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1、皇壁垫型鱼 立磨传动装置选型 熊会思 1立磨传动装置发展 立磨在水泥厂已经被广泛应用，新建厂的煤磨、 生料磨立磨r 导9 0 I l l 上，水泥磨d 5 6 0 左右。且立磨 产量不断增大立磨的传动装置也在不断发展。 传统球磨机传动装置仅将电动机转矩传给球磨 机筒体而立磨传动装置不但把电动机转矩传给立磨 的磨盘而且还要将磨辊粉磨物料的压力，通过磨盘 传给减速机出轴相联接的法兰盘，再通过法兰下部的 环形扇形块推力轴承传给减速机壳体，最后传给磨机 的基础( 图1 ) 。 图1立磨的各部件推力轴承和减速机 故立磨减速机有两个任务要将电动机扭矩经减 速后传给磨盘。而且要承托住磨盘，将磨辊压力传给 基
2、础。同时减速机受到立磨下部空间限制，设计立磨 减速机的条件比设计球磨减速机苛刻得多。 立磨传动程序是电动机通过联轴节驱动立磨减 速机最原始型立磨减速机包括进轴水平轴上装小齿 轮、驱动水平安装大锥齿轮，再通过两级圆柱斜齿轮 最后驱动垂直轴顶上的出口法兰盘。 1 1立磨负荷 1 1 1 立磨启动力矩 装满粉磨物料启动，当没有磨辊抬起装置时直接 启动将受到很大的阻力矩。经过试验测定，当用辅助 传动启动时，其启动力矩高于额定力矩4 0 ，而当用 主传动装置直接启动时则高于额定力矩9 0 以上。故 一般情况下主传动很难启动，要用辅助传动先慢转磨 盘。使磨盘上料层平滑，然后再用主电机和主传动驱 动磨盘达到
3、正常转速。 莱歇磨的辊磨( 图2 ) ，在启动前能自动控制程序， 将磨辊抬起离开磨盘衬板一定距离然后用主电机直 接启动故不用辅助传动装置。 ( a ) 开始位置( b ) T 作位置 图2 莱歇磨 莱歇磨启动力矩曲线见图3 ，启动前磨辊抬动，然 瞳 斗 磨辊抬起 磨辊下琏 电机转速 传动力矩 p 一，2 _ 3 0 一 电机启动时间 时f i l l 圈3 立磨启动时电机转速及力矩变化情况 1 2 7 全国水泥立磨技术装备研讨会论文集 后启动电机。开始时突然发生阻力矩是4 0 ，正常运 转额定力矩，然后在大的2 s 内降至额定力矩1 0 ，这 种情况磨盘无物料，磨辊不受任何力。即在空负荷下 运
4、行。这1 0 额定力矩仅反映传动装置及立磨运行件 间摩擦阻力大小。 在喂人粉磨物料后这时莱歇磨磨辊自动缓慢下 降压向粉磨料床一直平稳地增加到正常的1 0 0 额 定力矩 经测定。在正常工作情况下。其力矩变化最大是 额定力矩的5 0 。当用辅助传动启动时其力矩高于 额定力矩4 0 ：当用主传动直接启动时它要高于额定 力矩9 0 。 1 1 2 立磨正常运转情况下的负载 立磨启动后磨辊在液压气体弹簧作用下。压向 磨盘上物料层，产生静负荷的粉磨力。同时在粉磨物 料过程中使磨辊在垂直方向上下运动产生附加的动 负荷。动负荷同磨辊质量有关。也与选粉机回收粗粉 回料带入料层空气量有关还与物料温度湿度以及 料
5、层厚度的均匀性有关。这种使磨辊上下运动的动负 荷，加大了磨辊本身静载荷的粉磨力，同时也给减速 机出轴法兰带来扭矩波动。 为了控制这种扭矩波动不要过大一般立磨减速 机入轴轴承上装有振动测量器当测得振动速度最高 值达到设定值时( 例如8 m s ) 则要立即停止立磨。 因此设计立磨减速机时要考虚到立磨振动产生 负荷一般不低于传统球磨机动负荷在设计齿轮系统 时，一般按国际公认计算标准A G M A 规范，取其服务 系数s ，2 5 ，以保证立磨减速机能长期安全工作，用 户更是要求制造商提供A G M A 校核计算书防止供货 商以小充大，减速机只使用几年就损坏了。用户还要 求减速机正常运转时不会发生共
