李洪雙

輥壓機(jī)用行星齒輪減速機(jī)扭矩支撐形式

李洪雙

行星齒輪減速機(jī)是輥壓機(jī)傳動(dòng)中的主要部件，輸出扭矩平衡問(wèn)題是設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。本文總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外常用的扭矩支撐形式，對(duì)各種形式的結(jié)構(gòu)、使用注意事項(xiàng)以及制作經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了論述。

輥壓機(jī)；行星齒輪減速機(jī)；扭矩支撐

輥壓機(jī)及擠壓粉磨技術(shù)在現(xiàn)代水泥廠的粉磨系統(tǒng)中因其節(jié)能顯著而得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)行輥壓機(jī)采用行星齒輪減速機(jī)，其輸入端通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器與電機(jī)相連，輸出端與輥壓機(jī)輥軸頭用脹套聯(lián)軸器相連。在減速機(jī)家族中，行星減速機(jī)具有體積小、傳動(dòng)效率高、減速范圍廣、精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，作為輥壓機(jī)的傳動(dòng)部件,減速機(jī)支撐形式尤其重要,本文就市場(chǎng)上常見的扭矩支撐形式的結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)以及使用中需注意的方面作一簡(jiǎn)述。

行星齒輪減速機(jī)安裝定位是輥壓機(jī)主軸,不用基礎(chǔ)固定。剛性的懸掛在輥壓機(jī)主軸上,輸出扭矩由扭矩支撐平衡。對(duì)這種減速器必須解決扭矩平衡的問(wèn)題。固定輥的行星齒輪減速機(jī)只要能夠平衡傳遞扭矩就可以了，結(jié)構(gòu)和受力會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單；浮動(dòng)輥減速機(jī)的扭矩支撐除了承受扭矩外，還需要跟隨主軸作水平運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還要承受由于輥縫偏差產(chǎn)生的輥?zhàn)悠苯嵌?，這就是浮動(dòng)輥的工作狀況?？紤]到對(duì)稱性，固定輥和浮動(dòng)輥通常采用相同的扭矩支撐形式。行星齒輪減速機(jī)的扭矩支撐形式大體分為以下幾種:

（1）單臂扭矩支撐形式的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)搖桿AB和連桿BC來(lái)實(shí)現(xiàn)扭矩平衡。當(dāng)減速器傳遞力矩，產(chǎn)生一個(gè)反力矩T時(shí)，支承在基礎(chǔ)上的搖桿AB便產(chǎn)生一個(gè)反作用力F0將反力矩平衡。這樣就會(huì)在減速器軸上產(chǎn)生一個(gè)與F0大小相等方向相反的力F通過(guò)擠壓輥軸、軸承和軸承座作用到機(jī)架上，使這些零部件的負(fù)荷加大，當(dāng)活動(dòng)輥發(fā)生水平移動(dòng)時(shí)，通過(guò)搖桿的擺動(dòng)可以適應(yīng)。但減速器帶內(nèi)齒圈的殼體本身也要隨之產(chǎn)生一個(gè)微小的偏轉(zhuǎn)角。這個(gè)偏轉(zhuǎn)角對(duì)整個(gè)傳動(dòng)裝置來(lái)說(shuō)沒(méi)有影響。也就是說(shuō)，在活動(dòng)輥發(fā)生水平移動(dòng)時(shí)，靠鉸點(diǎn)B處的夾角αB的改變來(lái)滿足這種要求。AB和BC，BC和基礎(chǔ)之間采用關(guān)節(jié)軸承連接，活動(dòng)靈活。輥?zhàn)悠碑a(chǎn)生的角度由關(guān)節(jié)軸承旋轉(zhuǎn)角度以及扭矩臂旋轉(zhuǎn)角度來(lái)承受。

目前比較成熟的圖2、圖3兩種形式，雖然稍有不同，但是結(jié)構(gòu)和原理是相同的。設(shè)計(jì)時(shí)保證扭矩臂盡量長(zhǎng)，進(jìn)而保證浮動(dòng)輥在水平移動(dòng)距離和輥?zhàn)悠苯嵌纫欢ǖ那闆r下，轉(zhuǎn)角盡量小，關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)角盡量小，來(lái)保證減速機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定。扭矩的平衡力由基礎(chǔ)提供，相對(duì)于輥壓機(jī)輥?zhàn)拥南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，這種扭矩臂的支撐形式對(duì)基礎(chǔ)的載荷均為壓力，對(duì)于土建基礎(chǔ)和地腳螺栓的工作狀況是有益的。

（2）雙臂扭矩支撐形式的結(jié)構(gòu)原理如圖4所示。它是利用平衡力矩的原理，設(shè)計(jì)成兩個(gè)L型的連桿結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。連桿A1B1和A2B2的兩端分別與減速器的出軸端扭矩板的結(jié)合處兩點(diǎn)A1、A2和扭矩桿的兩點(diǎn)B1、B2相鉸接，構(gòu)成一個(gè)空間平行四邊形機(jī)構(gòu)。

當(dāng)減速器的反向力矩T產(chǎn)生以后，兩個(gè)連桿A1B1和A2B2便受兩個(gè)方向相反的力F作用。因?yàn)榕ぞ貤UD1D2的兩個(gè)支桿B1C1和B2C2與其剛性聯(lián)接，扭矩桿D1D2便產(chǎn)生微小扭轉(zhuǎn)變形，所以能將扭矩平衡掉（D1D2成為扭矩軸）。當(dāng)活動(dòng)輥產(chǎn)生水平位移時(shí)，鉸接的平行四邊形可以水平移動(dòng)，所產(chǎn)生的微小垂直方向的位移，仍可利用扭矩軸D1D2的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的高差得到補(bǔ)償。當(dāng)活動(dòng)輥產(chǎn)生偏斜時(shí)，通過(guò) A1、B1、A2、B2四個(gè)位置的關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)以及A1B1和A2B2兩個(gè)連桿的擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)輥?zhàn)悠睜顟B(tài)下傳遞平衡扭矩。

