輥壓機用行星齒輪減速機扭矩支撐形式

李洪雙

輥壓機用行星齒輪減速機扭矩支撐形式

李洪雙

行星齒輪減速機是輥壓機傳動中的主要部件，輸出扭矩平衡問題是設(shè)備運行的關(guān)鍵因素之一。本文總結(jié)了目前國內(nèi)外常用的扭矩支撐形式，對各種形式的結(jié)構(gòu)、使用注意事項以及制作經(jīng)濟性等方面進行了論述。

輥壓機；行星齒輪減速機；扭矩支撐

輥壓機及擠壓粉磨技術(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)行輥壓機采用行星齒輪減速機，其輸入端通過萬向聯(lián)軸器與電機相連，輸出端與輥壓機輥軸頭用脹套聯(lián)軸器相連。在減速機家族中，行星減速機具有體積小、傳動效率高、減速范圍廣、精度高等諸多優(yōu)點，作為輥壓機的傳動部件,減速機支撐形式尤其重要,本文就市場上常見的扭矩支撐形式的結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計以及使用中需注意的方面作一簡述。

行星齒輪減速機安裝定位是輥壓機主軸,不用基礎(chǔ)固定。剛性的懸掛在輥壓機主軸上,輸出扭矩由扭矩支撐平衡。對這種減速器必須解決扭矩平衡的問題。固定輥的行星齒輪減速機只要能夠平衡傳遞扭矩就可以了，結(jié)構(gòu)和受力會相對簡單；浮動輥減速機的扭矩支撐除了承受扭矩外，還需要跟隨主軸作水平運動，同時還要承受由于輥縫偏差產(chǎn)生的輥子偏斜角度，這就是浮動輥的工作狀況?？紤]到對稱性，固定輥和浮動輥通常采用相同的扭矩支撐形式。行星齒輪減速機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)比較簡單，通過搖桿AB和連桿BC來實現(xiàn)扭矩平衡。當(dāng)減速器傳遞力矩，產(chǎn)生一個反力矩T時，支承在基礎(chǔ)上的搖桿AB便產(chǎn)生一個反作用力F0將反力矩平衡。這樣就會在減速器軸上產(chǎn)生一個與F0大小相等方向相反的力F通過擠壓輥軸、軸承和軸承座作用到機架上，使這些零部件的負荷加大，當(dāng)活動輥發(fā)生水平移動時，通過搖桿的擺動可以適應(yīng)。但減速器帶內(nèi)齒圈的殼體本身也要隨之產(chǎn)生一個微小的偏轉(zhuǎn)角。這個偏轉(zhuǎn)角對整個傳動裝置來說沒有影響。也就是說，在活動輥發(fā)生水平移動時，靠鉸點B處的夾角αB的改變來滿足這種要求。AB和BC，BC和基礎(chǔ)之間采用關(guān)節(jié)軸承連接，活動靈活。輥子偏斜產(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)計時保證扭矩臂盡量長，進而保證浮動輥在水平移動距離和輥子偏斜角度一定的情況下，轉(zhuǎn)角盡量小，關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)角盡量小，來保證減速機的運行穩(wěn)定。扭矩的平衡力由基礎(chǔ)提供，相對于輥壓機輥子的相對運動來說，這種扭矩臂的支撐形式對基礎(chǔ)的載荷均為壓力，對于土建基礎(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)計成兩個L型的連桿結(jié)構(gòu)來實現(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A1、A2和扭矩桿的兩點B1、B2相鉸接，構(gòu)成一個空間平行四邊形機構(gòu)。

當(dāng)減速器的反向力矩T產(chǎn)生以后，兩個連桿A1B1和A2B2便受兩個方向相反的力F作用。因為扭矩桿D1D2的兩個支桿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)活動輥產(chǎn)生水平位移時，鉸接的平行四邊形可以水平移動，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)動產(chǎn)生的高差得到補償。當(dāng)活動輥產(chǎn)生偏斜時，通過 A1、B1、A2、B2四個位置的關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)動以及A1B1和A2B2兩個連桿的擺動來實現(xiàn)輥子偏斜狀態(tài)下傳遞平衡扭矩。

圖5顯示的這種扭矩支撐形式在國內(nèi)市場上得到了越來越廣泛的應(yīng)用，多家設(shè)計單位認(rèn)可這種結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)浮動輥產(chǎn)生水平移動時，扭矩臂產(chǎn)生轉(zhuǎn)角隨著輥子運動，同單臂支撐相同，轉(zhuǎn)角越小越穩(wěn)定。設(shè)計時應(yīng)該保證兩個扭矩臂盡可能的長，但設(shè)備規(guī)格確定后，兩輥之間的距離相對固定。扭矩臂的長度設(shè)計時，在位置允許的情況下，保證扭矩臂長度。同時由于設(shè)備的扭矩由基礎(chǔ)以及地腳螺栓來平衡，減速機對基礎(chǔ)的載荷一端為拉力一端為壓力，這就對基礎(chǔ)的設(shè)計、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，它是利用兩臺減速器輸出扭矩方向相反的特點，用連桿機構(gòu)將兩臺減速器的低速出軸殼體法蘭聯(lián)接起來，相互平衡各自的扭矩。當(dāng)活動輥作水平移動時，通過鉸鏈處K點兩連桿的夾角α的改變來滿足兩個擠壓輥中心距的變化。當(dāng)活動輥發(fā)生偏斜時，靠扭矩板的關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)角來實現(xiàn)。

這種結(jié)構(gòu)的扭矩支撐把減速機的輸出扭矩相互平衡掉，設(shè)計結(jié)構(gòu)很獨特，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，要求輥壓機運行輥縫偏差必須嚴(yán)格控制，避免由于輥縫偏差過大產(chǎn)生的輥子偏斜，以及輥子產(chǎn)生的軸向伸縮造成浮動輥扭矩支撐板與固定輥扭矩支撐板的轉(zhuǎn)角過大而產(chǎn)生振動。圖7顯示的這種結(jié)構(gòu)扭矩支撐結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，曾經(jīng)一度受到追捧，但經(jīng)過一段時間的實踐證明，此種方式固定輥和浮動輥相互產(chǎn)生的振動較大，相互干擾也大。曾經(jīng)有現(xiàn)場出現(xiàn)過由于連接位置裂開，互相作用的扭矩板失去支撐點，打到另一臺減速機上的重大問題，危險性較大。

圖8是國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，在固定輥減速機的扭矩支撐端增加一個支撐點，與基礎(chǔ)連接，增加了該部分的安全性。但是依然通過夾角α的改變來滿足兩個擠壓輥中心距的變化，相互干擾較大。且要求輥壓機來料均衡，輥縫允許偏差較小，浮動輥運行穩(wěn)定，來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，國內(nèi)很少采用。

綜上所述，輥壓機傳動用行星齒輪減速機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)。無論哪種形式，扭矩支撐都是要通過輥壓機主機以及系統(tǒng)的設(shè)計和輥壓機設(shè)備的控制來保證兩輥子寬度方向來料均勻，實現(xiàn)輥縫兩端偏差很小，達到設(shè)備穩(wěn)定。另外關(guān)節(jié)軸承在扭矩支撐這個結(jié)構(gòu)中起到了關(guān)鍵的作用，尤其是在承受輥子偏斜方面，因此使用和維護中要注意按時加油脂，使關(guān)節(jié)軸承活動靈活，保證設(shè)備運行穩(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：中材裝備集團有限公司科力分公司，天津 300400；

2012-03-13；

趙 蓮