干燥窯回轉(zhuǎn)設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)中自調(diào)位齒輪的應(yīng)用

肖光輝，李 淵

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠，廣東 仁化 512300）

1 設(shè)備中的傳動(dòng)系統(tǒng)

從目前干燥窯的情況來看，傳動(dòng)裝置主要分為以下兩種：①開式齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在是應(yīng)用過程中，經(jīng)常被應(yīng)用在尺寸較小，或者設(shè)備相對(duì)比較陳舊，應(yīng)用年限較多的回轉(zhuǎn)圓筒中，該類型的傳動(dòng)系統(tǒng)在該情況下應(yīng)用能夠發(fā)揮出不錯(cuò)的作用。②懸掛小車式柔性傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要適合應(yīng)用到尺寸相對(duì)較大的回轉(zhuǎn)圓筒設(shè)備中，同時(shí)也是現(xiàn)階段，相對(duì)比較先進(jìn)的一種柔性傳動(dòng)形式。該傳動(dòng)系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中，將具有彈性元件的柔性支撐安裝在末級(jí)傳動(dòng)鏈上，通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，可以起到一定的沖擊和緩沖作用。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，末級(jí)小齒輪利用小車與末級(jí)的大齒輪相掛靠，這樣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，小齒輪可以適應(yīng)大齒輪的具體變化，確保磨機(jī)齒輪始終都能夠處于良好的嚙合狀態(tài)。由此可見，這種傳動(dòng)裝置在具體應(yīng)用過程中，一方面能夠很好的適應(yīng)重載大扭矩傳動(dòng)的具體要求，另一方面也能夠解決傳動(dòng)系統(tǒng)在具體運(yùn)行過程中出現(xiàn)的振動(dòng)、沖擊等不良現(xiàn)象，保證系統(tǒng)運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)任何問題。

系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，針對(duì)采用的開齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)榛A(chǔ)沉降，或筒體在各種因素的影響下發(fā)生了變形，都有可能會(huì)導(dǎo)致起齒輪嚙合出現(xiàn)問題，容易出現(xiàn)齒輪偏載等各種不良影響。通過具體分析可以發(fā)現(xiàn)，如果采用柔性傳動(dòng)形式，若系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，懸掛小車箱體發(fā)生了嚴(yán)重的變形情況，或小車滾動(dòng)與滾動(dòng)間出現(xiàn)了磨損不均勻情況，將會(huì)都小車齒輪在運(yùn)行期間發(fā)生偏載，情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致小車齒輪磨損，使其性能遭受破壞，同時(shí)還會(huì)縮短小車在應(yīng)用過程中的壽命長度[1]。如果在回轉(zhuǎn)筒設(shè)備安裝過程中，適當(dāng)傾斜，則可以使這些問題得到有效解決。大量的工作人員和專家，對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行分析與研究，對(duì)某機(jī)械廠干燥窯回轉(zhuǎn)設(shè)備末級(jí)齒輪傳動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行改造，最終依據(jù)具體情況，提出了小齒輪自調(diào)位置方案。

2 具體設(shè)計(jì)方案分析

小齒輪自調(diào)位裝置是小齒輪可以作為中心，在特定的范圍內(nèi)，能夠沿球面進(jìn)行“自由”轉(zhuǎn)動(dòng)，從而適應(yīng)大齒輪位置變化的一種自制適應(yīng)裝置。設(shè)計(jì)的裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，小齒輪軸兩端軸徑大小不會(huì)發(fā)生變化，軸與小齒輪之間的連接方式發(fā)生了改變，通過鼓形齒輪、齒圈嚙合副傳遞扭矩代替鍵連接，鼓形齒傳動(dòng)副兩側(cè)采用同心球面關(guān)節(jié)軸承支撐，通過該形式，小齒輪與回轉(zhuǎn)體上的大齒圈間的徑向作用力主要由全面關(guān)節(jié)軸承來承擔(dān)，此時(shí)系統(tǒng)中的鼓形齒輪傳動(dòng)副在具體應(yīng)用過程中，起到的主要作用為傳遞力矩[2]。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，如果由于一些因素影響，導(dǎo)致小齒輪與大齒輪圈間的中心線不平行，此時(shí)，嚙合緊的一邊將會(huì)形成附加力矩作用，該作用的存在，將會(huì)致使小齒輪圍繞著關(guān)節(jié)軸承中心發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)一致進(jìn)行下去，直到系統(tǒng)中的小齒輪與大齒輪圈中心線相平行，轉(zhuǎn)動(dòng)才會(huì)停止，此時(shí)附加力矩消失，同時(shí)嚙合作用也將會(huì)處于一相對(duì)平衡的狀態(tài)，通過該方式，使系統(tǒng)中的嚙合條件能夠得到進(jìn)一步改善，并且能夠延長小齒輪在應(yīng)用過程中的壽命。

