管材軋機(jī)減速機(jī)設(shè)計計算

1計算依據(jù)

計算的依據(jù)是軋鋼工藝專業(yè)提供的車間工藝平面布置圖及最難軋鋼種的軋制程序表。根據(jù)這兩份資料，明確以下參數(shù)：

1)原動機(jī)類型、功率、轉(zhuǎn)速；

2)軋制力矩；

3)軋輥轉(zhuǎn)速；

4)聯(lián)合減速機(jī)的安裝方式；

5)相鄰軋機(jī)間距；

6)車間跨距；

7)其它特殊要求(包括用戶要求)。

2計算的準(zhǔn)備根據(jù)計算依據(jù)，確定聯(lián)合減速機(jī)的下列參數(shù)：

1)使用壽命：一般取8一lO年，年工作小時為5 500 h。

2)齒輪精度：一般硬齒面聯(lián)合減速機(jī)取6級精度，中硬齒面聯(lián)合減速機(jī)取7級精度。這點和通用減速機(jī)不同。通用減速機(jī)的齒輪精度等級與齒輪副的圓周速度有關(guān)，而聯(lián)合減速機(jī)的齒輪精度一般要比按圓周速度確定的精度要高，目的是在合理的加工費用的前提下，充分發(fā)揮材料能力，降低設(shè)備重量，減小噪音。

3)潤滑方式及潤滑油品：均采用稀油集中潤滑循環(huán)系統(tǒng)，油品一般為N320或N220工業(yè)齒輪潤滑油。

4)軸承壽命：一般大于6 000 h，即能滿足一個大中修使用周期。

5)齒型、齒面硬度、齒輪材料及熱處理方法。

減速級齒型一般為漸開線圓柱斜齒輪。分速級齒型有兩種選擇：若齒面為硬齒面，則可用斜齒輪；若齒面為中硬齒面，由于分速級中心距受軋機(jī)規(guī)格限制，一般用人字齒輪，以保證承載能力。

齒面硬度、齒輪材料及熱處理方式的選擇比較復(fù)雜。

首先，采用硬齒面可以減小聯(lián)合減速機(jī)的外型尺寸，減輕設(shè)備重量(經(jīng)測算，一般可減輕20% 一30% 以上)，縮短機(jī)列長度，對軋機(jī)間距要求不嚴(yán)。但是需要滲碳淬火或表面淬火，需要磨齒，機(jī)加工費用較高。而采用中硬齒面，則可以減少機(jī)加工難度，降低機(jī)加工費用，但帶來的問題是設(shè)備外型尺寸較大，設(shè)備重量較大，增大了機(jī)列長度，對軋機(jī)間距要求較嚴(yán)，甚至有可能影響到工廠設(shè)計。

其次，對硬齒面齒輪，若采用表面淬火熱處理工藝，則齒輪材料為中碳合金鋼。但中碳合金鋼的焊接性能較差，使制造減速級大齒輪時的焊接難度加大。若采用滲碳淬火熱處理工藝，則齒輪材料為低碳合金鋼，大齒輪的焊接性能較好，但需要大型的滲碳爐，機(jī)加工費用較高。

再次，對中硬齒面齒輪，必須采用中碳合金鋼。由于其熱處理工藝相對簡單，一般機(jī)械廠都能加工，機(jī)加工費用低。但制造大齒輪時焊接性能不好，而且當(dāng)中碳合金鋼調(diào)質(zhì)處理硬度為HB300—350時，其芯部的其他機(jī)械性能指標(biāo)，如盯s、8s、Ak等都受到影響，特別是韌性指標(biāo)有一定的下降，必須嚴(yán)格控制。

由于目前國內(nèi)中硬齒面聯(lián)合減速機(jī)的加工費用一般比硬齒面聯(lián)合減速機(jī)的加工費用便宜一半左右，所以，我們現(xiàn)在選擇齒面硬度的原則是：尊重用戶的選擇，在軋機(jī)間距和機(jī)列長度許可的前提下盡量不用滲碳淬火熱處理工藝，盡量不用高檔材料，盡量降低齒面硬度，以適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需要。

但隨著國內(nèi)機(jī)加工能力的提高，加工費用的進(jìn)一步合理，聯(lián)合減速機(jī)采用滲碳淬火硬齒面齒輪、大齒輪采用焊接結(jié)構(gòu)將是發(fā)展的方向。

3齒輪計算

正確而合理的計算是保證聯(lián)合減速機(jī)性能可靠、體積和重量合理、工藝性好的前提。齒輪計算的大致步驟是：先按體積最小原則進(jìn)行速比分配，再初算齒輪傳動的幾何參數(shù)，最后按GB/T3480—1997(漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法》進(jìn)行接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度校核。整個計算過程與通用減速機(jī)設(shè)計計算相似。

