球磨機齒輪副嚙合間隙的產生及調整

摘 要：球磨機在冶金、選礦、水泥等行業中發揮著重要的作用，是上述行業中的重要設備之一。在球磨機的傳動中多采用的是兩半連接的大齒圈與小齒輪的開始傳動方式，由于球磨機的直徑較大，從而使得球磨機所采用的大齒圈不論是在直徑還是在模數上都較多，齒輪傳動效率高、可靠性好，但是球磨機齒輪傳動使用的可靠性受到大齒圈制造精度和裝配、檢修質量的影響，因此在球磨機的裝配過程中需要對大齒圈和小齒輪的裝配間隙進行調整以確保齒輪副之間的嚙合合理，確保球磨機的使用質量與使用壽命。

關鍵詞：球磨機；大齒圈；裝配；間隙；調整

前言

在球磨機的傳動中主要采用的是大齒圈、小齒輪的傳動形式，但是在球磨機的裝配中并未對球磨機安裝時齒輪副齒側間隙的位置進行詳細的規定，同時對于齒輪副的齒頂間隙并未提出明確的要求，球磨機的大齒圈由于直徑較大同時在加工制造的過程中由于受到鑄造、加工殘余應力的影響從而使得球磨機大齒圈的安裝難度較大且較難達到設計的徑向跳動要求。在球磨機大齒圈與小齒輪的安裝及后期齒輪更換后的調整過程中，需要以大齒圈、小齒輪的齒頂間隙為調整控制值來對球磨機齒輪副的嚙合間隙進行調整以確保球磨機齒輪傳動的可靠性與穩定性。

1 球磨機齒輪副徑向跳動產生的原因分析

在球磨機大齒圈的加工、運輸及安裝的過程中由于各種因素的影響會導致大齒圈產生一定的形變從而使得球磨機的齒輪副在使用過程中的徑向跳動超差。造成球磨機齒輪副徑向跳動超差的原因主要有以下幾點：（1）齒輪徑向誤差。齒輪的徑向誤差指的是在齒輪制造的過程中滾齒或是插齒與齒坯的實際回轉中心存在一定的偏差，從而使得制造完成后的齒輪的輪齒產生徑向位移從而導致的齒距累積誤差。在切齒過程中所產生的誤差主要是由于工件的安裝存在幾何偏心所造成的，由于球磨機大齒圈的直徑較大，在對球磨機大齒圈進行加工時，多采用的是外圓找毛坯件的中心，端面定位來對齒坯進行安裝，但是在找正定中心的過程中，由于齒坯外圓本身徑向跳動過大會導致齒坯的基準面與孔軸線的垂直度產生一定的幾何偏心從而使得球磨機大齒圈的加工出現偏差。（2）加工殘余應力釋放所產生的大齒圈徑向跳動。在球磨機大齒圈的制造過程中，刀具與齒坯件表面相互作用會導致齒輪加工后產生較大的殘余應力，在加工完成后工件只有通過變形來將這一殘余應力釋放以達到新的應力平衡。同時在球磨機大齒圈的加工中所采用的熱處理會導致球磨機大齒圈各組織部位不一致，熱脹冷縮不同步會導致工件在熱處理后產生不同程度的形變從而對球磨機大齒圈的后續加工產生較為嚴重的影響。（3）在球磨機大齒圈的運輸及安裝過程中，由于操作不當會導致球磨機大齒圈產生一定的變形從而導致球磨機大齒圈徑向跳動超差。在球磨機大齒圈的吊裝過程中，如果球磨機大齒圈的起吊方法不當會導致球磨機大齒圈產生一定的張口問題，如果在球磨機大齒圈的吊裝過程中將起吊點放置在中間稍偏兩側的位置，將球磨機大齒圈水平放置時會使得球磨機大齒圈的半齒圈結合面直徑變長而無法彈性恢復并最終導致球磨機大齒圈產生塑形變形。同時在球磨機大齒圈的安裝過程中如果法蘭螺栓擰緊順序不當也容易導致球磨機大齒圈產生形變。

2 球磨機大齒圈的安裝及齒輪副間隙的調整

在球磨機的安裝過程中，根據球磨機的安裝順序在球磨機大齒圈裝配到筒體法蘭后，首先需要對兩半齒圈接口處的間隙及齒距進行調整以使其達到安裝要求。在完成安裝后需要對球磨機大齒圈的徑向跳動及端面跳動進行相應的檢測，確保其在安裝要求許可范圍內，對于超差的部分需要及時對其進行調整以便作為后續調整的基礎。

