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1、磨机传动齿轮副间隙的控制摘要 通过对磨机大型开式齿轮副间隙的相关描述,阐明在安装调试中必须坚持以控制齿侧间隙为主,以测量齿顶间隙为辅的原则。关键词 齿顶间隙 齿侧间隙 控制 检测一、引言在水泥、冶金、化工、矿山、火力发电和有色金属等工业部门中,广泛地应用着边缘传动的筒式磨机。由于在设计和安装调试中对传动齿轮副间隙控制不当,在试运转或正常生产中经常出现卡死或严重振动和冲击, 造成齿面磨损过快和顶齿等不正常变形, 大大降低了齿轮的使用寿命, 因此在安装调试过程中必须保证齿轮副间隙在一个合理的范围, 这对提高齿轮传动的平稳性及齿轮副的使用寿命是非常必要的。二、齿轮副的合理间隙控制1、齿轮副间隙的种类
2、对于动力传动齿轮副, 在安装后必须具有足够的间隙。否则,齿轮副便不能正常运转。只有那些对运动精度要求特别高的非动力传动齿轮, 才采用无间隙啮合, 如天文望远镜的齿轮传动。齿轮副的间隙有两种: 一种是齿顶间隙; 另一种则是齿侧间隙。对渐开线齿轮,两者存在着一种固定关系。当一对齿轮副加工好以后, 在安装时齿顶间隙 Cn 增大, 齿侧间隙 jn 则按着一定比例随之增大。因此必须保证有恰当的间隙,过大或过小均不好。2、齿轮副合理间隙的控制齿顶间隙对齿轮副啮合质量影响不大,只要能适应制造和安装误差,给润滑油泻出留有一定的空间即可。因此,世界各国所制订的标准不同,我国、原苏联和捷克标准规定的齿顶间隙较大,
3、均为Cn= 0.25mn 。美国、英国和德国较小,均为Cn=0.05mn=0.157mn 。而瑞士居中,为Cn=0.2mn 。美、英、德等欧美国家标准规定的齿顶间隙仅为我国的62.8 % ,而瑞士却规定为两者的平均值,为Cn= 0.2035mn 。这充分说明,齿顶间隙Cn对啮合质量的影响并不大,因此可以根据本国情况确定。对齿轮副啮合质量有重要影响的是齿侧间隙,所以世界各国对不同工况下的齿轮传动都有严格要求,包括我国在内。这是因为齿侧间隙具有以下作用:2.1、降低油压产生的附加应力机件的损坏绝大部分原因都是由于附加应力作用的结果。因为有齿侧间隙存在,一方面有助于油膜的形成,另一方面使过多的润滑油
4、由此流出,避免齿面间因油压升高而产生附加应力,对保护齿轮有利。2.2、补偿制造和安装误差齿轮在制造和安装中都不可避免地要有一定的误差,如果没有齿侧间隙,可能会产生卡死或发滞现象。不仅会增大功率消耗,还会缩短齿轮寿命。2.3、适应运转中跳动偏差的影响齿轮在运转中都存在着径向圆跳动偏差和端面圆跳动偏差,如果没有齿侧间隙,就会发生顶齿现象。这一点,对于大型开式齿轮传动就更为重要,因为大齿圈都固定在不稳定的筒体上。2.4、补偿齿轮的热膨胀齿轮在运转过程中因摩擦和润滑油的搅动会生热,因而温度要升高,轮齿会膨胀。如果没有齿侧间隙存在,齿轮副便不会很好啮合。2.5、可容纳受力后轮齿的变形轮齿在受力作用后肯定
5、要发生变形,如果没有齿侧间隙,不仅会造成齿面接触不均,而且也会发生卡死现象。由上述可见,在齿轮副安装后控制齿侧间隙是合理的,而不应控制齿顶间隙,对于大型开式齿轮传动则更应如此。可是到现在为止,国内的标准或规范中还基本上都仍然以控制齿顶间隙Cn为准。然而,国外从本世纪初到现在却无一例是控制齿顶间隙的,在图纸上和安装说明书中都详细规定了齿侧间隙的控制方法和具体数值。控制齿顶间隙Cn 除不足以反映齿轮副的真实啮合质量外,还因为它与加工方法和所在设备的不同而不同,对缺乏经验的安装者往往造成误调。对磨机的大小齿轮副,因为大齿圈直径都很大,加工精度也不高,又都是通过不同型式固定在筒体上,筒体在受载和受热时
