干燥窯回轉(zhuǎn)設備傳動系統(tǒng)中自調(diào)位齒輪的應用

肖光輝，李 淵

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠，廣東 仁化 512300）

1 設備中的傳動系統(tǒng)

從目前干燥窯的情況來看，傳動裝置主要分為以下兩種：①開式齒輪傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)在是應用過程中，經(jīng)常被應用在尺寸較小，或者設備相對比較陳舊，應用年限較多的回轉(zhuǎn)圓筒中，該類型的傳動系統(tǒng)在該情況下應用能夠發(fā)揮出不錯的作用。②懸掛小車式柔性傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要適合應用到尺寸相對較大的回轉(zhuǎn)圓筒設備中，同時也是現(xiàn)階段，相對比較先進的一種柔性傳動形式。該傳動系統(tǒng)在具體應用過程中，將具有彈性元件的柔性支撐安裝在末級傳動鏈上，通過對其進行應用，可以起到一定的沖擊和緩沖作用。系統(tǒng)運行過程中，末級小齒輪利用小車與末級的大齒輪相掛靠，這樣系統(tǒng)在運行過程中，小齒輪可以適應大齒輪的具體變化，確保磨機齒輪始終都能夠處于良好的嚙合狀態(tài)。由此可見，這種傳動裝置在具體應用過程中，一方面能夠很好的適應重載大扭矩傳動的具體要求，另一方面也能夠解決傳動系統(tǒng)在具體運行過程中出現(xiàn)的振動、沖擊等不良現(xiàn)象，保證系統(tǒng)運行過程中不會出現(xiàn)任何問題。

系統(tǒng)在應用過程中，針對采用的開齒輪傳動系統(tǒng)，因為基礎沉降，或筒體在各種因素的影響下發(fā)生了變形，都有可能會導致起齒輪嚙合出現(xiàn)問題，容易出現(xiàn)齒輪偏載等各種不良影響。通過具體分析可以發(fā)現(xiàn)，如果采用柔性傳動形式，若系統(tǒng)在運行過程中，懸掛小車箱體發(fā)生了嚴重的變形情況，或小車滾動與滾動間出現(xiàn)了磨損不均勻情況，將會都小車齒輪在運行期間發(fā)生偏載，情況嚴重時，會導致小車齒輪磨損，使其性能遭受破壞，同時還會縮短小車在應用過程中的壽命長度[1]。如果在回轉(zhuǎn)筒設備安裝過程中，適當傾斜，則可以使這些問題得到有效解決。大量的工作人員和專家，對現(xiàn)場進行分析與研究，對某機械廠干燥窯回轉(zhuǎn)設備末級齒輪傳動項目進行改造，最終依據(jù)具體情況，提出了小齒輪自調(diào)位置方案。

2 具體設計方案分析

小齒輪自調(diào)位裝置是小齒輪可以作為中心，在特定的范圍內(nèi)，能夠沿球面進行“自由”轉(zhuǎn)動，從而適應大齒輪位置變化的一種自制適應裝置。設計的裝置的結(jié)構(gòu)特點是，小齒輪軸兩端軸徑大小不會發(fā)生變化，軸與小齒輪之間的連接方式發(fā)生了改變，通過鼓形齒輪、齒圈嚙合副傳遞扭矩代替鍵連接，鼓形齒傳動副兩側(cè)采用同心球面關節(jié)軸承支撐，通過該形式，小齒輪與回轉(zhuǎn)體上的大齒圈間的徑向作用力主要由全面關節(jié)軸承來承擔，此時系統(tǒng)中的鼓形齒輪傳動副在具體應用過程中，起到的主要作用為傳遞力矩[2]。系統(tǒng)在實際運行過程中，如果由于一些因素影響，導致小齒輪與大齒輪圈間的中心線不平行，此時，嚙合緊的一邊將會形成附加力矩作用，該作用的存在，將會致使小齒輪圍繞著關節(jié)軸承中心發(fā)生轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動會一致進行下去，直到系統(tǒng)中的小齒輪與大齒輪圈中心線相平行，轉(zhuǎn)動才會停止，此時附加力矩消失，同時嚙合作用也將會處于一相對平衡的狀態(tài)，通過該方式，使系統(tǒng)中的嚙合條件能夠得到進一步改善，并且能夠延長小齒輪在應用過程中的壽命。