6、振即设计齿轮系统 其固有频率要避开减速机运转速度频率 1 。2 立磨减速机结构型式发展 立磨最早用作煤磨。然后用作水泥工业的生料 磨，最近用作水泥磨和用来粉磨矿渣粉。随着水泥工 业设备的大型化使立磨规格不断增大因而配套立磨 的立磨减速机额定功率也不断加大因此其结构型式 也要与之相适应。 根据国际著名减速机制造商所生产立磨减速机 结构共同特点。按照其传动额定功率大小可分成四 代：第一代首级锥齿轮加两级圆柱齿轮副立磨减速 机。其传动额定功率由0 。10 0 0 k W ；第二代：首级锥齿 轮加一级行星齿轮的立磨减速机，其传动额定功率 5 0 0 36 0 0 k W ；第三代：首级锥齿轮，加一级圆
7、柱齿 轮副，一级行星齿轮副的立磨减速机。其传动功率 36 0 0 k W ：第四代是非凡公司和弗兰德公司合作开发 的D M G V 减速机其传动功率可达36 0 0 1l0 0 0 k W 后 者根据是弗兰德公D M G H 开式齿轮单边双传动同时 这种传动方式使立磨减速机机壳不用承担磨盘压力。 1 2 1 第一代立磨减速机 如图4 所示，水平安装电动机。通过联轴器驱动锥 形齿轮副，后面采用两级正齿轮副传到垂直位置的 垂直输出轴上减速机顶部的传动法兰。这种结构型式 在上世纪7 0 年代最流行当时水泥工业S P 窑熟料产量 10 0 0 t d 左右，与其相配的生料立磨产量7 5 t h 左右。
8、相 应立磨减速机传动额定功率10 0 0 k W 当电动机转速 15 0 0 r m i n ，减速机输出轴转速( 即磨盘转速) 5 0 r m i n ， 要求立磨减速机速比3 0 左右，因此采用一级锥齿轮 两级正齿轮，每级速比3 4 最合适。 开始时所有国际知名减速机制造厂家都采用这 种结构型式：第一级锥齿轮采用表面硬化的渐开线螺 旋锥齿轮，齿轮齿经磨削。 正齿轮级采用斜齿轮，表面硬化和磨削。经过齿 侧型修形获得最好齿侧面压力、滑动比和齿根强度， 图4 第一代( 原始型) 立磨减速机 皇壁垫型堡 也考虑了由于载荷而引起的弹性变形。 输出轴采用高合金调质钢，采用齿轮联轴器。 采用倾斜扇形块推
9、力轴承，承受磨机推力载荷。 出口法兰由球墨铸铁或铸钢制造，通过紧配合和 齿轮联轴器同输出轴联结。用压力油进行拆卸。 减速机壳体用球墨铸铁或铸钢铸造，或用钢板焊 接结构前两种用于小型成批生产，后一种用于较大 型单件生产。壳体都用立筋加固，倾斜扇形块推力轴 承直径对支承的壳体壁的负荷比经过优化，使其产生 很低弯曲应力和变形。 减速机上部是分割开的。不用把整个减速机从磨 内移出就能拿开它的前部。这样就能很容易更换输入 轴轴承或锥齿轮副。 所有轴支承在辊子轴承中轴承计算寿命最少 8 00 0 0 h 。 输入轴和输出法兰采用耐磨迷宫密封装置密封 油和防尘。 我国自行制造的立磨减速机就是类似于上述结 构
10、减速机，其结构型式如图5 。技术参数和外形尺寸见 表1 、2 。 从结构图可见是首级锥齿轮加一级正齿轮的两 级立磨减速机，因为仅用于小功率立磨，输出轴及出 轴法兰上磨辊压力不是采用扇形块推力轴承而是采 用止推辊子轴承。 我们在设计新乡水泥厂10 0 0 t d 窑配置套7 r R M 2 5 生料磨采用这种型式的减速机，其功率7 1 0 k W ，电动 机转速9 8 5 r m i n 是我国制造的最大平行轴立磨减速 机，使用效果不错。 还应该指出史密斯公司生产的A t o x 生料磨，各种 型号的立磨采用自行设计这种型式的减速机。冀东水 泥厂使用的A t o x 5 0 生料立磨减速机( 图
11、6 ) ，其输入功 率为40 0 0 k W ，输入转速为9 9 3 r r a i n ，减速比为4 0 3 6 。 1 9 9 6 年投产，1 9 9 8 年减速机的二级小齿轮断齿；2 0 0 0 年三级输出大齿轮开始出现点蚀。到2 0 0 2 年5 月份。点 蚀发展到沿齿长方向的7 0 。点蚀的深度达5 6 r a m 并有大面积剥落现象。在2 0 0 2 年5 月中旬请外国专家 对三级大齿轮调面调整结果一级螺旋锥齿轮啮合区 不足6 0 ，但基本在中部；二级圆柱斜齿轮啮合还不 足7 0 偏向下部：三级圆柱斜齿轮啮合区较好约 8 5 0 表1技术参数 电机功率输入转速输出转速齿轮箱重量 齿
