淺談擺式給礦機(jī)蝸輪蝸桿減速機(jī)改造與運(yùn)用

陳興高

摘 要：本文介紹了擺式給礦機(jī)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，并對其給礦機(jī)頻繁出現(xiàn)故障進(jìn)行分析，提出改進(jìn)方法。分析蝸輪蝸桿減速機(jī)和擺線針輪減速機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合適的傳動比，對擺式給礦機(jī)的減速機(jī)進(jìn)行改造安裝，從而保證減速機(jī)使用周期，進(jìn)一步提高設(shè)備作業(yè)率，為白馬選礦廠達(dá)產(chǎn)達(dá)效提供有力保證。

關(guān)鍵詞：擺式給礦機(jī)；減速機(jī)；改造

前言

目前白馬選礦廠磨選車間采用BS800×800型擺式給礦機(jī)為原礦皮帶輸送礦石，每臺給礦能力為160噸/時，設(shè)備作業(yè)率為90%以上，每個系列常用4臺給礦機(jī)，兩臺調(diào)頻和2臺工頻配合使用。在高負(fù)荷和長時間的運(yùn)轉(zhuǎn)下，擺式給礦機(jī)的減速機(jī)極易損壞，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)，經(jīng)常更換減速機(jī)增加車間成本，增強(qiáng)了檢修職工的勞動強(qiáng)度。所以對擺式給礦機(jī)減速機(jī)的改造勢在必行。

1.擺式給礦機(jī)原理

礦石從料倉的出料口落在擺式給礦箱內(nèi)，電機(jī)帶動渦輪減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過裝在渦輪減速機(jī)輸出軸兩端的偏心輪使給礦箱的擺底做往復(fù)運(yùn)動，從而完成均勻給礦，通過調(diào)整偏心輪上偏心盤的刻度調(diào)節(jié)偏心輪的行程，毅實(shí)現(xiàn)給礦量的調(diào)整；調(diào)整變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變擺動次數(shù)也可以實(shí)現(xiàn)給礦量的調(diào)整。

2.擺式給礦機(jī)存在的問題分析

2.1蝸輪磨損較快

蝸輪蝸桿傳動的減速機(jī)一般蝸桿為主動輪，蝸輪為從動輪，蝸輪常需用有色金屬制造，我車間所用蝸桿使用銅加工而成，蝸輪磨損較快，平均2個月更換一個蝸輪，更換一個蝸輪耗時2個小時。四個系列每年大約要更換96個蝸輪。所以既消耗了大量的備品備件又耗大量的檢修工時，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。

2.2傳動結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)導(dǎo)致擺式運(yùn)行不平穩(wěn)

蝸輪蝸桿傳動運(yùn)行兩軸交叉成90度，左右的圓周運(yùn)動變?yōu)榇怪钡那昂筮\(yùn)動，要求蝸輪蝸桿的裝配精度較高，如果蝸或是蝸桿稍有磨損，兩軸可能不在90度方向，導(dǎo)致傳動部件震動較大，產(chǎn)生較大的干涉力，最終使電機(jī)的負(fù)荷增大，經(jīng)常發(fā)生燒電機(jī)的現(xiàn)象，每個擺式平均3個月燒一個電機(jī)，全年共計(jì)燒毀電機(jī)64個。傳動部件運(yùn)行不平穩(wěn)，減速機(jī)聲音較大，使整個機(jī)體搖擺較嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)擺式機(jī)體螺絲松動等現(xiàn)象。

2.3減速機(jī)輸出軸和連桿的連接不同步

蝸輪蝸桿減速機(jī)的輸出軸是蝸輪軸，渦輪軸的兩端帶動兩個偏心輪，擺體的兩根連桿連接在兩邊的偏心輪上，減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時同時帶動兩根連桿圍繞偏心輪做前后擺復(fù)運(yùn)動。兩根連桿和兩個偏心輪的連接安裝過程中很難使連接點(diǎn)位于同一直線。經(jīng)常出現(xiàn)一邊超前而另一邊滯后的不同步現(xiàn)象，如此大的干涉力使整個減速機(jī)使用壽命縮短，拉桿連接螺栓經(jīng)常出現(xiàn)剪斷現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4潤滑口加油不便

現(xiàn)在的減速機(jī)使用稀油潤滑，由于經(jīng)常更換蝸輪，蝸輪軸密封極易損壞，經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，而目前的減速機(jī)安裝不合理，加油口位于擺式底板后側(cè)，兩拉桿中間，也就是減速機(jī)尾部，加油口位于皮帶正上方，加油時只能采用礦泉水瓶等小容積的容器加油，加一臺減速機(jī)油要用很長時間，而且皮帶處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，崗位加油時存在巨大的安全隱患，隨時可能出現(xiàn)人身安全事故的發(fā)生。

2.5整個減速和傳動部件安裝不合理

電機(jī)、減速機(jī)和傳動件都處于一條水平線，且都平行安裝在皮帶正上方，為了保證作業(yè)率，一般都是在皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中進(jìn)行檢修，在檢修過程存在巨大的安全隱患。

