□□王宇航，龐杭州，郭居奇，崔冬

輥壓機(jī)行星減速器的使用

The Application of Planetary Reducer in Roller Press

□□王宇航，龐杭州，郭居奇，崔冬

1 前言

隨著我國(guó)水泥工業(yè)的快速發(fā)展，輥壓機(jī)作為水泥粉磨作業(yè)中的前處理或終端處理手段，對(duì)降低單位產(chǎn)品的粉磨能耗，提高粉磨效率有著顯著的效果（生產(chǎn)噸水泥可相對(duì)節(jié)電3～5kWh，產(chǎn)量提高近一倍，并可擠壓出近30%的成品細(xì)粉）。其核心動(dòng)力傳動(dòng)裝置為兩臺(tái)大功率懸掛式行星減速器，對(duì)輥壓機(jī)的安全、高效運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。本文就我所制造的大功率行星減速器使用中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題作一闡述。

2 行星減速器的主要性能參數(shù)

（1）功率范圍：220～1250kW，共14種規(guī)格

（2）公稱傳動(dòng)比：i=40，45，56，63，71，80

（3）公稱輸入轉(zhuǎn)速n入：=1000r/ min，1500r/min

（4）額定輸出轉(zhuǎn)矩T出：=200～1050 kN·m

（5）工作噪聲：＜80dBA（滿負(fù)荷，距離1m處）

（6）傳動(dòng)效率：η=0.96～0.98（7）設(shè)計(jì)壽命：10萬(wàn)小時(shí)

3 行星減速器、鎖緊盤的安裝與拆卸

3.1 減速器的安裝

減速器在安裝前應(yīng)用柴油或輕機(jī)油反復(fù)竄洗，以保證腔體內(nèi)部的清潔度達(dá)到要求（清洗時(shí)間應(yīng)不少于3h）。檢查減速器輸出軸軸孔與輥?zhàn)虞S頭的安裝配合尺寸，這一點(diǎn)非常重要。因?yàn)闇p速器輸出軸軸孔和輥壓機(jī)輥?zhàn)虞S頭的配合尺寸在某些情況下可能出現(xiàn)超差，如果安裝人員未經(jīng)檢查就直接安裝，則在配合間隙過(guò)小的情況下，可能出現(xiàn)減速器無(wú)法裝上輥?zhàn)虞S頭的情況；強(qiáng)行安裝，可能對(duì)減速器輸出軸內(nèi)孔或輥壓機(jī)輥?zhàn)虞S造成損傷。另一方面，如果配合間隙過(guò)大，則可能出現(xiàn)鎖緊盤雖然按額定力矩安裝好了，但是減速器輸出軸軸孔和輥壓機(jī)輥?zhàn)虞S頭的配合面卻無(wú)法產(chǎn)生所要的壓強(qiáng)。在這種情況下，帶料工作時(shí)，減速器的空心軸和輥?zhàn)虞S頭的配合面可能會(huì)產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷輥?zhàn)虞S頭和減速器輸出軸，并可能導(dǎo)致配合面膠合，造成重大損失，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)決避免出現(xiàn)這種情況。

安裝減速器前，首先對(duì)輥壓機(jī)軸頭和減速器出軸內(nèi)孔進(jìn)行脫脂處理，然后用丙酮清洗上述部位，保證輥壓機(jī)軸頭和減速器輸出軸內(nèi)孔無(wú)任何油污、灰塵、紗線等雜質(zhì)。減速器在往輥?zhàn)虞S端安裝過(guò)程中，應(yīng)對(duì)減速器出軸內(nèi)孔和輥?zhàn)虞S端外圓進(jìn)行找正，避免空心軸在裝入過(guò)程中與輥?zhàn)虞S端由于歪斜而無(wú)法裝入。在安裝過(guò)程中，嚴(yán)禁用千斤頂一端頂在減速器輸入軸上，另外一端頂在電機(jī)軸上加力，以免造成減速器輸入軸變形或損壞輸入軸的支撐軸承。另外由于電機(jī)軸承不能承受軸向力，這樣很容易損壞電機(jī)軸承，導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法工作。

