擺線針輪減速機在XMQ350×160球磨機上的應用

李曉宇，楊 沫，張先成，韓佳君

吉林省地質技術裝備研究所，吉林 長春 130103

0 引言

XMQ350×160球磨機傳統的傳動系統上是采用自制齒輪減速機構，傳動系統質量重，造價高，加工周期長、安裝拆卸難度大。本文介紹了安裝有擺線針輪減速機的XMQ350×160型球磨機的結構特點，闡述擺線針輪減速機應用在球磨機上的優勢。

1 球磨機傳動結構分析

球磨機是實驗室磨礦主要設備，可供實驗室濕法磨細礦石之用，也可供冶金、建材、化工輕工、煤炭、水電、農業和地質實驗工作中的人工重砂、礦石技術加工等磨細物料之用[1]。傳統球磨機傳動形式是齒輪傳動。

傳統XMQ350×160型球磨機主要技術參數是滾筒尺寸Φ350×160 mm，電機功率1.1 kw，電機轉速910 r/min，滾筒轉速63±2 r/min。圖1為傳統XMQ350×160型球磨機傳動結構示意圖，電動機2經過齒輪系3，帶動球磨滾筒1滾動。由于空間限制，只能采用兩級齒輪減速，為了獲得較高的減速比，需要采用6級電機驅動。

這種傳動結構齒輪箱體積龐大，且都為非標零件，需要特殊加工，加工難度大，質量重，造價高，安裝拆卸難度大。

2 擺線針輪減速機的結構特點

擺線針輪減速機是采用擺線針尺嚙合的、少齒差行星傳動原理設計而成的一種新型傳動機械，已廣泛地應用到各個領域[2]。

擺線針輪減速機可分為：輸入、減速、輸出三個部分。在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉臂的滾柱軸承，形成H機構、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內嚙合減速機構。

與普通減速器比較，擺線針輪減速機具有一下優點：

（1） 結構緊湊、體積小。由于采用了行星傳動原理，輸入軸輸出軸在同一軸心線上，使其獲得盡可能小的尺寸。

（2） 高速比、高效率。擺線針輪減速機單級傳動速比能達到1:87，效率在90%以上，如果采用多級傳動，減速比更大。

（3） 運轉平穩、噪聲低。擺線針齒嚙合齒數較多，重疊系數大，以及具有機件平衡的機理，使振動和嗓聲限制在最小程度。

（4） 使用可靠、壽命長。擺線針輪減速機主要零件采用高碳鉻鋼材料，經淬火處理（HRC58～62）獲得高強度，并且部分傳動接觸采用了滾動摩擦，所以經久耐用壽命長。輸出轉矩N.M，當減速機短期瞬時載荷超過穩定載荷的160%時，應按尖峰載荷選擇，應保證Tmax/1.6≤TP ，式中：Tmax—負載最大尖峰轉矩N.M；

圖 1 傳統球磨機傳動結構示意圖Fig.1 Schematic diagram of ball mill with traditional structure

（3） 減速機輸入轉速不等于額定轉速時，應按TC≤TP選型：TC=（n/n1）1/ε，式中：TC—計算工作轉矩、n—實際輸入轉速r/min、n1—減速機額定輸入轉速r/min、ε—轉臂軸承壽命指數（球軸承ε=3，滾子軸承ε=10/3）、TP—減速機需用輸出轉矩N.M、T—負載工作轉矩。然后按T≤Tmax驗算，若滿足則選型合適，否則，應選

3 采用擺線針輪減速機的XMQ350×160型球磨機

采用擺線針輪減速機的球磨機傳動系統如圖2所示，電動機2經過擺線針輪減速機3降低速度后，帶動小皮帶輪4旋轉，球磨滾筒1與大皮帶輪5通過螺栓連接固定。小皮帶輪4通過三角帶帶動球磨滾筒1與大皮帶輪5轉動[3]。

擺線針輪減速機的選型分如下幾種情況[4]：

（1）減速機輸入軸轉速等于標準減速機額定轉速時：P×KA/η ≤P1P ，式中：P—負載功率kw、KA—工況系數、η—減速機效率、P1P—減速機輸入功率kw；

（2） 按減速機輸出軸轉矩選型時：T≤TP ，式中：T—負載工作轉矩N.M、TP—減速機需用擇較大型號；

圖 2 采用擺線針輪減速機的球磨機傳動系統圖Fig.2 Transmission system diagram of ball mill with cycloidal pin wheel reducer

（4）如果輸入的轉速是變化的，應根據使用條件確定。若要求功率一定，則應按最低轉速選型。若要求轉矩一定，則應按最高轉速選型。

采用擺線針輪減速機的球磨機設計特點：

（1） 擺線針輪減速機屬于成型產品，系列化程度高，規格齊全，在球磨機上選用可縮短產品設計周期。

（2）采用擺線針輪減速機的球磨機，由于去除了原有的齒輪箱，減少零部件加工量，裝配效率也大幅提高，從而加快產品的生產周期，同時降低成本。

（3）同等體積下，采用擺線針輪減速機的減速比要遠大于齒輪減速機，所以XMQ350×160型球磨機的電機可選用4極電機，從而降低電機成本。

（4） 擺線針輪減速機與電機融為一體，結構簡單、緊湊、體積小、質量輕。

（5）擺線針輪減速機已是專業化生產，質量穩定，故障率低，易于保養維護。

4 結論

（1） 球磨機采用擺線針輪減速機，改變了笨重的傳統傳動結構，使整機結構簡化，減少零件數量，體積小，質量輕，造價低。

（2） 球磨機采用擺線針輪減速機，便于產品系列化，加快產品的設計生產周期。

（3）擺線針輪減速機專業化生產，已被廣泛應用于各類機械設備，產品質量好，價格低，且保養維修方便。