12、轮箱型号 ( k W )( r r a i n )( r r a i n ) ( k g ) 1 11 1 09 8 05 0 6 43o o O 1 21 5 514 7 55 0 5 353 0 0 1 31 8 59 8 05 058 0 0 1 42 5 09 8 04 6 572 0 0 表2 外形尺寸 多 l 型号 口bh日Gd 1 113 0 010 0 05 0 08 7 013 9 5 8 5 1 216 8 013 5 05 0 0 9 3 515 4 58 5 1 317 8 014 5 05 6 010 0 016 5 59 0 1 418 5 015 5 05 6 0
13、12 0 017 3 59 0 图5 国产锥齿轮圆柱斜齿轮减速机 全国水泥立磨技术装备研讨会论文集 图6A t o x 5 0 曩机减速机传动示曩围 产生一、二级啮合区接触不好的原因是通过调整 二级轴偏心套( B ) 可使三级啮合区调整较好，但以牺 牲一、二级为代价，没有考虑一级输入轴调整，导致 一、二、三级的啮合区不能同时达到理想状态。 厂方技术人员经研究制订先调二级偏心套 ( B ) ，使三级齿轮副啮合达到理想状态；再调一级的 偏心套( A ) 达到理想状态，最后调输入轴。最后调输 入轴。使三级齿轮副、二级的啮合均达到较理想状态。 首先将二级轴偏心套( 曰) 逆时针旋转1 1 咖，二 级轴
14、上抬0 5 m m ，输入锥齿轮向负荷侧推进0 2 m m 。 使二级圆柱斜齿轮啮合区基本达到1 0 0 为改善 锥齿轮受力状况将输入轴轴套下加O 1 m m 垫片及 将锥齿轮向负荷侧推进0 3 m m 结果锥齿轮啮合区 达8 0 ，从而使一、二、三级轮齿啮合状况满足了技 术要求。 由此可见。这种结构减速机，除了要求硬齿面的 小齿轮要防断齿调质的软齿面大齿轮要防疲坑点 蚀。更重要是调整齿轮啮合，使其啮面积接近1 0 0 ， 这样才能防止减速机出故障。这种结构减速机外形比 较大放在立磨机壳下部要很小心，经常发生减速机 与下部机壳碰撞现象。 1 2 2 第二代锥齿轮加行星齿轮减速机 分解炉出现，N
15、 S P 窑产量成倍增长，同时一台生 料磨一台窑组合，技术经济更具优越性。使生料立磨 要同步加大，带来立磨减速机功率成倍增加。平行轴 结构立磨减速机越来越不能满足要求。 为增大这种平行轴圆柱斜齿轮立磨减速机传动 功率能力，也曾设计如图7 所示的双传动减速机。它能 满足L M 3 0 4 0 立磨传动功率13 0 0 k W ：也有采用立式 电动机驱动四级平行轴圆柱斜齿轮减速机用于 L M 4 3 4 0 立磨，传动功率可达34 0 0 k W ( I 图8 ) 。这两种 结构减速机因其外形庞大而未被推广。 豕 苌N 融 巡I 必拙 三二乡 图7L M 3 0 4 0 立磨用锥齿正齿轮减速机 P
16、 = 2 x 6 5 0 k W ，n 1 = 14 6 5 r m i n 重4 8 t 图8L M 4 3 3 0 立磨用正齿轮减速机 P - - 34 0 0 k W ，露F 14 9 0 r m i n 。重1 4 0 t 此后开发首级锥齿轮副加一级行星齿轮副更紧 凑的立磨减速机( 图9 ) ，其首级锥齿轮传动比3 4 行 星齿轮级传动I ：B 0 ，总传动比为3 0 。4 0 。 这种立磨减速图形的壳体结构有利于承受来自 磨盘上磨辊的压力通过扇形块推力轴承直接通过减 速机壳体传到基础上。行星减速装置的传递扭矩部分 是通过几个行星齿轮允许有很高的扭矩密度适合于 粉磨装置高出力发展趋向。 首级锥齿轮副采用辊子轴承支承是一个固定游 动轴承系统。用调整相应固定轴承或调整整个轴承 套筒方法来校正齿的接触面和背隙。齿轮经淬火硬 化和精密机械加工