該廠內(nèi)的干燥爐窯回轉(zhuǎn)設(shè)備中的末級(jí)傳動(dòng)齒輪副，在設(shè)備運(yùn)行一年左右的時(shí)間后，末級(jí)小齒輪出現(xiàn)了過度磨損，從而將會(huì)導(dǎo)致其性能受到較為嚴(yán)重的影響。齒輪發(fā)生磨損出現(xiàn)的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：齒輪變簿、齒輪兩端會(huì)出現(xiàn)較大差別，主要為一邊齒厚較厚，另一邊磨尖，偏載現(xiàn)象較為明顯。在具體問題分析過程中，通過對(duì)比方式對(duì)齒輪失效和失效的具體形式進(jìn)行詳細(xì)分析，然后向?qū)＜易稍儯?jīng)過探討，最終決定改造設(shè)計(jì)末級(jí)傳動(dòng)形式。需要相關(guān)人員注意的是，在進(jìn)行具體改造前，應(yīng)當(dāng)確保與原裝置具有嚴(yán)格互換的基礎(chǔ)下，對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行改造，對(duì)嚙合情況進(jìn)行改善，通過該方式，使大小齒輪的壽命能夠得到進(jìn)一步延長。此外，為了確保小齒輪兩端的支撐裝置的具體位置不會(huì)發(fā)生改變，不僅要求軸兩端的軸徑大小不會(huì)發(fā)生改變，并且在新裝置中，要限制軸中部直徑的最小值，避免其對(duì)裝置的性能會(huì)運(yùn)行造成不良影響。除此之外，因?yàn)橐_保新傳動(dòng)裝置與原傳動(dòng)裝置兩者間應(yīng)當(dāng)具有嚴(yán)格互換性，因此小齒輪的嚙合參數(shù)必要保持不變，同時(shí)，要依據(jù)實(shí)際情況，對(duì)的吃輪邊緣的具體厚度情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，齒輪的厚度要適中，這也就限制了改造后小齒輪內(nèi)控。實(shí)際改造過程中，應(yīng)當(dāng)在滿足上述約束條件的基礎(chǔ)下，通過改造，將原裝置改造成小齒輪自調(diào)位裝置，這樣也就使小齒輪可以隨著大齒輪的改變而發(fā)生變化，在具體角度上可以進(jìn)行適當(dāng)擺偏，最終達(dá)到改善嚙合具體條件的效果，使小齒輪的應(yīng)用壽命能夠得到進(jìn)一步延長。

本次改造方案設(shè)計(jì)過程中核心內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①鼓形齒輪傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)將鼓形齒輪與軸合理的做成一個(gè)整體，從而形成股形齒輪軸，并且，小齒輪內(nèi)孔待鼓形內(nèi)齒圈。為了確保系統(tǒng)的功能能夠得到實(shí)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)指派專人對(duì)軸應(yīng)用過程中的具體強(qiáng)度、鼓形齒的強(qiáng)度進(jìn)行校核，并且要選擇合理的參數(shù)，確保最終選擇的參數(shù)能夠達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，使裝置在應(yīng)用過程中的性能能夠得到充分發(fā)揮。②關(guān)節(jié)軸承設(shè)計(jì)。通過對(duì)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，鼓形齒輪副兩側(cè)的關(guān)節(jié)軸在運(yùn)行過程中，需要承受全部齒輪嚙合徑向力，這也就對(duì)結(jié)構(gòu)中的軸承材料、球面的具體加工精度提出了更高的要求，綜合考慮裝置的性能、經(jīng)濟(jì)等各項(xiàng)因素，最終選擇具有較強(qiáng)抗沖擊性能的滲碳鋼作為裝置中軸承的主要材料，對(duì)于裝置中的內(nèi)外前，則應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行配對(duì)研磨，在完成該項(xiàng)作業(yè)后，再進(jìn)行滲透處理，從而使接觸面的具體硬度能夠達(dá)到相應(yīng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。本次工程改造方案投資少、實(shí)現(xiàn)簡單、安裝容易，運(yùn)行可靠，完成工程改造后，通過多次安裝調(diào)試，齒輪的運(yùn)行十分穩(wěn)定，同時(shí)也很好的解決了末級(jí)傳動(dòng)嚙合不良現(xiàn)象，設(shè)備經(jīng)過改造后，運(yùn)行期間并未在出現(xiàn)安全問題，達(dá)到了相應(yīng)的預(yù)期效果，并且也得到了相應(yīng)工作人員的認(rèn)可，可見該改造方案是可行的。

3 結(jié)語

齒輪嚙合偏載是干燥窯回轉(zhuǎn)設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)在具體運(yùn)行過程中的一項(xiàng)重要問題，該項(xiàng)問題的出現(xiàn)，不僅會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成影響，而且會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)安全問題，對(duì)設(shè)備造成破壞。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相應(yīng)的分析工作，通過分析，最終決定采用自調(diào)位小齒輪裝置，將其合理的應(yīng)用到回轉(zhuǎn)設(shè)備中，使其作用能夠得到充分發(fā)揮，從而確保生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]樊菊梅.機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及校核[J].磚瓦,2013(07)：9-12.

[2]任紹錦.自調(diào)位裝置中小齒輪的改造研究與有限元分析[J].四川兵工學(xué)報(bào),2012,33(02)：62-63+67.