6、要发生变形,所以大齿圈在运转中的径向圆跳动和端面圆跳动也都比较大,而且规格越大跳动越大，导致大小齿轮中心距a的变化更大。为适应这些情况,保证齿轮的正常运转,齿顶间隙也必须随之变化。这进一步说明,控制齿顶间隙Cn 不仅不合理,而且也不容易准确。 3、齿侧间隙的控制方法及数值确定齿侧间隙的形成主要有两种方法, 一是在加工时将齿厚减薄,二是在安装时将中心距拉大。对于大型开式齿轮传动, 这两种方法同时使用。3.1、齿厚减薄齿厚减薄量靠在加工时的齿厚公差来控制,也就是利用齿厚极限上偏差和齿厚下偏差的具体数值来控制。3.2、中心距变化对磨机来说,工作时与静止时的温差不大,中空轴轴颈又置于主轴承中,因此大齿
7、圈的中心在任何时候的变化均不大。为了满足大齿圈径向圆跳动和端面圆跳动,在安装时中心距必须拉开一些,而没有减小的。3.3、具体控制方法对于磨机的大小齿轮,其中心距a是无法测量的。为此,在设计图纸上都标注出小齿轮中心O 1至大齿圈中心O 2的水平距离b和垂直距离h，一般还标注中心距a,如图一所示。在安装时,小齿轮只能按b和h值大致就位,然后靠控制大小齿轮的间隙进行精调,以满足正常运转的要求。最方便的办法是在大小齿轮加工时在其侧面划出节圆的刻线,利用这个刻线按要求值进行调整。但是现在国内不少设计忽略了这个问题,大小齿轮没有设计加工时节圆的刻线,这给调整增加了许多困难。尤其是变位齿轮困难更大,因为齿顶
8、高不是一个模数。图一 大小齿轮的相对位置及主要尺寸大小齿轮节圆上设计刻线并不是为了控制齿顶间隙,而是为了调整时的参考。在调整时还必须以控制齿侧间隙为主要指标,以测量齿顶间隙为辅。即必须坚持齿侧间隙为主,齿顶间隙为辅的原则。3.4、齿侧间隙具体数值的合理确定究竟应该如何合理确定呢？德国H. 布赫曼的意见确定比较合适，如图二所示图二 开式齿轮副合理齿侧间隙选用线图另外，磨机的大齿轮是装在磨筒体上的, 磨内研磨体相互撞击使磨筒体温度升高的过程也是大齿圈膨胀的过程。由于这种特殊结构, 磨体齿轮副因热膨胀所减少的齿侧间隙量要大于常规的齿轮副。所以磨机齿轮副的齿侧间隙可以在立即停磨后对热态齿轮副齿侧间隙进
9、行多次、多处检测, 其热态侧隙便是我们所需要保证的齿侧间隙。为此, 我们可以积累大量的有用资料, 为今后齿侧间隙的选取提供依据。4、齿侧间隙的检测磨机齿轮副齿侧间隙检测时，首先用塞尺检查工作齿面两端的接触间隙,同时通过调整轴承座获得此处两端的零间隙; 其次通过塞尺检查非工作齿面两端的间隙, 如果测量的间隙值达不到图二中的推荐值, 可以通过平行移动小齿轮轴来进行调整, 调整完后进行再次检查。最后要求大齿圈每转90记录下工作齿面与非工作齿面两边的间隙，对比后确定合适的值。四、结束语将坚持以齿侧间隙为主,以齿顶间隙为辅的原则运用在工作中，我公司在2006年4月对 5水泥磨、2006年11月对 3水泥磨、2008年6月对 5水泥磨的调整均取得显著的效果，磨机传动部的振动明显减小。参考文献1江旭昌主编：管磨机，中国建材工业出版社，1992年2庞廷祥：对回转窑齿轮顶间隙的探讨，水泥，1986年第11期3韩英：回转窑卡死的起因及分析，水泥，1996年第2期4施静如, 燕志荣：磨机齿轮副齿侧间隙的选择，水泥工程，2006年第4期5江旭昌：大型开式齿轮副安装间隙的合理控制，中国水泥，1998年第6期