在和電機(jī)軸聯(lián)接前，用手盤動(dòng)半聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活。電機(jī)和減速器通過(guò)可伸縮帶花鍵的萬(wàn)向接軸聯(lián)接，按照輥壓機(jī)裝配要求的同軸度調(diào)整電機(jī)出軸和減速器輸入軸的相對(duì)位置（?0.05mm）。減速器輸入軸與半聯(lián)軸器必需熱裝，嚴(yán)禁打擊裝配。減速器安裝完成后，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)萬(wàn)向接軸，正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

減速器帶料運(yùn)行前，應(yīng)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)8h，減速器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)異常沖擊振動(dòng)和噪聲，各接合面及密封處無(wú)滲漏油，再帶料運(yùn)轉(zhuǎn)。

注意事項(xiàng)：安裝減速器前就必須預(yù)先將扭力架安裝到減速器上，并用螺栓固定好。在以后的工作中，每次開機(jī)前，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)萬(wàn)向接軸，正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，再加電開機(jī)。

3.2 鎖緊盤的安裝

操作人員應(yīng)對(duì)鎖緊盤的聯(lián)接原理有基本的了解，并在聯(lián)接表面涂不含二硫化鉬的潤(rùn)滑脂。

鎖緊盤聯(lián)接螺栓在安裝前應(yīng)全部松開，各聯(lián)接件的相對(duì)位置測(cè)量符合安裝要求后方可擰緊鎖緊盤聯(lián)接螺栓。用力矩扳手逐個(gè)逐漸擰緊鎖緊盤聯(lián)接螺栓，每次用1/4的額定力矩值擰緊，逐漸達(dá)到要求的額定力矩值。安裝完畢，應(yīng)對(duì)外露部分涂上防銹油。處于露天或惡劣環(huán)境作業(yè)時(shí)，應(yīng)定期涂防銹油，并在可能的情況下加裝防護(hù)裝置。

3.3 拆卸

更換輥壓機(jī)主軸、軸承、密封（或維修減速器）時(shí)，需要將減速器從輥壓機(jī)主軸上拆下來(lái)。而在一些現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)拆卸困難，甚至使用大噸位的千斤頂也難以將減速器從輥壓機(jī)主軸上拆下來(lái)。主要原因是減速器輸出空心軸同輥壓機(jī)主軸在局部接合處產(chǎn)生膠合、錯(cuò)位現(xiàn)象。為此，需將減速器輸出空心軸作結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，以方便拆卸。圖1、2為兩種常用的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。

圖1所示為“高壓油孔結(jié)構(gòu)”，在軸端面沿軸線方向鉆一深孔，并在徑向合適位置取兩截面鉆兩通孔，兩徑向油孔的上端用高壓螺塞堵住。拆卸時(shí)（此時(shí)先松開鎖緊盤的全部聯(lián)接螺栓，用斜鍥分開鎖緊盤的兩個(gè)壓板，并確定鎖緊盤的內(nèi)錐套已處于完全松開狀態(tài)）在軸端面內(nèi)螺紋接口處接高壓油管接頭，逐漸加壓（5～10MPa）將空心軸“漲開”（此時(shí)會(huì)產(chǎn)生極大的徑向和軸向力），空心軸只要產(chǎn)生軸向移動(dòng)，就會(huì)很容易將整機(jī)拆下。

圖2所示為“開縫結(jié)構(gòu)”，沿軸線切兩條縫（線切割），縫寬2～3mm，長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)確定，并在末端開“止裂孔”。鎖緊盤在達(dá)到額定力矩時(shí)，空心軸同整體結(jié)構(gòu)一樣傳遞扭矩。當(dāng)鎖緊盤全部松開時(shí)，空心軸會(huì)產(chǎn)生輕微的“開口”，此時(shí)在外力的作用下也會(huì)比較容易拆卸（使用此結(jié)構(gòu)一定要注意：鎖緊盤必需按額定力矩要求鎖緊，不能產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象，否則空心軸會(huì)損壞）。因此必需經(jīng)常檢查鎖緊盤的鎖緊螺栓，確保達(dá)到額定鎖緊力矩。

4 軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器的使用

4.1 采用軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器的必要性

由于輥壓機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分自重較大，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一般在1200～6000 kgm2（特別在大功率段），靜摩擦系數(shù)較大，此類設(shè)備為大慣量啟動(dòng)設(shè)備，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)為帶載啟動(dòng)。