圖5顯示的這種扭矩支撐形式在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，多家設(shè)計(jì)單位認(rèn)可這種結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)浮動(dòng)輥產(chǎn)生水平移動(dòng)時(shí)，扭矩臂產(chǎn)生轉(zhuǎn)角隨著輥?zhàn)舆\(yùn)動(dòng)，同單臂支撐相同，轉(zhuǎn)角越小越穩(wěn)定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該保證兩個(gè)扭矩臂盡可能的長(zhǎng)，但設(shè)備規(guī)格確定后，兩輥之間的距離相對(duì)固定。扭矩臂的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)時(shí)，在位置允許的情況下，保證扭矩臂長(zhǎng)度。同時(shí)由于設(shè)備的扭矩由基礎(chǔ)以及地腳螺栓來(lái)平衡，減速機(jī)對(duì)基礎(chǔ)的載荷一端為拉力一端為壓力，這就對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、地腳螺栓的選型和安裝提出了高的要求。

（3）相互作用的扭力支撐如圖6所示，它是利用兩臺(tái)減速器輸出扭矩方向相反的特點(diǎn)，用連桿機(jī)構(gòu)將兩臺(tái)減速器的低速出軸殼體法蘭聯(lián)接起來(lái)，相互平衡各自的扭矩。當(dāng)活動(dòng)輥?zhàn)魉揭苿?dòng)時(shí)，通過(guò)鉸鏈處K點(diǎn)兩連桿的夾角α的改變來(lái)滿足兩個(gè)擠壓輥中心距的變化。當(dāng)活動(dòng)輥發(fā)生偏斜時(shí)，靠扭矩板的關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)角來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這種結(jié)構(gòu)的扭矩支撐把減速機(jī)的輸出扭矩相互平衡掉，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)很獨(dú)特，不與基礎(chǔ)連接，節(jié)省了地腳螺栓和土建基礎(chǔ)。但是給安裝和使用提出了很高的要求，要求輥壓機(jī)運(yùn)行輥縫偏差必須嚴(yán)格控制，避免由于輥縫偏差過(guò)大產(chǎn)生的輥?zhàn)悠?，以及輥?zhàn)赢a(chǎn)生的軸向伸縮造成浮動(dòng)輥扭矩支撐板與固定輥扭矩支撐板的轉(zhuǎn)角過(guò)大而產(chǎn)生振動(dòng)。圖7顯示的這種結(jié)構(gòu)扭矩支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，曾經(jīng)一度受到追捧，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐證明，此種方式固定輥和浮動(dòng)輥相互產(chǎn)生的振動(dòng)較大，相互干擾也大。曾經(jīng)有現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)過(guò)由于連接位置裂開，互相作用的扭矩板失去支撐點(diǎn)，打到另一臺(tái)減速機(jī)上的重大問(wèn)題，危險(xiǎn)性較大。

圖8是國(guó)外某公司的扭矩支撐，是將單臂支撐和相互作用支撐融合在一起，在固定輥減速機(jī)的扭矩支撐端增加一個(gè)支撐點(diǎn)，與基礎(chǔ)連接，增加了該部分的安全性。但是依然通過(guò)夾角α的改變來(lái)滿足兩個(gè)擠壓輥中心距的變化，相互干擾較大。且要求輥壓機(jī)來(lái)料均衡，輥縫允許偏差較小，浮動(dòng)輥運(yùn)行穩(wěn)定，來(lái)保證相互作用的角度和扭矩支撐穩(wěn)定。但是這種結(jié)構(gòu)加工難度大，加工成本比較高，國(guó)內(nèi)很少采用。

綜上所述，輥壓機(jī)傳動(dòng)用行星齒輪減速機(jī)的扭矩支撐形式各不相同，均能滿足使用要求。筆者推薦選用單臂和雙臂的結(jié)構(gòu)。無(wú)論哪種形式，扭矩支撐都是要通過(guò)輥壓機(jī)主機(jī)以及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和輥壓機(jī)設(shè)備的控制來(lái)保證兩輥?zhàn)訉挾确较騺?lái)料均勻，實(shí)現(xiàn)輥縫兩端偏差很小，達(dá)到設(shè)備穩(wěn)定。另外關(guān)節(jié)軸承在扭矩支撐這個(gè)結(jié)構(gòu)中起到了關(guān)鍵的作用，尤其是在承受輥?zhàn)悠狈矫?，因此使用和維護(hù)中要注意按時(shí)加油脂，使關(guān)節(jié)軸承活動(dòng)靈活，保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。

Torque Support Type of Roller Press Planetary Gear Units

LI Hong-shuang,ZHANG Sheng-quan
(Sinoma Technology&Equipment Group Co.,Ltd.Keli Subbranch TianJin 300400)

Planetary gear units is the primary part in roller press drive system.The torque balance is one of the key factors in roller press op?eration.In this paper,common torque support at home and abroad are summarized.Several structures,matters needing attention and econo?my of processing are discussed.

Roller press;Planetary gear units;Torque support

TQ172.639

A

1001-6171（2012）04-0090-03

通訊地址：中材裝備集團(tuán)有限公司科力分公司，天津 300400；

2012-03-13；

趙 蓮