摘 要：減速器是一種通過(guò)聯(lián)軸器將原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)連接起來(lái)閉式變速傳動(dòng)裝置，大部分情況是降低輸出端的旋轉(zhuǎn)速度同時(shí)增大輸出端的轉(zhuǎn)矩，在某些特定的情況下，亦可用它來(lái)提升轉(zhuǎn)速降低轉(zhuǎn)矩，此時(shí)則稱之為增速器。由于減速器的主要作用是改變?cè)瓌?dòng)機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，因此減速器被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)與冶金行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中。本課題著重就冶金機(jī)械齒輪減速器傳動(dòng)裝置的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：冶金機(jī)械,齒輪減速器,傳動(dòng)裝置

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)始廣泛的采用最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。特別在齒輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)、穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)的模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)、遺傳算法的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)、齒輪輪系參數(shù)優(yōu)選及可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)、齒輪的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)的功率分流動(dòng)態(tài)均衡優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，都取得了驕人成績(jī)。這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到齒輪減速器的發(fā)展中，以此極大提高了齒輪減速器傳動(dòng)裝置制造與設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。

一、齒輪減速器的選擇

冶金機(jī)械主要包括了洗選、冶煉、鍛軋?jiān)O(shè)備，這些設(shè)備普遍具有結(jié)構(gòu)緊湊、便于移動(dòng)、工作可靠、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí)，由于冶金機(jī)械惡劣的作業(yè)環(huán)境和特殊的工況，這都決定了這些設(shè)備中所選擇的齒輪減速器應(yīng)具備以下載荷特點(diǎn)：

一是近年來(lái)冶金設(shè)備普遍向著大型化發(fā)展，因而要求齒輪減速器具有較高的承載能力,二是載荷變化大，冶金設(shè)備中尤其是鍛軋機(jī)械，其載荷變化劇烈，而且變化頻率和峰值沒(méi)有一定的規(guī)律性,三是載荷作用時(shí)間長(zhǎng)，大多數(shù)冶金設(shè)備工作時(shí)間持續(xù)長(zhǎng)，經(jīng)常需要連續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)，每小時(shí)工作持續(xù)率高。

二、齒輪減速器的安裝方法

（1）實(shí)心軸固定式安裝。這種安裝方式，是將齒輪減速器的輸出軸，通過(guò)聯(lián)軸器、鏈輪、齒輪、帶輪等與冶金機(jī)械相聯(lián)接的，并由齒輪減速器底部地腳螺栓，將減速器穩(wěn)固地安裝在結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、無(wú)振動(dòng)的基礎(chǔ)上。目前，絕大多數(shù)齒輪減速器均可采用這種安裝方式。對(duì)于大型齒輪減速器，機(jī)體地腳上還應(yīng)加工出螺紋孔，以便利用調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整安裝位置,對(duì)于變幅機(jī)構(gòu)的齒輪減速器，還應(yīng)利用銷栓進(jìn)行鎖緊，以防止在安裝過(guò)程中移動(dòng)。

（2）空心軸單點(diǎn)浮動(dòng)式安裝。這種安裝方式，是將齒輪減速器的輸出軸作為空心軸，通過(guò)脹套與工作機(jī)械傳動(dòng)軸聯(lián)接，而整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器等均裝在傳動(dòng)裝置的支座上，然后用一個(gè)球鉸或軸承支承著。其安裝原理是球鉸支承點(diǎn)與傳動(dòng)裝置重心偏離一段距離e，在工作狀態(tài)時(shí)，因支承點(diǎn)偏心而引起的彎矩可以與驅(qū)動(dòng)裝置負(fù)載所引起的彎矩相平衡，因此理論上傳動(dòng)軸不受附加力。

（3）空心軸懸掛式安裝。這種安裝方式，是將減速器的輸出軸與冶金機(jī)械軸采用脹套聯(lián)接，支承由輸出軸及另一扭力桿完成。這種安裝方式較為簡(jiǎn)單，節(jié)省占地空間，而且能減輕整機(jī)重量，適用于從垂直方向傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)裝置。

