大型先進(jìn)國(guó)產(chǎn)化立磨減速機(jī)的研制及產(chǎn)品特點(diǎn)

  大功率立磨減速機(jī)是大型立式磨機(jī)的核心部件,它將電機(jī)的高轉(zhuǎn)速小扭矩水平方向輸入轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速大扭矩垂直方向的輸出,同時(shí)承受來自磨機(jī)垂直方向的巨大變化載荷;主要應(yīng)用于節(jié)能環(huán)保的新型干法水泥生料、水泥熟料和水泥礦渣的粉磨。它研制成功,解決了大規(guī)格的螺旋傘齒輪和整機(jī)需要從國(guó)外進(jìn)口受限的難題,大大地縮短了產(chǎn)品的加工周期、節(jié)約了成本;使我國(guó)的減速機(jī)研制水平得到了大幅度的提高;并能推動(dòng)整套立式磨機(jī)裝置在全球的競(jìng)爭(zhēng)力;同時(shí)加快了節(jié)能環(huán)保的新型干法水泥生產(chǎn)線占據(jù)主導(dǎo)地位的進(jìn)程;并將在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用,具有重要意義。

  我公司已開發(fā)制造了數(shù)百臺(tái)MLX170、MLX200、MLX225、MLX250、MLX280、MLX300、MLX330、MLX360(含雙行星)、MLX400(含雙行星)、MLX420(含雙分流)、MLX450(含雙分流)、MLX540(雙分流)大型立磨減速機(jī),其中MLX450(4500KW)、MLX540(5400KW)均為目前國(guó)內(nèi)自行開發(fā)、設(shè)計(jì)制造的最大功率的立磨減速機(jī),使用至今,各項(xiàng)指標(biāo)良好。

  其中三級(jí)傳動(dòng)、雙分流和雙行星結(jié)構(gòu)的大功率立磨減速機(jī)已通過了中國(guó)建筑材料聯(lián)合協(xié)會(huì)和江蘇省經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的鑒定,評(píng)定均為:屬國(guó)內(nèi)首次自主設(shè)計(jì)研發(fā),具有獨(dú)立的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,整機(jī)性能達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平,并具備批量生產(chǎn)的能力;對(duì)大功率立磨減速機(jī)我們擁有關(guān)鍵技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),已獲得了4項(xiàng)實(shí)用新型專利和2項(xiàng)發(fā)明專利,我們將繼續(xù)申報(bào)5項(xiàng)以上的國(guó)家專利。

  2009年,MLX450大功率立磨減速機(jī)的的研制成功被中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)科技部評(píng)為科技進(jìn)步類一等獎(jiǎng);2009年,大功率立磨減速機(jī)被南京市評(píng)為優(yōu)秀成果獎(jiǎng);2009年,由我公司作為組長(zhǎng)單位負(fù)責(zé)起草的《水泥工業(yè)用硬齒面立式磨機(jī)減速機(jī)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通過了審查,并評(píng)定此標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

  我公司在充分吸收國(guó)外技術(shù)基礎(chǔ)上,結(jié)合自己多年生產(chǎn)制造的經(jīng)驗(yàn),成功開發(fā)了1700KW以上螺傘國(guó)產(chǎn)化的立磨減速機(jī),其技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相當(dāng),主要技術(shù)特點(diǎn)為:

1. 采用先進(jìn)的計(jì)算方法:
1.1錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算采用從德國(guó)引進(jìn)的DIN 3990軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);
1.2平行齒輪級(jí)和行星齒輪級(jí)的強(qiáng)度計(jì)算采用ISO 6336軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);
1.3滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)采用我公司和西交大國(guó)家滑動(dòng)軸承重點(diǎn)試驗(yàn)室聯(lián)合開發(fā)的大型推力軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);
1.4 行星架、箱體等主要結(jié)構(gòu)件采用ANSYS有限元進(jìn)行分析。

2. 主要設(shè)計(jì)與工藝特點(diǎn):
2.1設(shè)計(jì)時(shí)考慮磨機(jī)的實(shí)際工況,取AGMA服務(wù)系數(shù)≥2.5,確保安全可靠性;
2.2 采用多種新的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),減小了單個(gè)錐齒輪的規(guī)格,完全解決了螺傘依賴進(jìn)口的難題;
2.3 全部齒輪,在坯料階段和最終熱處理后均進(jìn)行探傷;對(duì)箱體和行星轉(zhuǎn)架的主要焊縫均進(jìn)行超聲波探傷;
2.4 設(shè)計(jì)、制造時(shí)嚴(yán)格控制多個(gè)行星輪的公法線長(zhǎng)度,使公法線長(zhǎng)度盡量一致,以保證均載;
2.5 行星轉(zhuǎn)架等采用進(jìn)口加工中心加工,保證多個(gè)銷孔的位置度,確保多個(gè)行星載荷均布。

