行星減速機在機械上的應用
行星減速機在煤炭挖掘機械上的應用 我國是世界產(chǎn)煤大國,為適應煤炭需求的迅猛增加,很多煤炭挖掘機械的裝機功率都成倍增加,因此對機械傳動部分的要求愈來愈高,傳統(tǒng)的定軸輪系傳動結(jié)構(gòu)已不能適應新的工作要求,煤炭挖掘機械采用行星齒輪傳動勢在必行。 在煤巷掘進機中,行星傳動主要用于被廣泛使用的外伸縮懸臂式工作機構(gòu)中,在該機構(gòu)中,減速裝置需與電動裝置一起裝入伸縮架中,這就要求傳動裝置體積小,結(jié)構(gòu)緊湊。
(1)多級減速;為提高工作時的效率,應盡量避免機械摩擦,此行星減速機 在各級中間太陽輪前增加了一個軸承,來防止行星架之間產(chǎn)生機械摩擦,同時降低了噪聲與溫升。動力馬達力矩通過行星減速機 輸入軸傳遞到太陽輪,由太陽輪與多個行星輪產(chǎn)生外嚙合(力矩分流),行星輪與內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合,內(nèi)齒圈固定,扭矩轉(zhuǎn)化到行星架;行星架與第二級太陽輪通過花鍵連接,依次傳遞到輸出軸。
(2)各級行星輪內(nèi)軸承采用調(diào)心滾子軸承來替換傳統(tǒng)的圓柱滾子軸承,能夠更好的防止加工和安裝誤差對齒輪嚙合的影響。該行星機構(gòu)承載能力大,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動比大,適應了挖掘機械的發(fā)展需要,同時也可使用在掘進機械和頂管機械等工程機械中。 下面挖掘煤炭用行星減速器 為例進行分析:紐格爾行星減速機采用三級減速(速比可達1000:1),各級減速采用外形逐級遞增的方式(輸入功率一定,速度降低轉(zhuǎn)矩會增大),這樣可限制輸入功率,滿足輸出扭矩要求的同時避免輸入功率過大造成浪費。同時,由于地下作業(yè),工況較為惡劣,對減速機的密封、潤滑和冷卻都提出了新的挑戰(zhàn),該東莞紐格爾行星減速機 在潤滑上采用了油脂與稀油共同潤滑的方式,可根據(jù)工況任意選擇(稀油潤滑建議在速度較高時使用)。 行星架采用分體式結(jié)構(gòu),有效避免了受力不均的情況
(3)行星架與中間太陽輪采用花鍵聯(lián)結(jié),保證足夠的力矩傳遞,與中間太陽輪聯(lián)結(jié)增強了銷軸的軸向定位,防止減速機高速運轉(zhuǎn)時離心力不均導致的行星架整體軸向串動。軸承系列為調(diào)心滾子軸承,滿足承載力的同時,也實現(xiàn)了加工和安裝誤差的補償。輸入行星機構(gòu)由太陽輪、3個行星輪、內(nèi)齒圈和行星架組成,其中行星架和太陽輪是浮動的(速度較高,太陽輪末端軸承采用間隙配合,為軸向定位);中間級行星機構(gòu)由太陽輪、3個行星輪、內(nèi)齒圈和行星架組成,其中行星架和太陽輪是浮動的;輸出級行星機構(gòu)由太陽輪 、4個行星輪、內(nèi)齒圈和輸出軸組成,其中太陽輪浮動。
(4)行星架采用分體籠式結(jié)構(gòu),有效避免了受力不均的情況,分體結(jié)構(gòu)中與太陽輪連接部采用鍛件合金鋼,非主受力部件采用普通鑄鋼,可以降低鑄造成本又能保證質(zhì)量,分體間聯(lián)結(jié)采用螺釘與定位銷共存。行星減速機 的行星齒輪傳動具有功率分流的特點,其各中心輪可構(gòu)成共軸線性傳動,而且合理應用了內(nèi)嚙合齒輪副,因此可以做到體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊和承載能力強等特點。 newgear減速機的輸出軸承分布在軸的兩端,可實現(xiàn)徑向受力最大化
(5)輸出方式采用內(nèi)花鍵輸出(通常挖掘機械主刀盤是通過傳動軸過渡傳遞的),這種方式滿足了傳動軸減速機輸出的最大徑向受力,受力支點近似在輸出軸承上。 對挖掘煤炭用行星減速機的結(jié)構(gòu)性能分析如下:
(6)輸出軸承分布在輸出軸的兩端,把軸承距離最大化,實現(xiàn)了徑向受力最大化。 為使行星減速機 的設(shè)計更合理,性能更好,在齒輪材料上采用了低碳合金鋼。外齒輪精度等級可達6級,齒面采用滲碳處理,保持心部韌性的同時提高了齒面硬度(表面HRC58-62,芯部HRC33-42),內(nèi)齒輪也進行了特殊的調(diào)質(zhì)處理。 法蘭部件在不影響受力的情況下增加了工藝孔,能更加有效地減輕質(zhì)量和潤滑各零部件
(7)行星減速箱 外形最大尺寸為900mm,最大轉(zhuǎn)矩達340000Nm,有效節(jié)約了安裝空間,減輕了機重。輸出端蓋通過圓柱銷和止口定位,依靠螺釘緊固在設(shè)備的機殼上以承受扭矩。另外,行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)的對稱性,也使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力相互平衡,從而有利于提高傳動效率,效率值可達0.97~0.99;由于采用了多個結(jié)構(gòu)相同的行星輪,均勻分布在中心輪周圍,從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡,使參與嚙合的齒輪數(shù)增多,實現(xiàn)了行星傳動的運轉(zhuǎn)平穩(wěn),增強了抵抗沖擊和振動的能力,工作可靠性更高;而且只要選擇合適的行星齒輪傳動類型及配齒方案,便可以用少數(shù)齒輪來獲得很大的傳動比。
(8)由于挖掘機械工作環(huán)境較為惡劣,針對密封需求,在輸出/輸入法蘭端面上增加“O”形密封圈,保證了安裝后減速機內(nèi)部的密封等級,輸出軸在轉(zhuǎn)速≤5m/s,使用溫度在-35~200℃,工作介質(zhì)為水、汽和油的情況下可采用軸用方形圈GSI來密封(耐壓范圍0~40MPa),各零部件固定聯(lián)結(jié)時均增加了“O”形密封圈。 行星架與太陽輪采用花鍵聯(lián)結(jié),保證了足夠的力矩傳遞
(9)各法蘭部件為了減輕重量,在不影響受力的情況下增加了工藝孔,增大了內(nèi)腔空間體積,可以更加有效的潤滑各零部件