帶載啟動(dòng)帶來(lái)的直接危害是：

（1）工作機(jī)傳遞給電動(dòng)機(jī)的需克服的轉(zhuǎn)矩超過(guò)了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，造成電動(dòng)機(jī)滿載啟動(dòng)，甚至超載啟動(dòng)，啟動(dòng)電流過(guò)大，對(duì)電動(dòng)機(jī)及電網(wǎng)均有不良影響。

（2）由于電動(dòng)機(jī)從零速開始大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，機(jī)械部分無(wú)緩沖時(shí)間，對(duì)機(jī)械部分造成沖擊載荷。這些都直接影響到設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行。

改進(jìn)傳動(dòng)系統(tǒng)，使電動(dòng)機(jī)近似空載啟動(dòng)（軟啟動(dòng)），是保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行的重要措施。

實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，其方式主要有電氣及機(jī)械兩大類。對(duì)低壓380V電動(dòng)機(jī)，可配置電氣軟啟動(dòng)器，對(duì)高壓電機(jī)一般采用機(jī)械方式，通常是在電機(jī)和減速器之間加裝液力耦合器或軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器。

液力耦合器是利用液體動(dòng)能及勢(shì)能來(lái)傳遞動(dòng)力的液力傳動(dòng)部件，在液力耦合器中充有工作油，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，主動(dòng)軸帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，葉輪流道中的油在葉片帶動(dòng)下，由于離心力作用，由泵輪內(nèi)側(cè)流向外緣，形成高壓高速油流沖擊渦輪葉片，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力傳遞到工作機(jī)。

當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時(shí)，高壓油壓力及流速不夠，渦輪相對(duì)泵輪滑動(dòng)，電動(dòng)機(jī)近似空載啟動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，高壓油壓力及流速足夠，使渦輪克服工作機(jī)轉(zhuǎn)矩，與泵輪同步旋轉(zhuǎn)，工作機(jī)完全被啟動(dòng)。

液力耦合器作為電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置，已應(yīng)用多年，但其缺點(diǎn)是質(zhì)量大，尺寸大，對(duì)大功率更是如此。如功率P=560kW，轉(zhuǎn)速n=750r/min的型號(hào)，其外徑D=1120mm，總長(zhǎng)度L= 722mm，質(zhì)量W=600kg。這樣的質(zhì)量對(duì)減速器的軸伸及電動(dòng)機(jī)的軸伸是無(wú)法承受的。

鋼球式軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器由于其質(zhì)量輕，尺寸小，易實(shí)施改造，維護(hù)工作少（基本上免維護(hù)），已作為設(shè)備軟啟動(dòng)的首選。

4.2 鋼球式軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器的原理及特點(diǎn)

軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器通過(guò)鋼球的離心壓力產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，通常將聯(lián)軸器裝在電機(jī)端。當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速很低，離心力很小，其產(chǎn)生的摩擦力也很小，聯(lián)軸器打滑，主動(dòng)側(cè)隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)，被動(dòng)側(cè)（減速器一側(cè)）靜止，電機(jī)為近似空載啟動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速的增加，摩擦力逐漸增大，聯(lián)軸器的被動(dòng)側(cè)帶動(dòng)工作機(jī)（減速器入軸）開始旋轉(zhuǎn)，直到與主動(dòng)側(cè)同步旋轉(zhuǎn)，電機(jī)的整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)平穩(wěn)的逐漸加載的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的“軟”啟動(dòng)，改變了普通聯(lián)軸器聯(lián)接時(shí)的“硬”啟動(dòng)方式。

當(dāng)輥壓機(jī)過(guò)載或卡死時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩超過(guò)了設(shè)計(jì)摩擦力可傳遞的轉(zhuǎn)矩（設(shè)定轉(zhuǎn)矩），聯(lián)軸器打滑，防止了機(jī)械部件的損壞及電動(dòng)機(jī)的燒毀。

軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

聯(lián)軸器的工作過(guò)程為：主動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子上的葉片將殼體內(nèi)的空腔分成2～6等份，葉片推動(dòng)空腔中的鋼球作圓周運(yùn)動(dòng)，鋼球由于離心力作用沿聯(lián)軸器半徑方向運(yùn)動(dòng)，逐漸貼緊在殼體內(nèi)壁，并沿殼體內(nèi)壁滑動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)速的升高，鋼球與殼體內(nèi)壁間的摩擦力達(dá)到一定值時(shí)，鋼球帶動(dòng)殼體旋轉(zhuǎn)，達(dá)到同步狀態(tài)。殼體通過(guò)銷軸組件帶動(dòng)半聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力傳遞到工作機(jī)。

軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器的主要特點(diǎn)：

（1）軟啟動(dòng)性好。原動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，聯(lián)軸器處于打滑狀態(tài)，可將帶載啟動(dòng)變?yōu)榻瓶蛰d啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。

（2）可靠的過(guò)載保護(hù)并可調(diào)節(jié)。當(dāng)工作機(jī)過(guò)載或卡死時(shí)，聯(lián)軸器打滑，限制了功率的增加，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)因過(guò)載導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降時(shí)，聯(lián)軸器可傳遞功率隨轉(zhuǎn)速迅速下降，有效保護(hù)電動(dòng)機(jī)不被堵轉(zhuǎn)。增減鋼球的填充量，可調(diào)節(jié)過(guò)載保護(hù)功率值。

（3）減振性好。鋼球在傳力過(guò)程中相互間的彈性運(yùn)動(dòng)可吸收傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)。

（4）節(jié)省能源與設(shè)備費(fèi)用。由于實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，降低了啟動(dòng)電流，縮短了峰值時(shí)間，降低了能耗，同時(shí)，減小了設(shè)備的啟動(dòng)沖擊，節(jié)省設(shè)備維修費(fèi)用。

（5）安裝拆卸方便，工作可靠，運(yùn)行中無(wú)需維護(hù)，承載能力大，外形尺寸小。注意事項(xiàng)：長(zhǎng)時(shí)間打滑發(fā)熱嚴(yán)重，不適用于頻繁啟動(dòng)或頻繁換向的場(chǎng)合。

5 循環(huán)潤(rùn)滑裝置的選用

減速器潤(rùn)滑不合理是導(dǎo)致齒輪、軸承等失效的一個(gè)重要原因，據(jù)有關(guān)資料介紹，國(guó)內(nèi)減速器因潤(rùn)滑不合理導(dǎo)致的失效占整個(gè)失效事故的25%左右。良好的潤(rùn)滑是保證減速器正常工作的前提條件，減速器制造廠家、主機(jī)廠、用戶都應(yīng)對(duì)此給予高度重視。

5.1 潤(rùn)滑的作用

潤(rùn)滑的主要作用是在減速器各個(gè)工作的零部件的接觸面之間形成油膜，減少零件接觸面間的摩擦，并帶走傳動(dòng)中產(chǎn)生的熱量，使零件溫度不致過(guò)高，吸收沖擊和振動(dòng)，降低噪聲，排出雜質(zhì)。

5.2 潤(rùn)滑油的選擇

潤(rùn)滑油的選擇取決于減速器的工作速度、載荷和環(huán)境溫度。選擇潤(rùn)滑油的重要參數(shù)是油的粘度。輥壓機(jī)減速器屬于典型的低速重載運(yùn)行，并且要承受系統(tǒng)頻繁的載荷波動(dòng)，所以應(yīng)選擇高粘度的齒輪油。推薦使用 粘 度 等 級(jí) 為 L－CKC220（L－CKC320）工業(yè)極壓（EP）齒輪油。

5.3 潤(rùn)滑油的使用

在減速器安裝調(diào)試完畢帶料運(yùn)行一個(gè)月后進(jìn)行首次換油，并用N100低粘度機(jī)油清洗減速器內(nèi)部（對(duì)潤(rùn)滑站的過(guò)濾器也要清洗）。初次使用的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)濾仍能使用，可用125μm的濾網(wǎng)過(guò)濾。以后每連續(xù)工作六個(gè)月對(duì)減速器潤(rùn)滑油進(jìn)行更換，并對(duì)減速器內(nèi)部和潤(rùn)滑站的過(guò)濾器進(jìn)行清洗。

5.4 循環(huán)潤(rùn)滑油站的選擇

輥壓機(jī)減速器是典型的低速、重載工況，并且基本上是24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此必需采用稀油循環(huán)潤(rùn)滑。