通過以上分析，很有必要選擇合適的傳動比減速機(jī)和合理的連接結(jié)構(gòu)件對擺式給礦機(jī)進(jìn)行改造安裝。

對齒輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星減速機(jī)及行星擺線針輪減速機(jī)等各種減速機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理及優(yōu)缺點(diǎn)分析，決定采用行星擺線針輪減速機(jī)進(jìn)行使用。

3.行星擺線針輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)分析

3.1行星擺線針輪減速機(jī)原理

行星擺線針輪減速機(jī)全部傳動裝置可分為三部分：輸入部分、減速部分、輸出部分。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(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成H機(jī)構(gòu)、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)。 當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點(diǎn)及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運(yùn)動成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運(yùn)動，在輸入軸正轉(zhuǎn)周時，偏心套亦轉(zhuǎn)動一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機(jī)構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運(yùn)動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。

3.2擺線針輪減速機(jī)特點(diǎn)

（1）高速比和高效率單級傳動，就能達(dá)到1：87的減速比，效率在90%以上，如果采用多級傳動，減速比更大。

（2）結(jié)構(gòu)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，使其機(jī)型獲得盡可能小的尺寸。

（3）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低，擺線針齒嚙合齒數(shù)較多，重疊系數(shù)大以及具有機(jī)件平衡的機(jī)理，使振動和嗓聲限制在最小程度。

（4）使用可靠、壽命長，因主要零件采用高碳鉻鋼材料，經(jīng)淬火處理（HRC58～62）獲得高強(qiáng)度，部分傳動接觸采用了滾動摩擦，所以經(jīng)久耐用壽命長。

（5）設(shè)計(jì)合理，維修方便，容易分解安裝，最少零件個數(shù)以及簡單的潤滑，使擺線針輪減速機(jī)得以廣泛運(yùn)用。

4.擺式給礦機(jī)改造方案

通過分析擺線針輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，認(rèn)為擺線針輪減速機(jī)適合我車間擺式給礦機(jī)的減速機(jī)。通過生產(chǎn)工藝及設(shè)備安裝要求，經(jīng)過精確計(jì)算后選用XWD—18—4型擺線針輪減速機(jī)，傳動比為18，電機(jī)功率4kw，電機(jī)轉(zhuǎn)速1470r/min。具體運(yùn)用分析如下：

4.1解決減速機(jī)傳動件磨損較快的問題

擺線針輪減速機(jī)使用可靠、壽命長因主要零件采用高碳鉻鋼材料，經(jīng)淬火處理（HRC58～62）獲得高強(qiáng)度，并且，部分傳動接觸采用了滾動摩擦，所以經(jīng)久耐用壽命長。

4.2改變傳動結(jié)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式

擺線針輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)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，使其機(jī)型獲得盡可能小的尺寸。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和輸出軸的運(yùn)轉(zhuǎn)方向一致，不存在交叉干涉的現(xiàn)象。

4.3合理的安裝方式

蝸輪蝸桿減速機(jī)使用蝸輪軸的兩端帶動兩根連桿同時運(yùn)動，容易發(fā)生不同步現(xiàn)象，現(xiàn)在擺線針輪減速機(jī)只是用一根連桿傳動，杜絕了干涉現(xiàn)象的發(fā)生，經(jīng)過長期試驗(yàn)可得，一根連桿完全可以滿足生產(chǎn)要求。具體安裝示意圖如下：

改造前安裝示意圖（圖1）

改造后安裝示意圖（圖2）

經(jīng)過改造后的減速機(jī)是垂直于皮帶且在皮帶通廊內(nèi)，皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也可以檢修，加油嘴在減速機(jī)正上方，加油便利，而且擺線針輪減速機(jī)不容易發(fā)生漏油現(xiàn)象，整個減速機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，安裝方便，是比較理想的減速機(jī)。

5.改造效果總結(jié)

我車間于2010年4月份對1系列4臺擺式給礦機(jī)進(jìn)行改造后，運(yùn)行6個月后使用到現(xiàn)在效果較好，沒有更換個任何備件，減速機(jī)運(yùn)行良好，沒有發(fā)熱和顫抖現(xiàn)象，崗位每周按時補(bǔ)充油量，保證減速機(jī)的潤滑良好。改造后1#系列從未因?yàn)閿[式給礦機(jī)出現(xiàn)問題而使系列停車。擺式減速機(jī)的改造安裝為提高設(shè)備作業(yè)率提供了有力保證。目前車間已將擺式給礦機(jī)的改造推廣使用，其余系列全部改造完畢。

參考文獻(xiàn)：

[1]紀(jì)明剛主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.華南理工大學(xué)出版社，2007年

[2]孫恒主編.《機(jī)械原理》.高等教育出版社出版，1991年10月；

[3]孫廣信主編.《機(jī)構(gòu)與機(jī)械零件》.機(jī)械工業(yè)出版社出版，1998年9月

[4]《設(shè)備管理與維修》.中國機(jī)械工程協(xié)會主辦.《設(shè)備管理與維修》雜志社出版，2008年6月

[5]梁崇高主編.《平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算》.高等教育出版社出版，1993年4月

[6]鄒慧君主編.《機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)手冊》.上海交通大學(xué)出版社出版，1994年