1 引言
长期以来,国家真空挤出机主减速器一直存在着可靠性差,使用寿命短,漏油发热等诸多问题,至今仍然困扰着砖机行业,很多主机厂家在此问题上经历过不少类似的曲折,也承受了巨大的损失,因此有必要对所出现的问题认真的分析并总结经验教训,从设计到生产的各个环节从严把关,尽快提高国产减速器的性能。
2 挤出机用在减速器设计的难点
2.1 具备极高的承载能力
真空挤出机从半硬塑发展到现在的硬塑成型技术,伴随着的是挤出压力的成倍提高,从原先的10kgf/cm²~15 kgf/cm²提高到现在22 kgf/cm²~30 kgf/cm²,挤出压力的提高带来的是产品性能的提高,同时必然使得主轴扭矩加大,负载加重,装机功率提高,因此对挤出机减速器的承载能力也提出了更高的要求。
2.2 具备较高的抗冲击能力
挤出机工作状况属于强冲击载荷,重载停车和超载启动都频繁发生,使得挤出机经常工作在高负荷甚至超高负荷状态下,而且挤出机基本上都是连续运转工况,因此要求挤出机基本上都是连续运转工况,因此要求挤出机减速器要具备较高的抗冲击能力,以应对经常出现的剑锋载荷而不发生断齿等风险。
2.3 高寿命要求
通常,挤出机的工作场合环境和条件都比较恶劣,而挤出机主减速器质量的好坏关系到整个制砖生产线能否正常运转,因此对其主减速器的寿命有着较高的要求,一般要在3年以上,有的厂家甚至要求设计寿命大于10年。
2.4 压泥板传动的要求
主减速器在设计时通常都要兼顾解决压泥板的传动问题,这就增加了两个输出轴,而在一体化的过程中设计者经常面临着空间上的约束,这就要求设计人员精工细作,合理布置各传动轴的位置关系,以满足挤出机设备的要求。
2.5 气动离合器影响
气动离合器一般直接安装在减速机高手轴的轴端,使得高速轴受到弯矩和扭矩的复合作用,反复作用下就会导致高速轴的实效,具体表现出就是齿轮时声音过大,轴承实效,滚动体磨损,有的发生轴的疲劳断裂。因此,高速轴在设计上必须保证有足够的刚性,轴承的选项宁大勿小,设计寿命要留有一定的余地。
3 常见主减速器的类型与布置
3.1 ZQ及ZL型圆柱的类型与布置
许多的中小型砖机厂家现在仍在用。所谓软齿面减速机是指齿轮硬度在250HB以下的减速器,其材料一般选用45钢或42CrMo调质处理。ZQ、ZL系列减速机的承载能力约为同等规格下硬齿面减速器的一半左右,所以使用该减速器常见的问题是齿表面的破坏性点蚀。由于以上原因,为了将软齿面减速器成功的运用在硬塑挤出机上,设计者不得不将其设计成了庞然大物,通常要比挤出机主机大很多,以提高其承载能力。不得不说,软齿面减速机已经是机械行业明令淘汰的产品,选用时一定要慎重。图1是某厂配置的ZQ减速器。
3.2 ZLY型圆柱齿轮减速器(硬齿面)
ZLY系列硬齿面减速器是按国家标准JB/T8853-1999生产的外齿和渐开线斜齿减速器,该标准由中国重型机械研究院制定,标准依据德国DIN和美国AGMA标准,兼顾我国当时各主要齿轮生产厂家的生产制造能力,因此在当时具有一定的先进性。所谓硬齿面减速器是指齿轮采用优质合金钢渗碳卒火处理,硬度达到60HRC以上。硬齿面减速器不仅齿面的接触疲劳强度高,而且其齿根的弯曲疲劳强度也很高,因此在较小的体积下可达到很高的承载 能力(与软齿面相比)。该减速器的缺点是由于是标准设计,不能将压泥板集成在一起,主减速器还得带一个分动箱将动力分配出去,见图2所示。
4 中重院挤出机专业减速器系列的研制
中重院减速机的技术特点:齿轮材料采用高强度合金钢,制造工艺采用目前最先进的渗碳、卒火和磨齿工业,提高整机的传动效率,重要部件进行有限元分析和优化,确保强度的前提下是的减速机机构更为紧凑。关键配套件采用国际知名厂家产品。独特的密封设计,做到减速机产品不漏油。所有产品均模块化设计,缩小产品供货期。中重院减速机的分类如下。
4.1 JCYS、JCY系列减速机
由于通用型系列产品存在以上的不足,中国重型机械研究院新开发出了挤出机专用圆柱齿轮减速机系列产品,并已获得国际专利,专利号为CN102423904A.该系列减速机共包括JCYS、JCY(D)两大系列,其中JCYS用于上级搅拌传动,JCY(D)即为主减速机下级传动。
JCYS系列共包括了55kW、90 kW及110 kW~132 kW三种规格,可满足50到75砖机的选项,其输出轴为双出轴,最低转速可到18r/min。另外,由于我们的产品高度模块化,对于超出范围的产品,只需要及时告知我们详细参数,可以最快最有效解决问题,降低库存和成本。产品参数见表1,外形见图3.