目前普遍采用的是自身循環(huán)潤(rùn)滑，即以減速器箱體作為油箱。這種配置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，造價(jià)低。由于不另設(shè)油箱，油液中的雜質(zhì)就容易沉淀在減速器箱體內(nèi)，并對(duì)齒輪、軸承等產(chǎn)生不良影響。而且這種配置由于減速器箱體本身容積有限，因此總油量也有限，單位油量的循環(huán)次數(shù)多，易造成油品的老化。特別在寒冷地區(qū)冬季，如果減速器較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，則必需將減速器箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油放掉，否則再開車時(shí)會(huì)造成啟動(dòng)困難。因此筆者推薦輥壓機(jī)減速器循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)選擇帶單獨(dú)油箱的油站。

潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作介質(zhì)是粘度L－CKC220（L－CKC320）工業(yè)極壓（EP）齒輪油。潤(rùn)滑系統(tǒng)的公稱壓力為0.4MPa，過(guò)濾精度為125μm。冷卻水溫度要求≤30℃，冷卻水壓0.2～0.3 MPa，溫降≥8℃。

稀油站油泵電動(dòng)機(jī)和減速器驅(qū)動(dòng)主電機(jī)啟動(dòng)順序聯(lián)鎖，油泵電機(jī)不啟動(dòng)主電機(jī)不能啟動(dòng)。油泵電機(jī)啟動(dòng)后，查看壓力表、溫度表顯示是否正常，油流是否暢通，潤(rùn)滑管路是否有滲漏。

工作時(shí)，潤(rùn)滑油經(jīng)齒輪泵排出，經(jīng)單向閥、雙筒網(wǎng)式過(guò)濾器和冷卻器后被直接送往潤(rùn)滑點(diǎn)，而熱油經(jīng)回油管路流回油箱。

在潤(rùn)滑管路中應(yīng)設(shè)置安全閥，通過(guò)調(diào)節(jié)安全閥確定工作壓力。當(dāng)工作壓力超過(guò)安全閥的設(shè)定壓力時(shí)，安全閥打開，實(shí)現(xiàn)溢流作用，確保系統(tǒng)的安全。

表1 常見故障及排除方法

6 減速器的維護(hù)

輥壓機(jī)減速器由于工況惡劣，在高粉塵、強(qiáng)沖擊、重載荷下工作，而且基本上是24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此作好日常維護(hù)，對(duì)輥壓機(jī)長(zhǎng)期高效工作有重要的作用。

每天應(yīng)對(duì)減速器運(yùn)轉(zhuǎn)情況作記錄，并注意減速器有無(wú)異常沖擊、振動(dòng)產(chǎn)生。應(yīng)特別注意工作溫度不要高于75℃，減速器在高溫下長(zhǎng)期工作，潤(rùn)滑油容易變質(zhì)，密封圈也易老化。若在夏季出現(xiàn)高溫，可在減速器旁設(shè)置一風(fēng)機(jī)，對(duì)減速器表面進(jìn)行風(fēng)冷降溫。實(shí)踐證明，此法比較有效，通?？山禍?～8℃。

每天應(yīng)對(duì)稀油站進(jìn)行檢查，觀察油壓是否正確，過(guò)濾器、冷卻器是否正常，并定期清洗過(guò)濾器濾網(wǎng)。在清洗過(guò)濾器濾網(wǎng)時(shí)注意濾網(wǎng)上有無(wú)片狀金屬物。若產(chǎn)生大量片狀金屬物，表明軸承或減速器齒輪齒面可能出現(xiàn)剝落，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查更換，否則可能會(huì)引起更大的損失。

定期檢查鎖緊盤螺栓，確保達(dá)到額定鎖緊力矩。這一點(diǎn)很重要，確保鎖緊盤不能打滑，否則會(huì)引起減速器空心軸和輥壓機(jī)主軸產(chǎn)生錯(cuò)位、粘連，影響使用及以后的拆卸。

表1為減速器在日常工作中常見的一些故障及處理辦法。

7 結(jié)論

輥壓機(jī)行星減速器在我國(guó)水泥工業(yè)中已大量使用，同輥壓機(jī)聯(lián)合作業(yè)，對(duì)降低單位產(chǎn)品的粉磨能耗，提高粉磨效率有顯著的效果。合理的設(shè)備配置，正確的使用與維護(hù)，對(duì)整機(jī)安全、高效運(yùn)行有著十分重要的作用，應(yīng)引起主機(jī)廠及用戶的高度重視。

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TQ172.639

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1001－6171（2010）05－0033－04

2010－01－10；編輯：趙 蓮