三、齒輪減速器的潤(rùn)滑與密封方法

（1）潤(rùn)滑方法。潤(rùn)滑效果的好壞，對(duì)齒輪減速器的影響非常大。如果潤(rùn)滑條件不好時(shí)，會(huì)使齒輪減速器的發(fā)熱量增大，并會(huì)導(dǎo)致其承載能力下降。因此，必須正確選用潤(rùn)滑油和油量，以有效保證齒輪減速器傳動(dòng)裝置的正常運(yùn)行，并延長(zhǎng)其使用壽命。通常情況下，其潤(rùn)滑方法采用的油池潤(rùn)滑，自然冷卻的方式,而對(duì)于大功率的齒輪減速器或熱功率不夠時(shí)，可采用壓力循環(huán)油潤(rùn)滑或加設(shè)冷卻裝置進(jìn)行冷卻。在正常使用條件下，當(dāng)環(huán)境溫度為0～35℃，或采用循環(huán)油潤(rùn)滑時(shí)，推薦選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油220號(hào),當(dāng)環(huán)境溫度為35～50℃時(shí)，推存選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油320號(hào)。另外，減速器一般在初次運(yùn)轉(zhuǎn)400 h后，就應(yīng)當(dāng)更換潤(rùn)滑油。

（2）密封方法。①骨架式油封。大多數(shù)齒輪減速器中軸的密封，都普遍采用彈性帶唇邊的密封圈，這種密封方式具有安裝方便，使用效果好的特點(diǎn)，且有標(biāo)準(zhǔn)件供應(yīng)。油封成對(duì)使用時(shí)，應(yīng)在兩油封之間的空問(wèn)內(nèi)注滿潤(rùn)滑脂。采用這種方法密封時(shí)，要求與油封配合的軸頸表面應(yīng)進(jìn)行硬化或鍍鉻，以保證其硬度不低于30HRC。同時(shí)，為保證其表面粗糙度達(dá)到Ral0.25～0.63um，在加工時(shí)還可采用切入法進(jìn)行磨削。②組合式密封。該密封方法采用了疏、堵并用的三重密封結(jié)構(gòu)，既不會(huì)影響對(duì)零件的潤(rùn)滑，又能有效防止泄漏。第一道密封是在注油孔的外側(cè)，裝設(shè)一材料為銅板或鋁板的擋油板3，同時(shí)在擋油板里側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢?，鉆有直通箱體內(nèi)部的回油孔，從而基本上保證了大流量潤(rùn)滑油回油的暢通。另外，在第一道密封與第二道密封之間，在箱體內(nèi)孔的正下方，還鉆有第二道回油孔，以保證從小孔隙擠出來(lái)的油有流回箱體的通道。第二道密封是采用一組薄鋼板（厚度為1～1.2 mm）密封片5，這組密封片由3～5片薄鋼板組成。在密封片與端蓋下部配合處，再鉆一處回油孔，以保證最后殘存的潤(rùn)滑油流回箱體內(nèi)。第三道密封是填料密封條7，采用新型填料——碳素纖維，將其壓在軸與端蓋之間。這種密封材料自潤(rùn)滑性很好，且耐熱、耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，能夠很好的為齒輪減速器起到防滲油、防塵的作用。

總之，齒輪減速器傳動(dòng)裝置，是由密閉在剛性箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，它設(shè)置于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間，用于降低轉(zhuǎn)速和相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。由于齒輪減速器傳動(dòng)裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)方便等多方面優(yōu)勢(shì)，因此在當(dāng)前冶金機(jī)械中的應(yīng)用非常廣泛。本文分析了齒輪減速器的安裝方式、潤(rùn)滑方式、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)等各方面的技術(shù)要點(diǎn)，以此希望能推動(dòng)我國(guó)冶金機(jī)械齒輪減速器傳動(dòng)裝置產(chǎn)品的進(jìn)一步優(yōu)化與改良。

參考文獻(xiàn)

[1]張展.實(shí)用機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]李慶黨，戴國(guó)洪.基于減速器的裝配序列規(guī)劃方法研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009（31）：47-48.

[3]徐站楠.行星齒輪減速器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2013.

[4]李輝云.行星齒輪減速器仿真及有限元研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2013.

（作者單位：河北津西鋼鐵集團(tuán)大方重工科技有限公司）