表1 JCYS系列减速机技术参数
型号 |
适用功率/kW |
传动比 |
JCYS10 |
55 |
18~30 |
JCYS20 |
90 |
18~30 |
JCYS30 |
110~132 |
18~30 |
JCY(D)系列共包括132 kW、200 kW、250 kW及280 kW~315 kW四种规格,可满足50到75砖机的选型。该系列 有三个输出轴,下面一根连接螺旋挤出轴,另外两根分别驱动压泥板。JCY系列产品采用弹性化设计,可根据用户要求不带压泥板输出轴,衍生为简易版JCY系列产品,称为JCY(D)系列产品。该系列产品只有一根输出轴,由于模块化的设计,无论是JCYS还是JCY或者JCY(D),我们都能用最简单快递的方法实现。产品参数见表2,外形见图4.
表2 JCY(D)系列减速机技术参数
型号 |
适用功率/kW |
传动比 |
JCY(D)10 |
132 |
18~30 |
JCY(D)20 |
200 |
18~30 |
JCY(D)30 |
250 |
18~30 |
JCY(D)40 |
280~315 |
18~30 |
4.2 JCX 系列行星减速机
JCX系列行星减速机共包括9种规格,使用功率从37 kW ~315 kW,主轴最低转速可达18 r/min,可满足50到75砖机的选型。行星减速器由于有多个行星轮均被载荷,具有体积小和承载大的优点,近年来在砖机上的使用也越来越多,产品参数见表3.
表3 JCX系列减速机技术参数
型号 |
适用功率/kW |
传动比 |
JCX280 |
37 |
18~30 |
JCX315 |
55 |
18~30 |
JCX355 |
75 |
18~30 |
JCX400 |
90 |
18~30 |
JCX420 |
110 |
18~30 |
JCX450 |
132 |
18~30 |
JCX560 |
200 |
18~30 |
JCX730 |
250 |
18~30 |
JCX800 |
315 |
18~30 |
以上系列产品设计时,均考虑了硬塑挤出机承载能力高,冲击载荷频繁作用等不利因素,减速机的服务系数大于2.75,通过通过kisssoft软件精确计算,提高了产品的可靠性,在实际使用中效果良好。
5 主减速机的使用与维护
主减速机的可靠运行是各砖机厂稳定生产的前提,但是绝大多数生产线上的操作人员并没有进行过系统专业的培训,他们欠缺减速机日常保养的基础知识,甚至于对减速机野蛮操作时有发生,因此对减速机的正常操作和维护就显得非常必要。
减速机输出轴一般安装刚性夹壳联轴器,此类型联轴器没有径向和轴向的补偿,因此对安装时的对中精度要求很高。在安装时,一定要保证电机轴与减速机轴的同轴度要求,这样做有利于减少输入轴的轴向力,提高减速机的安全性。
减速机采用油池润滑,减速机的润滑油要采用知名厂家生产的高粘度齿轮油,且在第一次使用后应立即更换,后期使用中要保证每三个月更换一次润滑油。一般油池润滑油温不能高于60℃,有些生产厂家经常发现油温高于60℃,这是由于设计时没有正确校核减速机的热功率,导致油温过高,长期的高温工作,润滑油就会变质,最终导致减速机实效。在这种情况下,为了改善减速机的散热条件,可以考虑在减速机旁放置一风机对其高速轴部位吹风,以改善通风条件,实践证明效果良好。
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