王寶玲

（陜西秦嶺水泥〈集團〉股份有限公司，陜西耀縣727100）

0 前言

邊緣傳動磨機的傳動齡輪，目前廣泛采用變位齡輪。作為傳遞動力的齡輪，尤其是小齡輪，在使用一段時間后，需要更換或調(diào)面使用。如何快速、簡便、高質(zhì)量地更換小齡輪，對于提高磨機的運轉(zhuǎn)率具有十分重要的意義，本文就此進行了深入的探討，現(xiàn)介紹如下。

1 問題的提出

邊緣傳動磨機在拆裝小齡輪時，往往需要拆除小齡輪軸承座的地腳螺栓，移動小齡輪軸承座后，才能拆裝小齡輪。這樣既延長了磨機的停機時間、增加工作量，又降低了齡輪的裝配質(zhì)量。原因是小齡輪安裝位置，即：大、小齡輪中心連線與水平面的夾角——安裝角θ的限制造成的，如圖1所示。

圖1 大、小齒輪安裝圖

在磨機設(shè)計之初確定安裝角時，通常要考慮以下2個方面的因素。

1.1 機件受力合理

理論上，使齡輪嚙合線處于鉛垂位置，小齡輪對大齡輪的作用力垂直向上，可減輕磨機主軸承的載荷，并降低筒體的彎曲應(yīng)力，大齡輪對小齡輪的反作用力垂直向下，使小齡輪傳動軸承座和基礎(chǔ)只承受壓力，并改善聯(lián)結(jié)螺栓和地腳螺栓的受力狀況，這樣，安裝角θ應(yīng)等于嚙合角α，即θ＝α。

但考慮齡面間摩擦角，則安裝角θ＝α－ρ。式中ρ為齡面間摩擦角，一般ρ＝6°30′左右，對于變位齡輪：α＝20～25°。

因此，考慮機件受力合理的情況下，安裝角θ＝α－ρ＝（20～25°）－6°30′＝13°30′～18°30′。

1.2 基礎(chǔ)高度合理

如果安裝角過小，則小齡輪的水平位置就得提高，小齡輪的軸承座基礎(chǔ)、減速機和電機的基礎(chǔ)都將隨之增高，基礎(chǔ)重量增加，維護、檢查、檢修極為不方便。因此，設(shè)計單位在選擇安裝角時，都盡可能取最大值，一般選θ＝17～20°，盡量使小齡輪軸承座基礎(chǔ)與磨機主軸承座基礎(chǔ)一樣高或差別不是太大。

2 解決方案的依據(jù)

不移動小齡輪軸承座，使小齡輪能沿大齡圈周向滾出、滾入的辦法來拆裝小齡輪。

以“在不移動小齡輪軸承座的前提下，使小齡輪能沿大齡輪周向滾出、滾入”作為條件，推導(dǎo)出安裝角θ。

式中：a——大、小齡輪的中心距，mm；

r——小齡輪軸軸承外圈半徑，mm；

c′——齡頂間顆，mm，變位齡輪將齡高減小，仍保持標(biāo)準(zhǔn)頂顆，但為穩(wěn)妥起見，取c′＝0.2m（m為模數(shù)）。

通過實際計算知道，按（1）式計算出的安裝角較小，一般為11～15°，在生產(chǎn)過程中，滿足機件受力合理和基礎(chǔ)高度合理的要求是比較重要的。因此，設(shè)計單位在設(shè)計邊緣傳動磨機時，優(yōu)先考慮選擇較大安裝角即θ＝17～20°，從而導(dǎo)致了小齡輪在更換或調(diào)面使用時，必須拆動小齡輪軸承座。

3 實施方法

改進小齡輪軸承座局部結(jié)構(gòu)，不移動小齡輪軸承座，使小齡輪沿大齡圈滾出、滾入。

3.1 使小齒輪沿大齒輪滾出、滾入的條件（見圖2）

圖2 幾何計算簡圖

O1和O2分別為小齡輪和大齡輪的回轉(zhuǎn)中心，θ為安裝角，a為中心距，r為小齡輪軸承外圈半徑，圖中兩點劃線圓分別表示兩齡輪的節(jié)圓，連O1A和O2E，考慮齡頂間顆c′，顯然，小齡輪沿大齡輪滾出、滾入的條件為：

3.2 小齒輪軸承座局部改造

依據(jù)小齡輪沿大齡輪滾入、滾出的條件，將軸承座中的ABE三角區(qū)域切掉即可，如圖3所示。因為此區(qū)域沒在受力面上，且不影響軸承上蓋的固定。

下面計算ABE三角區(qū)域尺寸（即計算AB和EF的尺寸），如圖2所示。

在△O2CA中，O2A2＝AC2＋O2C2

但因O2C＝a×sinθ （4）

將（2）、（4）式代入（3）式得：

再連O1E，使EF⊥O1A，在△O1O2E中，根據(jù)余弦定律得：

整理得：

圖3 小齒輪軸承座示意圖

從理論上說，AE應(yīng)當(dāng)是一段以O(shè)2為圓心的圓弧。實際上，該段圓弧長度相對于其半徑來說是很小的。為了加工方便，AE可以用直線線段來代替。考慮安裝、加工誤差，以（5）、（6）式計算出的AB、EF值，再增加2～5mm的余地（視軸承座尺寸而定），以便保證小齡輪能順利地沿大齡輪滾入、滾出。

以我公司干法分廠五號窯Φ2.8×5＋3m煤磨為例，大、小齡輪采用變位齡輪，其參數(shù)θ＝20°，a=2465.85mm，r=270mm，Mn=22mm，c′=4.4mm，按（1）式計算，得出θ≤11°，而煤磨的安裝角θ＝20°，故更換小齡輪時必須拆動小齡輪軸承座。若將軸承座按圖（4）所示切掉1塊，按式（5）計算得AB≥10.85mm，按式（6）計算得EF≥42.2mm。這樣改動后，就不必移動軸承座而順利地更換小齡輪。

圖4 五號窯煤磨小齒輪軸承座

4 效果分析

（1）由于小齡輪軸承承受的合力方向向下，而且軸承外圈不旋轉(zhuǎn)，加之有軸承上蓋固定，因此軸承座在水平中心線附近切掉的這一小塊對軸承的運轉(zhuǎn)沒有影響。

（2）將小齡輪軸承座進行改造后，在更換小齡輪或調(diào)面使用時，不需要移動小齡輪軸承座，簡化了小齡輪的更換程序，縮短了停機時間，節(jié)省了勞動力，提高了磨機運轉(zhuǎn)率，也避免了因軸承座找正不準(zhǔn)造成的齡輪嚙合不良現(xiàn)象，保證了齡輪的裝配質(zhì)量。此改造方法同樣適用于類似的齡輪傳動設(shè)備。

[1]徐灝.機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社.

[2]吳宗澤.機械零件與設(shè)計.機械工業(yè)出版社.

[3]鄭祖斌.通用機械設(shè)備.機械工業(yè)出版社.