大型塔式磨機減速器的設計

北方重工傳動設備分公司|陳國彥

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大型塔式磨機減速器的設計

北方重工傳動設備分公司|陳國彥

本文介紹了為大型塔式磨機配套使用而設計的立式雙行星結構減速器，通過對速比的優化分配、均載的合理運用，以及可靠的潤滑和密封，開發出了滿足大型塔式磨機現場實際運行特點及使用情況的減速器。大型塔式磨機；雙行星減速器；速比優化；均載；潤滑與密封

塔式磨機相對于球磨機節能約50%，且結構簡單，磨礦效率高，在超細粉碎行業得到了廣泛的應用，目前在國內外的化工、新材料、建材、礦山等領域獲得了廣泛應用。從目前國內外的情況看，塔式磨機的需求量越來越大，且逐漸向著大型化的方向發展。作為塔式磨機的核心設備，塔式磨機減速器的功率也隨著磨機功率的增大而增大，其穩定可靠的運行，對塔式磨機而言至關重要。同時，由于其安裝在塔式磨機之上，其上又固定著電機，一旦發生故障，檢修維護非常困難。勢必會造成整個生產線的運行停止，給生產效益帶來無法估量的損失。

因此，對于大型塔式磨機來說，配套的減速器必須安全可靠，本文以我廠新開發的TMLX1120塔式磨機行星減速器為例，闡述了大型塔式磨機減速器的設計。

技術參數及結構設計

該塔式磨機減速器的傳遞功率1120KW ，輸入轉速940r/min，傳動比52，輸出扭矩610KN。

塔式磨機減速器作為塔式磨機的核心設備，起到傳遞扭矩的作用，其不但要滿足主軸旋轉速度、傳動方向的要求;同時，由于特殊的安裝位置，也要求塔式磨機行星減速器驅動裝置必須符合效率高、傳動比大、體積小要求。通過借鑒國內外不同規格和型式的塔式磨機減速器的優點，以及根據它們在現場的實際運行特點及使用情況，我們決定采用立式雙行星結構（圖一）。

雙行星傳動速比的優化分配

充分利用各種傳動型式的最佳傳動比范圍可以極大提高產品的承載能力和獲得最小的產品外形尺寸。該減速器總速比52-53，采用兩級NGW行星傳動，一級速比8.89，二級速比5.89。輸入級采用大速比，是為了減小齒輪輪線速度及行星架轉速，有利于動平衡和減少發熱及噪聲。

兩級傳動的嚙合角按照=24°～26.5°，=17.5°～21°范圍選取，并通過合理分配變位系數，不僅提高減速器的承載能力，同時由于＞，太陽輪與行星輪嚙合的徑向力也比較大，有利于太陽輪和行星架浮動，從而提高均載效果。

行星傳動結構的載荷均布技術

輸入級和輸出級均為NGW型功率分流行星齒輪傳動。輸入行星級采用行星架完全浮動技術，以及行星齒輪采用調心滾子軸承支撐結構，達到均載的目的。輸出行星級采用太陽輪完全浮動技術,利用鼓形齒聯軸器聯接，達到均載的目的。

圖（一） 塔式磨機減速器的結構

減速器的潤滑

對于大型塔式磨機來說，配套的減速器必須安全可靠，而對于采用雙行星立式結構的磨機減速器來說，要保證其可靠性，就必須保證減速器箱體內軸承及各齒輪潤滑點的充分潤滑和減速器的密封。塔式磨機行星減速器采用采用自上而下的瀑布式強制潤滑，由主機油站提供潤滑油，考慮到現場安裝，盡量簡化外部接口。

減速器的密封

（1）輸入軸處的密封。在端蓋處給出一骨架油封，一方面封住軸旋轉而帶出的潤滑油，另一方面可以防塵。但是需要注意的是，此處盡管潤滑油會在重力的作用下往下流，但是由于軸承的高速旋轉，會將油封在端蓋與上面軸承之間，且油量油壓逐漸增大，單靠骨架油封不足以到密封的作用。不僅造成潤滑油從骨架油封處泄露，也會讓下面的軸承得不到潤滑而磨損、溫度升高、產生噪音，并最終報廢。因此，此處給出回油孔（圖二），為保證回油暢通，建議回油孔徑的截面積應大于入油孔徑截面積的25倍。

圖（二）輸入軸處密封

（2）齒圈與軸承座處的密封。齒圈與軸承座的密封在以前其他減速器的設計中主要是靠加工精度保證的，對加工精度及裝配要求高，并且在長時間的工作中，由于震動等原因，易發生滲漏油。這里主要采用兩種方法來加強密封：

圖（三）齒圈與軸承座處密封a在接觸面加密封圓橡膠（圖三）。b裝配時在接觸面抹上密封膠。

（3）輸出軸的密封。本減速器采用瀑布式強制潤滑，較大的油量使潤滑充分，避免了齒輪過度磨損、點蝕現象及軸承發熱等問題的產生。但是較大的潤滑油量會對密封造成壓力，尤其是立式結構的輸出軸處的密封，傳統的密封方法在這里已不能滿足輸出軸端的密封要求。這里針對輸出軸處的結構進行設計，給出了一套可行的立式行星減速器輸出軸端密封方案。

小結

該大型塔式磨機減速器采用兩級立式行星結構，在保證大功率、大速比的同時，使整機結構緊湊，體積小，重量輕；并運用行星齒輪速比優化分配、齒輪修形和均載等設計方法，使整機承載能力更高，傳動更平穩，噪音水平更低；合理的潤滑及密封設計，使整機在惡劣工況下運行安全可靠，壽命長。

參考文獻：

[1]成大先主編.機械設計手冊.北京：化學工業出版社，2002

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