該廠內(nèi)的干燥爐窯回轉(zhuǎn)設備中的末級傳動齒輪副，在設備運行一年左右的時間后，末級小齒輪出現(xiàn)了過度磨損，從而將會導致其性能受到較為嚴重的影響。齒輪發(fā)生磨損出現(xiàn)的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：齒輪變簿、齒輪兩端會出現(xiàn)較大差別，主要為一邊齒厚較厚，另一邊磨尖，偏載現(xiàn)象較為明顯。在具體問題分析過程中，通過對比方式對齒輪失效和失效的具體形式進行詳細分析，然后向?qū)＜易稍儯?jīng)過探討，最終決定改造設計末級傳動形式。需要相關人員注意的是，在進行具體改造前，應當確保與原裝置具有嚴格互換的基礎下，對現(xiàn)有裝置進行改造，對嚙合情況進行改善，通過該方式，使大小齒輪的壽命能夠得到進一步延長。此外，為了確保小齒輪兩端的支撐裝置的具體位置不會發(fā)生改變，不僅要求軸兩端的軸徑大小不會發(fā)生改變，并且在新裝置中，要限制軸中部直徑的最小值，避免其對裝置的性能會運行造成不良影響。除此之外，因為要確保新傳動裝置與原傳動裝置兩者間應當具有嚴格互換性，因此小齒輪的嚙合參數(shù)必要保持不變，同時，要依據(jù)實際情況，對的吃輪邊緣的具體厚度情況進行合理設計，齒輪的厚度要適中，這也就限制了改造后小齒輪內(nèi)控。實際改造過程中，應當在滿足上述約束條件的基礎下，通過改造，將原裝置改造成小齒輪自調(diào)位裝置，這樣也就使小齒輪可以隨著大齒輪的改變而發(fā)生變化，在具體角度上可以進行適當擺偏，最終達到改善嚙合具體條件的效果，使小齒輪的應用壽命能夠得到進一步延長。

本次改造方案設計過程中核心內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①鼓形齒輪傳動副的設計。在實際設計過程中，應當將鼓形齒輪與軸合理的做成一個整體，從而形成股形齒輪軸，并且，小齒輪內(nèi)孔待鼓形內(nèi)齒圈。為了確保系統(tǒng)的功能能夠得到實現(xiàn)，應當指派專人對軸應用過程中的具體強度、鼓形齒的強度進行校核，并且要選擇合理的參數(shù)，確保最終選擇的參數(shù)能夠達到相應的設計要求標準，使裝置在應用過程中的性能能夠得到充分發(fā)揮。②關節(jié)軸承設計。通過對裝置的運行情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，鼓形齒輪副兩側(cè)的關節(jié)軸在運行過程中，需要承受全部齒輪嚙合徑向力，這也就對結(jié)構(gòu)中的軸承材料、球面的具體加工精度提出了更高的要求，綜合考慮裝置的性能、經(jīng)濟等各項因素，最終選擇具有較強抗沖擊性能的滲碳鋼作為裝置中軸承的主要材料，對于裝置中的內(nèi)外前，則應當先進行配對研磨，在完成該項作業(yè)后，再進行滲透處理，從而使接觸面的具體硬度能夠達到相應的要求標準。本次工程改造方案投資少、實現(xiàn)簡單、安裝容易，運行可靠，完成工程改造后，通過多次安裝調(diào)試，齒輪的運行十分穩(wěn)定，同時也很好的解決了末級傳動嚙合不良現(xiàn)象，設備經(jīng)過改造后，運行期間并未在出現(xiàn)安全問題，達到了相應的預期效果，并且也得到了相應工作人員的認可，可見該改造方案是可行的。

3 結(jié)語

齒輪嚙合偏載是干燥窯回轉(zhuǎn)設備傳動系統(tǒng)在具體運行過程中的一項重要問題，該項問題的出現(xiàn)，不僅會對生產(chǎn)造成影響，而且會導致設備在運行過程中出現(xiàn)安全問題，對設備造成破壞。因此，應當加強相應的分析工作，通過分析，最終決定采用自調(diào)位小齒輪裝置，將其合理的應用到回轉(zhuǎn)設備中，使其作用能夠得到充分發(fā)揮，從而確保生產(chǎn)工作的順利進行，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1]樊菊梅.機械設備傳動系統(tǒng)的設計及校核[J].磚瓦,2013(07)：9-12.

[2]任紹錦.自調(diào)位裝置中小齒輪的改造研究與有限元分析[J].四川兵工學報,2012,33(02)：62-63+67.