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      克維斯傳動:新型減速設施傳輸的革新舉措
      作者:無錫市克維斯傳動機械有限公司    發布于:2013-09-10 08:35:00    文字:【】【】【
      摘要:克維斯傳動:新型減速設施傳輸的革新舉措

        1問題的提出

        帶式輸送機的減速器是煤礦運輸系統的關鍵性設備之一。目前旗山煤礦井下強二帶式輸送機使用的驅動裝置減速器高速軸、輸入軸頻繁損壞,加上設備每天運行時間過長,減速器溫度過高(80 ℃以上),潤滑油在高溫下起不到潤滑作用,導致熱功率降低,齒輪磨耗嚴重以致齒輪損壞。這些問題嚴重影響了正常生產,降低了生產效率。為了避免因減速器故障影響運輸效率,提高帶式輸送機減速器運行的穩定性、可靠性、安全性,將減速箱溫度控制在合適的范圍之內,減少減速器的齒輪磨損,延長使用壽命,提高生產效率,該礦對ZL-1150型減速器采取了相應的改進措施。

        2減速器故障分析

        減速器產生故障的原因很多,但主要的原因多為環境因素、材料因素、潤滑冷卻條件及制造安裝因素等造成,現針對以上4種主要影響因素對減速器的故障原因進行分析。

        2.1工作環境因素

        經到井下現場勘察,該減速器在井下700多米水平處使用。該處常年恒溫,溫度在15~20 ℃之間,對減速器故障影響較小。

        2.2材料因素

        原減速器齒輪材料選用40Cr鋼。該材料常用于較重要的調質零件,如在交變負荷下工作的零件,表面淬火后可用作負荷、耐磨性較高而無很大沖擊的零件。在減速器正常使用的情況下,即環境溫度正常,潤滑良好,無沖擊過載現象,齒輪工作溫度在65 ℃以下時,該材料能夠滿足強度要求(經計算驗證)。但是,由于高強度的工作環境及簡易的潤滑冷卻措施使得減速器經常在高溫、不良潤滑效果、過載等條件下運轉,齒輪材料的接觸及抗彎曲疲勞強度難以滿足減速器的正常工作使用要求。

        2.3潤滑條件

        減速器原先采用飛濺潤滑,潤滑級別6E,在機內溫度60 ℃左右時,潤滑條件良好,減速器工作正常。但是通過計算及實際測量,由于帶式輸送機的運量較高(400t/h),減速器缺乏良好的潤滑油冷卻方式,導致潤滑油在高溫下(>85 ℃)失去潤滑作用,從而進一步影響齒輪嚙合條件,增加了齒輪及其運動部件間的磨損,噪聲與振動增加,也增加了輪齒間的沖擊,以致無法保證齒輪的正常嚙合。

        2.4制造安裝精度因素

        在減速器裝配過程中,密封件、軸承和齒輪的裝配,以及齒輪軸對中方面易出現問題。當齒輪在裝配時出現偏差,如齒輪軸對中方面出現微小偏差都會導致齒輪間嚙合不穩、無序振動、加快磨損、降低功率,甚至導致齒輪失效。這一點在減速器安裝時需格外注意。

        3改進措施

        3.1選擇新型齒輪材料

        選用新型材料17CrNiMo6重載齒輪鋼。該鋼屬于低碳低合金滲碳高強鋼,常用于設備關鍵部位的重載齒輪。由于經過滲碳、淬火及低溫回火等處理,并添加了多種合金材料,其齒輪表面耐磨、硬度高,芯部韌性好,抗沖擊且有較高的延伸率,能夠勝任在高速、重載甚至沖擊載荷下工作,是一種性能優異的重載齒輪高強鋼。

        隨著世界性節能浪潮的推動及新工藝的不斷采用,具有材料潛力的17CrNiMo6鋼逐漸被發掘出來,含1.6%Ni的Cr-Ni-Mo系列鋼17CrNiMo6因其良好的工藝性能和高性價比正廣泛應用于大型重要設備零件。

        3.2調整齒輪參數

        經分析,原減速器高速級平行齒輪輪齒根部斷裂并導致輪軸損壞,而配對的大平行齒輪卻完好無損。根據嚙合強度平均分配原則,通過改變大齒輪切向變位系數及調整大小平行齒輪的模數來實現大小平行齒輪強度的重新分配,使小齒輪強度得到提高。

        3.3改進結構

        原減速器高速級小齒輪采用齒輪和齒輪軸的分體式結構。為了避免高速級齒輪軸在高速嚙合運轉過程中因嚙合沖擊而出現傳動失穩、軸斷裂等問題,將高速級齒輪和軸在結構上改進設計為一體式,齒輪軸整體強度大為提高,傳動也較為穩定。

        3.4改善制造加工工藝

        平行齒輪的加工制造精度、質量影響設備的效率、噪聲、運動精度和使用壽命。因此加工時不僅需要合理的加工工藝和熱處理方式,先進的加工設備、高素質的技術工人也是必不可少的。齒形的制造加工是保證齒輪強度的重要工序。為此,該礦選擇了德國進口的“KLINGELNBERG”

        AMK-855平行齒輪切齒機、“KLINGELNBERG”

        GKP-851平行齒輪跑合檢查儀、“KLINGELNBERG”

        AH1200淬火機及“AICHELIN”熱處理設備對該套平行齒輪實施加工制造和熱處理工藝,提高了齒輪的加工精度和使用壽命。

        實踐證明,經過以上4個步驟的改進,減速器齒輪的接觸疲勞強度及彎曲疲勞強度分別提高了77.7%和40.8%,效果顯著。

        3.5改進潤滑散熱系統

        減速器的熱功率同其熱量散發密切相關,要提高熱功率首先應解決箱體內的發熱問題。減速器在熱態過程(即發熱和散熱過程)中,由于嚙合損失、軸承損失、攪油損失、密封損失等產生了大量的熱量,使得減速器因過大的功率損失而導致溫度升高,限制了系統功能的正常發揮,對減速器系統產生了很大影響。要充分發揮其性能,關鍵在于提高熱功率。

        提高減速器熱功率的方法主要是通過對減速器系統的冷卻,增加其散熱量及潤滑油的循環。因此,該礦將潤滑冷卻系統改進為潤滑油強制冷卻潤滑系統。

        該系統主要用于大規格減速器及關鍵設備中。單獨潤滑冷卻裝置主要用于單機,集中潤滑冷卻裝置主要用于機組或生產線。單獨潤滑冷卻裝置具有結構緊湊、互換性好等特點,可使減速器的工作油溫保持在最佳狀態,延長減速器的使用壽命。因此,對減速器的散熱潤滑系統加裝了減速器外循環強制冷卻散熱系統,采用德國進口油泵、油壓表、散熱裝置,通過合理的油路設計,減速器的工作狀況得到很大改善,其熱功率也有了很大提高。潤滑油的工作溫度從原來的80 ℃以上降至50 ℃左右,很好地解決了減速器的散熱問題,最大程度地發揮了減速器的機械功率。

        4結論

        通過對ZL-1150型減速器進行5項改進,減速器的各項指標有了明顯提高,從根本上解決了減速器使用中存在的一系列問題。經過6個多月的運行,減速器的各項性能指標趨于正常,這也證明在采用了新型材料、改進工藝并加裝散熱潤滑系統后,減速器運行工況得到了有效改善。本方法簡單且經濟可行,易于推廣應用。

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