2.1 球磨機大齒圈的安裝精度檢測

在球磨機大齒圈安裝到滾筒后需要對其徑向跳動和端面跳動進行檢測。在檢測的過程中需要以球磨機大齒圈的軸線為基準，端面跳動檢測的是齒輪端面與軸線的不垂直度。在球磨機大齒圈精度檢測的過程中，首先在球磨機大齒圈齒寬的中點設置一塊千分表，測針要與球磨機大齒圈的被測面相垂直以便用于對球磨機大齒圈的徑向跳動進行檢測。對于球磨機大齒圈的端面跳動需要在球磨機大齒圈的端面位置架設一塊千分表來對端面跳動進行檢測。使用兩塊千分表設置于中空軸的軸肩位置以便來對球磨機本身的軸間竄動進行測定。并以此數據來對球磨機大齒圈的端面跳動進行調整。

2.2 球磨機大齒圈的調整

根據球磨機大齒圈的設計及裝配要求，球磨機大齒圈在裝配完成后的徑向跳動要控制在0.25mm/米節圓，而對于球磨機大齒圈的端面跳動需要控制在0.35mm/米節圓的范圍內，如果在對球磨機大齒圈裝配完成測量徑向調動和端面跳動的數據超差則需要對球磨機大齒圈的間隙進行調整以確保球磨機大齒圈的裝配精度。為減小或是消除球磨機大齒圈超差的端面跳動，需要在球磨機大齒圈和端蓋的接觸面間加設金屬墊片的方式來對間隙進行調整。在球磨機大齒圈的安裝過程中，球磨機大齒圈內圓柱面與轉筒筒體的法蘭的圓柱面之間留存有一定的間隙，在完成對于球磨機大齒圈徑向跳動的檢測后按照其對應點來對兩個圓柱配合面之間的間隙進行檢測并計算出間隙的平均值，而后通過調節法蘭連接螺栓的方式按照檢測計算出來得平均值來對各測量點的間隙進行相應的調整，從而減小或是消除球磨機大齒圈按照誤差所帶來的徑向跳動，這一調整過程需要持續多次直至消除徑向誤差。

2.3 做好對于球磨機齒圈齒輪副間隙的檢測與調整

在完成對于球磨機大齒圈與小齒輪的安裝后需要使用壓鉛或是著色法來對球磨機齒輪副的嚙合情況進行檢查。在使用壓鉛法時需要采用0.35-0.5m（m為齒輪模數）的鉛絲并以5各齒距為標準來裁剪，在鉛絲放置時需要將2根或是2根以上的鉛絲沿齒寬進行均勻的放置并使用潤滑脂來增強其在齒輪表面的緊固性。待鉛絲安裝到位后使球磨機齒輪副嚙合，并碾壓鉛絲，而后對擠壓變形的鉛絲厚度進行測量即可得到球磨機齒輪副的嚙合齒頂間隙和齒側間隙。著色法通過對球磨機齒輪副嚙合時的接觸面積的大小進行測量以便對球磨機齒輪副的制造和裝配的質量進行檢測，在球磨機齒輪副的傳動過程中要求兩者之間的表面接觸良好以便能夠均勻的承受載荷。如載荷分布不均勻將會加速齒輪的磨損從而影響球磨機齒輪副的使用壽命。在檢測時使用紅丹粉均勻的涂抹在小齒輪的嚙合面上，而后轉動球磨機齒輪副使得大、小齒輪進行嚙合，在嚙合的過程中紅丹粉將會黏貼在大齒圈的工作面上，兩者之間進行正確的嚙合時嚙合接觸斑點應在沿齒高40%的范圍以內，沿齒長50%的范圍以內，且應在齒寬的中部較為密集。

在球磨機大齒圈安裝時要以檢測齒輪副的齒側間隙為主，同時檢測點要選擇在大齒圈徑向偏差最大處。在更換小齒輪時，對于球磨機齒輪副的間隙調整需要確保更換的小齒輪的徑向最大偏差值只要小于更換前的小齒輪的最大徑向偏差值即可，如超過則會因頂牙問題而導致振動的產生。在更換時對球磨機齒輪副嚙合的側間隙進行檢測無法達到安裝效果。只能根據檔案記錄的齒頂間隙值與新的小齒輪的徑向偏差值之間的差值來對齒頂間隙進行放大。

3 結束語

球磨機齒輪副的嚙合情況對于球磨機的使用壽命及使用質量有著極為重要的影響。文章在分析造成球磨機齒輪副徑向跳動及端面跳動超差原因的基礎上對如何做好球磨機齒輪副間隙的調整進行了分析闡述。

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