1600kW礦用減速器型式檢驗裝置的研究

朱軍

摘要：根據國家煤炭行業標準《刮板輸送機用減速器檢驗規范》中的要求，新產品的試制、定型、鑒定，都應進行型式檢驗，檢驗項目包括：空載試驗、效率試驗、溫升試驗和超載試驗等。本文針對大功率刮板輸送機用減速器的型式檢驗，研制了加載試驗裝置。

關鍵詞：礦用減速器;型式檢驗;裝置

0? 引言

減速器是用于降低轉速、傳遞動力、增大轉矩的獨立傳動部件，是在原動機和執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用。

煤礦中應用減速器的機械有很多，比如：刮板輸送機、破碎機、帶式輸送機、采煤機和掘進機等。新研發的減速器產品質量決定著生產安全穩定的運行和高產高效能否得到保證。按照國家煤炭行業標準《刮板輸送機用減速器檢驗規范》的要求，新產品的試制、定型、鑒定，都應進行空載試驗、效率試驗、溫升試驗和超載試驗等型式檢驗項目。

功率為1600kW的三級圓錐圓柱行星齒輪減速器是刮板輸送機用減速器，為滿足該型號減速器的型式檢驗，研制了加載試驗裝置。

1? 技術分析

1.1 試驗產品的要求

該減速器型式檢驗要求：①空載試驗為正、反向各運轉2h;②空載合格后的減速器在額定轉速下按25%、50%、75%的額定負荷分三級進行試驗，每級正向、反向各運轉1h，然后再按100%負荷進行正向、反向運轉，達到熱平衡為止;③減速器在額定轉速下正向、反向按125%額定負荷各運轉1/6h。

1.2 試驗裝置的組成

該實驗裝置是由交流變頻電機、聯軸器、轉矩轉速傳感器、傳感器座體、臺架、聯接板、傳動軸、連接套、機械效率儀等組成。

1.3 檢驗原理

減速器型式檢驗所使用的電機加載功率為2500kW，最大轉速為1500r/min。型式檢驗時，電機拖動主試減速器，通過傳動軸拖動陪試減速器，陪試減速器與另一臺電機相連，電機與減速器之間增加轉矩轉速傳感器，并用數據線與機械效率儀連接，實現減速器型式檢驗的目的。主試電機提供動力，陪試電機提供負載。

轉矩轉速傳感器與電機和減速器之間都是通過聯軸器連接，兩臺減速器之間通過傳動軸連接，轉矩轉速傳感器緊固在底座上，減速器緊固在臺架上。

1.4 主要技術參數

減速器額定功率為1600kW，輸入軸額定轉速為1485r/min，速比為39.135，選取的電機功率為2500kW，所以計算出按125%額定負荷運轉時的輸出扭矩為：

選取轉矩轉速傳感器的規格為0-15000N·m。

2? 關鍵零件的分析

2.1 聯軸器

梅花形彈性聯軸器主要由兩個帶凸齒密切嚙合并承受徑向擠壓以傳遞扭矩，當兩軸線有相對偏移時，彈性元件發生相應的彈性變形，起到自動補償作用。與其它聯軸器相比，梅花形彈性聯軸器工作穩定可靠，具有良好的減震、緩沖和電絕緣性能;具有較大的軸向、徑向和角向補償能力;無需潤滑，維護工作量少，可連續長期運行。選擇梅花型彈性聯軸器。

在工作時，彈性元件受擠壓，聯軸器凸爪受剪切和彎曲，傳遞轉矩主要由彈性件材料的擠壓強度和梅花瓣數決定。

式（2）中：K—載荷系數，按表1選擇計算;

T—聯軸器的計算轉矩，N·mm;

D0—梅花瓣中心圓直徑，N·mm;

d—梅花瓣直徑，mm;

l—梅花瓣長度，mm;

z—梅花瓣瓣數，按1/2計算;

[σp]—許用擠壓應力，N/mm2，按表2選擇計算。

注意：選取K值時，剛性聯軸器和無彈性元件的撓性聯軸器宜取大值，彈性聯軸器宜取小值。

聯軸器的轉矩T為12862000N·mm，K選擇為2.3，D0=450mm，d=62mm，l=67mm。彈性元件材料為聚氨酯，硬度為HS90，根據表2可知，選擇[σp]=4.8N/mm2。

當z=12時，由式（2）可知，σp=5.275>4.8=[σp]

當z=14時，由式（2）可知，σp=4.52<4.8=[σp]

所以，聯軸器的花瓣瓣數為14，其結構如圖1所示。

聯軸器與轉矩轉速傳感器之間通過矩形花鍵連接，與減速器及電機之間通過鍵連接。

2.2 臺架

臺架是連接和支撐主、陪試減速器的關鍵零件，是由板類零件組焊后加工而成。型式檢驗時減速器的輸出端通過聯接板與臺架相連接，通過止口和鍵定位，屬于懸掛式連接。臺架定位孔中心和定位鍵槽的中心線到試驗臺的距離（中心高）與電機的中心高保持一致，其結構如圖2、圖3所示。

2.3 傳動軸

減速器輸出端傳動形式為外花鍵傳動，型式檢驗時通過傳動軸將主、陪試減速器的輸出端連接。傳動軸兩端為內花鍵，與減速器外花鍵的配合類別為H7/h7。

3? 型式檢驗裝置的布局

型式檢驗裝置連接的順序為：主試電機-聯軸器-扭矩傳感器-聯軸器-主試減速器-傳動軸-陪試減速器-聯軸器-扭矩傳感器-聯軸器-陪試電機，機械效率儀通過數據線與扭矩傳感器相連接。通過主試電機提供動力，陪試電機提供負載，由此進行空載試驗、效率試驗、溫升試驗和超載試驗等項目，減速器型式檢驗組裝示意圖如圖5所示。

4? 結論

通過該檢驗裝置的設計，保證了1600kW刮板輸送機用大功率減速器型式檢驗的順利完成，該減速器的空載試驗、效率試驗、溫升試驗和超載試驗等項目的各項檢測數據完全符合國家相關標準的要求，取得了煤安證。

參考文獻：

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