC和基礎之間采用關節軸承連接，活動靈活。輥子偏斜產生的角度由關節軸承旋轉角度以及扭矩臂旋轉角度來承受。

目前比較成熟的圖2、圖3兩種形式，雖然稍有不同，但是結構和原理是相同的。設計時保證扭矩臂盡量長，進而保證浮動輥在水平移動距離和輥子偏斜角度一定的情況下，轉角盡量小，關節軸承轉角盡量小，來保證減速機的運行穩定。扭矩的平衡力由基礎提供，相對于輥壓機輥子的相對運動來說，這種扭矩臂的支撐形式對基礎的載荷均為壓力，對于土建基礎和地腳螺栓的工作狀況是有益的。

（2）雙臂扭矩支撐形式的結構原理如圖4所示。它是利用平衡力矩的原理，設計成兩個L型的連桿結構來實現的。連桿A1B1和A2B2的兩端分別與減速器的出軸端扭矩板的結合處兩點A1、A2和扭矩桿的兩點B1、B2相鉸接，構成一個空間平行四邊形機構。

當減速器的反向力矩T產生以后，兩個連桿A1B1和A2B2便受兩個方向相反的力F作用。因為扭矩桿D1D2的兩個支桿B1C1和B2C2與其剛性聯接，扭矩桿D1D2便產生微小扭轉變形，所以能將扭矩平衡掉（D1D2成為扭矩軸）。當活動輥產生水平位移時，鉸接的平行四邊形可以水平移動，所產生的微小垂直方向的位移，仍可利用扭矩軸D1D2的轉動產生的高差得到補償。當活動輥產生偏斜時，通過 A1、B1、A2、B2四個位置的關節軸承轉動以及A1B1和A2B2兩個連桿的擺動來實現輥子偏斜狀態下傳遞平衡扭矩。

圖5顯示的這種扭矩支撐形式在國內市場上得到了越來越廣泛的應用，多家設計單位認可這種結構形式。當浮動輥產生水平移動時，扭矩臂產生轉角隨著輥子運動，同單臂支撐相同，轉角越小越穩定。設計時應該保證兩個扭矩臂盡可能的長，但設備規格確定后，兩輥之間的距離相對固定。扭矩臂的長度設計時，在位置允許的情況下，保證扭矩臂長度。同時由于設備的扭矩由基礎以及地腳螺栓來平衡，減速機對基礎的載荷一端為拉力一端為壓力，這就對基礎的設計、地腳螺栓的選型和安裝提出了高的要求。

（3）相互作用的扭力支撐如圖6所示，它是利用兩臺減速器輸出扭矩方向相反的特點，用連桿機構將兩臺減速器的低速出軸殼體法蘭聯接起來，相互平衡各自的扭矩。當活動輥作水平移動時，通過鉸鏈處K點兩連桿的夾角α的改變來滿足兩個擠壓輥中心距的變化。當活動輥發生偏斜時，靠扭矩板的關節軸承轉角來實現。

這種結構的扭矩支撐把減速機的輸出扭矩相互平衡掉，設計結構很獨特，不與基礎連接，節省了地腳螺栓和土建基礎。但是給安裝和使用提出了很高的要求，要求輥壓機運行輥縫偏差必須嚴格控制，避免由于輥縫偏差過大產生的輥子偏斜，以及輥子產生的軸向伸縮造成浮動輥扭矩支撐板與固定輥扭矩支撐板的轉角過大而產生振動。圖7顯示的這種結構扭矩支撐結構簡單、緊湊，曾經一度受到追捧，但經過一段時間的實踐證明，此種方式固定輥和浮動輥相互產生的振動較大，相互干擾也大。曾經有現場出現過由于連接位置裂開，互相作用的扭矩板失去支撐點，打到另一臺減速機上的重大問題，危險性較大。

圖8是國外某公司的扭矩支撐，是將單臂支撐和相互作用支撐融合在一起，在固定輥減速機的扭矩支撐端增加一個支撐點，與基礎連接，增加了該部分的安全性。但是依然通過夾角α的改變來滿足兩個擠壓輥中心距的變化，相互干擾較大。且要求輥壓機來料均衡，輥縫允許偏差較小，浮動輥運行穩定，來保證相互作用的角度和扭矩支撐穩定。但是這種結構加工難度大，加工成本比較高，國內很少采用。

綜上所述，輥壓機傳動用行星齒輪減速機的扭矩支撐形式各不相同，均能滿足使用要求。筆者推薦選用單臂和雙臂的結構。無論哪種形式，扭矩支撐都是要通過輥壓機主機以及系統的設計和輥壓機設備的控制來保證兩輥子寬度方向來料均勻，實現輥縫兩端偏差很小，達到設備穩定。另外關節軸承在扭矩支撐這個結構中起到了關鍵的作用，尤其是在承受輥子偏斜方面，因此使用和維護中要注意按時加油脂，使關節軸承活動靈活，保證設備運行穩定。

Torque Support Type of Roller Press Planetary Gear Units

LI Hong-shuang,ZHANG Sheng-quan
(Sinoma Technology&Equipment Group Co.,Ltd.Keli Subbranch TianJin 300400)

Planetary gear units is the primary part in roller press drive system.The torque balance is one of the key factors in roller press op?eration.In this paper,common torque support at home and abroad are summarized.Several structures,matters needing attention and econo?my of processing are discussed.

Roller press;Planetary gear units;Torque support

TQ172.639

A

1001-6171（2012）04-0090-03

通訊地址：中材裝備集團有限公司科力分公司，天津 300400；

2012-03-13；

趙 蓮