弧齒錐齒輪在φ2.2M圓錐破碎機的應用

胡新妹

(江西銅業集團公司德興銅礦，江西 德興 334224)

1 引言

圓錐破碎機在礦山的破碎作業應用十分廣泛，和其他破碎設備相比，它具有破碎比大，產量高，功耗少，產品粒度細而均勻，適合破碎中硬礦石的特點。所以在我廠應用比較廣泛，總共有16臺圓錐破碎機，其中5臺中碎，11臺細碎。除了三臺HP800圓錐以外，其余都是φ2.2M彈簧圓錐破碎機，φ2.2M彈簧圓錐破碎機每天的處理量在2.64萬t/d，占全廠處理量的64%，所以φ2.2M彈簧圓錐破碎機運行的好壞直接影響到我廠生產任務的完成情況。

2 主要結構

φ2.2M彈簧圓錐破碎機由動錐和固定錐組成破碎腔。可動錐錐體壓裝在主軸(堅軸)上，主軸一端插入偏心軸套的錐型孔中。偏心軸套錐型孔中裝有尼龍襯套。當傳動齒輪帶動偏心軸套旋轉時，深入偏心軸套內的主軸帶動可動錐作旋擺運動，使可動錐錐面與固定錐時離時合，產生碎礦和排礦。主要結構如下圖1所示，主要由以下部分組成:機架部，支承套及調整套部;傳動軸部;空偏心軸部與止推軸承部;碗型軸承部;破碎圓錐部;潤滑系統;彈簧保險裝置;液壓鎖緊和排礦口調整裝置。

3 存在問題

我廠現有13臺φ2.2M彈簧圓錐破碎機還是上世紀八十年代的產品，傳動軸部的傳動齒輪為直齒錐齒輪傳動，相互嚙合的輪齒是線接觸，由于齒輪制造，安裝的誤差以及傳動時的變形，容易產生僅輪齒一端接觸的現象，從而引起載荷集中，傳動不平穩，承載能力低，傳動效率也比較低，容易產生斷齒等現象[1－2]，甚至會震動至機架開裂，每年都要更換齒輪，工人勞動強度大，備件成本難以控制，生產得不到保障。如下圖2為我廠齒輪傳動示意圖:

圖1 φ2.2M圓錐破碎機結構圖

圖2 齒輪傳動示意圖

4 分析和對策

重合度是齒輪傳動的一個重要參數，重合度越大，意味著同時參與嚙合的輪齒對數越多，齒輪傳動就越平穩，承載能力也越高[1－2]。下面就以重合度系數來分析現有直齒錐齒輪的傳動。

表1 直齒錐齒輪的基本參數[3－4]

由直齒錐齒輪傳動公式[4－5]可得:

由此得出直齒錐傳動齒輪的重合度系數為1.728，直齒錐傳動齒輪承載能力低，傳動不平穩，工作易折齒，而弧齒錐傳動齒輪承載能力高，運行平穩，并且重合度系數也大，為了提高圓錐齒輪的承載能力和使用可靠性，減少故障，降低維修費用和工人的勞動強度。我廠決定由格利森弧齒錐齒輪來替代現有的直齒錐齒輪，最后確定具體參數如下表:

表2 格里森弧齒錐齒輪的基本參數[3－4]

由弧齒錐齒輪傳動公式[4－5]可得:

5 結語

由此可知:通過改造之后弧齒錐齒輪傳動的重合度增大到了2.22，改造之后弧齒錐齒輪相比直齒錐齒輪有以下幾個優點:(1)增大了接觸比，也就是增加了重和度系數，減輕了沖擊，使傳動更平穩，并且降低了噪音。(2)負荷比壓降低，磨損較均勻，相應增大了齒輪的負載能力，使用壽命更長。(我廠以前使用的直齒錐齒輪一般一年左右就要更換，從2010年改造之后弧齒一直用到現在沒有任何問題。)(3)可以進行齒面的研磨，以降低噪音，改善接觸區和提高齒面光潔度[6]。 (4)由于減輕了沖擊，使傳動更平穩，大大提高了大小銅套的使用壽命。(5)大大降低了備件成本，減輕了工人的勞動強度，為礦山的生產任務的完成提供了強有力的保證，也為全國其他礦山地方還在大量使用的老式圓錐破碎機的技術改進，具有很好的借鑒作用。

[1]孫桓，陳作模.機械原理[M].北京:高等教育出版社，1996:245－316.

[2]孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理[M].7版.北京:高等教育出版社，2011:251－263.

[3]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].8版.北京:高等教育出版社，2006:223－226.

[4]機械設計手冊編委會.機械設計手冊(第3卷)[M].北京:機械工業出版社，2004:179－209.

[5]朱孝錄.齒輪傳動設計手冊[M].2版.北京:化工工業出版社，2010:250－271.

[6]周雪花，杜金生，陸偉光.格里森弧齒錐齒輪設計方法研究[J].河南農業大學學報，1995，29(1):34－37.