1)聯(lián)合減速機(jī)的輸入扭矩不是按電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速計算出來的，而是按軋制程序表中最難軋鋼種的實際軋制力矩和轉(zhuǎn)速反算過來的。以某線材廠第一架0420中軋機(jī)為例，其電機(jī)功率P為239 kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速n為690 r/min。

而實際上，軋制最難軋鋼種時的軋制力矩反算到電機(jī)軸上僅為2 195 N．m?？梢姡绻摧斎肱ぞ貫? 308 N．m設(shè)計計算聯(lián)合減速機(jī)，則聯(lián)合減速機(jī)將過于安全。

2)使用情況系數(shù)KA全部按嚴(yán)重沖擊取值，一般取KA：1．75。接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SH為1．1一I．3，彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)sF為1．5—2．0。若進(jìn)行強(qiáng)度校核后SH和SF超出這一范圍，則相應(yīng)調(diào)整齒輪參數(shù)，重新校核。

3)齒寬系數(shù) d的選擇比較復(fù)雜，多需反復(fù)計算。若中d取值偏大，雖然可以提高齒輪的承載能力，但齒輪較寬，減速機(jī)尺寸加大，并且當(dāng)齒寬大到一定程度以后，其提高齒輪承載能力的作用并不明顯，因為隨著齒寬的加大，齒向載荷分布系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù)均明顯加大。而若 d取值偏小，雖然可以克服此值偏大后的缺點，但可能滿足不了承載能力的要求，或者雖然能滿足承載能力的要求，但縱向重合度8B小于1，影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。我們選擇齒寬系數(shù)的原則是：在滿足承載能力和縱向重合度￡B大于l的前提下，盡量減少齒寬系數(shù)。

4)分速級的中心距不是根據(jù)強(qiáng)度條件確定的，而是按照軋機(jī)在最大、最小輥徑和不同開口度、不同橫移位置的情況下，萬向接軸有合理的工作傾角確定的，一般等于軋機(jī)的名義規(guī)格。如450軋機(jī)的聯(lián)合減速機(jī)，其分速級中心距為450 mm。盡管該級中心距受到限制，但是按此中心距確定的齒輪參數(shù)仍需滿足強(qiáng)度要求。因此分速級齒輪一般齒寬比較大，齒面硬度較高。隨著硬齒面技術(shù)的發(fā)展和使用，齒輪承載能力已經(jīng)提高?，F(xiàn)在制約分速級中心距的關(guān)鍵環(huán)節(jié)已不是齒輪的強(qiáng)度，而是該級滾動軸承的使用壽命了。

5)為降低成本，提高效率，在進(jìn)行新廠設(shè)計時，盡量使同一規(guī)格軋機(jī)的聯(lián)合減速機(jī)的箱體相同。以某線材工程 450軋機(jī)聯(lián)合減速機(jī)為例，可按以下方案設(shè)計。

這種設(shè)計方案的缺點是后三架聯(lián)合減速機(jī)偏于安全，有一定的浪費現(xiàn)象。優(yōu)點是減少了設(shè)計工作量，簡化了工藝工裝，減少了備品備件，便于維護(hù)，還可以將質(zhì)量較差的箱體配置在負(fù)荷較低的機(jī)列上。據(jù)SMS公司測算，這種方案可使總成本下降10%以上。

4其它計算

齒輪幾何計算和強(qiáng)度校核完畢后，先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算出各軸的最小軸徑，然后初選軸承，并進(jìn)行軸承壽命校核。當(dāng)軸承確定之后，再根據(jù)軸承和齒輪的具體參數(shù)計算出該聯(lián)合減速機(jī)所需要的潤滑油量。結(jié)構(gòu)設(shè)計完畢后，對各軸進(jìn)行精確地強(qiáng)度和剛度校核。

需要說明的是，在進(jìn)行軸承壽命校核時，要按軸承樣本上介紹的方法進(jìn)行，而不要按一般設(shè)計手冊中的方法進(jìn)行校核。一般設(shè)計手冊中的計算方法過于保守。

隨著電子計算機(jī)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在有關(guān)齒輪計算的軟件也隨之出現(xiàn)并越來越豐富。采用電子計算機(jī)計算將是軋機(jī)聯(lián)合減速機(jī)設(shè)計的發(fā)展方向 。

1.齒輪及齒輪軸均采用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，滲碳、淬火、磨齒，齒輪精度6級，精度高，使用壽命長。