3. 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
3.1 輸入軸密封采用擋油環(huán)密封+骨架油封,雙層密封結(jié)構(gòu),確保不漏油;
3. 2 箱體為一個(gè)整體結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)與分層箱體的結(jié)構(gòu)相比較有以下優(yōu)點(diǎn):
a. 因是整體結(jié)構(gòu),提高了箱體的強(qiáng)度與剛度;
b. 因是整體結(jié)構(gòu),也就不存在像分層箱體的結(jié)構(gòu)在結(jié)合面漏油的可能;
c. 因是整體結(jié)構(gòu),齒圈僅承受齒輪嚙合時(shí)所產(chǎn)生的力,也就避免了因箱體承受巨大的軸向負(fù)荷而引起齒圈變形的可能,從而保證了齒輪的嚙合精度;
d. 因是整體結(jié)構(gòu),也就沒有了分層箱體結(jié)構(gòu)在結(jié)合面的平面加工,避免了加工誤差出現(xiàn)的可能,確保了齒圈與箱體軸承孔之間的同軸度與對(duì)中度,從而保證了齒輪的良好的嚙合精度;
3.3 輸出法蘭盤下面的推力瓦采用可自由擺動(dòng)的結(jié)構(gòu), 避免了因磨機(jī)偏載時(shí),發(fā)生刮瓦的可能;
3.4 從推力瓦處油腔溢出的油通過八個(gè)油槽,回流至箱體內(nèi),一方面回油充分, 避免了迷宮環(huán)處漏油的可能;另一方面,回流的油可以潤(rùn)滑內(nèi)齒圈,保證潤(rùn)滑充分;
3.5 輸出法蘭盤與行星架輸出軸通過銷傳遞扭矩, 銷子調(diào)質(zhì)后再表面淬火,同時(shí)銷子與銷孔之間是過盈配合,保證銷子不會(huì)松動(dòng),從而確保安全可靠;
3.6 行星架輸出軸和輸出法蘭盤采用大規(guī)格高強(qiáng)度螺栓擰緊,同時(shí)輸出法蘭盤內(nèi)孔與行星架輸出軸之間采用小間隙配合,避免因磨盤偏載時(shí)產(chǎn)生的附加載荷作用于螺栓上,從而確保行星轉(zhuǎn)架不會(huì)墜落;
3.7 高低壓稀油站中高壓系統(tǒng)取消補(bǔ)償裝置,而采用四臺(tái)進(jìn)口徑向柱塞泵,一泵四出口,分別向16塊推力瓦供油,每一出口單獨(dú)向一塊推力瓦供油, 避免了因補(bǔ)償裝置油量分配不均而造成的燒瓦的可能。

  目前,代表國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的立磨減速機(jī)有德國(guó)的Flender公司、德國(guó)的RENK公司、瑞士的MAAG公司和日本的SEISA公司等產(chǎn)品,產(chǎn)品各有主要特點(diǎn):

1. 德國(guó)Flender的產(chǎn)品除推力軸承外,全部采用滾動(dòng)軸承,相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠;MAAG公司除一對(duì)傘齒輪處采用滾動(dòng)軸承外,其余均采用滑動(dòng)軸承,這種結(jié)構(gòu)浮動(dòng)性好,但相對(duì)復(fù)雜,對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)要求很高,維修麻煩。

我公司:除推力軸承外,全部采用滾動(dòng)軸承,軸承壽命大于10萬小時(shí),對(duì)比計(jì)算壽命均大于國(guó)外公司同型號(hào)產(chǎn)品的壽命,并在軸承配制上,裝配方便,便于維護(hù)。

2. 國(guó)外所有立磨減速機(jī)的螺傘均采用大模數(shù)的克林根貝爾齒制,增加了齒輪副的強(qiáng)度。

我公司:采用自制的大模數(shù)克林根貝爾齒制螺傘。

3. 在行星齒輪副中,除日本大阪公司的產(chǎn)品采用25º壓力角外,其余均采用為壓力角20º;25º壓力角可提高齒輪產(chǎn)品強(qiáng)度,故日本大阪公司的產(chǎn)品相對(duì)小巧。

我公司:行星齒輪和平行軸齒輪的壓力角均采用25°,在保證重合度的同時(shí),使接觸強(qiáng)度提高12%左右,彎曲強(qiáng)度提高18%左右。

4. 在推力軸承上,日本大阪、德國(guó)RENK均采用圓瓦,瑞士MAAG、德國(guó)Flender采用偏心扇形可傾瓦,其中扇形瓦承載面積大一些,靈敏度高,故均載效果好。

我公司:采用的偏心扇形可傾瓦。

5. 國(guó)外公司2000KW以上立磨均采用靜壓潤(rùn)滑系統(tǒng)。

我公司:我公司1700KW以上立磨均采用的是全靜壓潤(rùn)滑系統(tǒng),更加安全可靠。

6. 行星齒輪和平行軸齒輪均采用滲碳淬火硬齒面齒輪,硬度HRC56~62,精度ISO 6級(jí);而內(nèi)齒圈均為調(diào)質(zhì)的中硬齒面齒輪,調(diào)質(zhì)硬度大于HB280,內(nèi)齒圈精度除瑞士MAAG的全部為ISO 6級(jí)外,其他公司大多為7級(jí)。

我公司:行星齒輪和平行軸齒輪均采用滲碳淬火硬齒面齒輪,硬度HRC58~62,精度ISO 6級(jí)以上;所有齒輪副均采用修形和齒根噴丸技術(shù),使齒輪強(qiáng)度提高20%;內(nèi)齒圈采用調(diào)質(zhì),調(diào)質(zhì)硬度大于HB300,磨齒,ISO 6級(jí)以上,確保行星傳動(dòng)嚙合平穩(wěn),載荷均勻。

  為了控制產(chǎn)品的質(zhì)量,確保交貨期,公司投入大量的資金進(jìn)行技改,目前公司擁有巨大的產(chǎn)能,主要設(shè)備如下:

● 進(jìn)口磨齒機(jī):93臺(tái)(含 HOFLER 6米)
● 鏜床和加工中心:38臺(tái)
● 滾齒機(jī):98臺(tái)
● 數(shù)控龍門銑:22臺(tái)
● 立式車床:61臺(tái)(含 8米、6米)
● 進(jìn)口螺傘銑:3臺(tái)(克林根貝格齒形直徑達(dá)2米)
● 熱處理設(shè)備:62臺(tái)

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