2.齒輪全部采用齒廓修形等設(shè)計制造技術(shù)，齒向載荷分布均勻，強(qiáng)度高，噪音低。

3.管材軋機(jī)減速機(jī)和齒輪機(jī)座均采用焊接箱體結(jié)構(gòu)，焊后進(jìn)行兩次退火及噴砂處理，徹底消除應(yīng)力。

4.潤滑采用集中循環(huán)潤滑，對軸承和齒輪采用單點強(qiáng)制潤滑，潤滑效果好。

5.與同類產(chǎn)品相比，管材軋機(jī)減速機(jī)具有承載能力大，使用壽命長、傳動效率高、可靠性高及噪音低等優(yōu)點，完全滿足低速、重載、沖擊負(fù)荷大、沖擊次數(shù)頻繁、連續(xù)工作的工況要求。

線棒材廠粗中軋機(jī)主傳動系統(tǒng)是保證軋制正常進(jìn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一。

其典型結(jié)構(gòu)：主電機(jī)帶動主減速機(jī)，再通過齒輪機(jī)座和萬向接軸帶動軋輥實現(xiàn)軋制。

改進(jìn)后結(jié)構(gòu)：主電機(jī)帶動聯(lián)合減速機(jī)，再通過萬向接軸帶動軋輥實現(xiàn)軋制。

由上述兩種結(jié)構(gòu)的對比可以看出，所謂的聯(lián)合減速機(jī)就是將主減速機(jī)和齒輪機(jī)座合二為一，使之既減速又分速的一種裝置。聯(lián)合減速機(jī)有以下優(yōu)點：

1.縮短了軋機(jī)機(jī)列長度，有利于工廠設(shè)計；

2.降低機(jī)列重量；

3.減少備品備件；

4.節(jié)省投資和維護(hù)費用 。

設(shè)計計算是在理想嚙合狀態(tài)下進(jìn)行的，如果因為各種原因保證不了齒輪的正常嚙合，那么設(shè)計計算只是紙上談兵。因此在聯(lián)合減速機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)牢固樹立保證各級齒輪嚙合良好的意識。緊緊圍繞這一點進(jìn)行設(shè)計。

結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序與一般通用減速機(jī)的設(shè)計程序基本相同，這里僅介紹其特別之處。

1箱體結(jié)構(gòu)

近些年國內(nèi)外新設(shè)計的聯(lián)合減速機(jī)箱體均采用焊接結(jié)構(gòu)。當(dāng)分速級齒輪為人字齒輪時，可以設(shè)計成只有一個分箱面。當(dāng)分速級齒輪為斜齒輪時，因為軸承固定與安裝的原因，一般設(shè)計成兩個分箱面。

為保證箱體剛度，各箱體，尤其是下箱體的承載鋼板應(yīng)有足夠的厚度和合理的配筋。軸承座部位一般選用厚鋼板直接焊接。各箱體之間的聯(lián)接螺栓大小應(yīng)按規(guī)范選取，并注意其與箱壁、筋的距離，以留有足夠的扳手空間。地腳螺栓應(yīng)布置合理，以方便土建基礎(chǔ)施工，并注意安裝空間。下箱上的吊耳應(yīng)能承受住整臺聯(lián)合減速機(jī)的重量，聯(lián)合減速機(jī)組安裝完畢后，只允許使用下箱上的吊耳吊裝。

2軸系結(jié)構(gòu)

采用一端固定，一端游動的典型結(jié)構(gòu)。若分速級齒輪為人字齒輪，那么較短的人字齒輪軸兩端均為游動結(jié)構(gòu)。

軸承固定端的選擇與軸承受力有關(guān)。一般一根軸兩端的軸承型號相同，為了使兩個軸承壽命接近，原則上應(yīng)將承受徑向力較小的一端作為固定端。

輪齒螺旋方向及齒輪旋轉(zhuǎn)方向的確定：

1)輪齒螺旋方向：互相嚙合的一對齒輪螺旋方向相反。同根軸上的兩個齒輪螺旋方向相同，以使其產(chǎn)生的軸向力互相抵消一部分。

2)齒輪旋轉(zhuǎn)方向：當(dāng)輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)軋制方向確定以后，齒輪的配置形式有兩種。

3潤滑配管設(shè)計

齒輪和軸承的良好潤滑是保證不出事故的先決條件。由于齒輪和軸承公用一個潤滑循環(huán)系統(tǒng)，所以在配管設(shè)計時一定要注意以下幾點：

1)軸承進(jìn)油口部位一定要設(shè)置節(jié)流裝置，以使流量均衡；

2)齒輪潤滑處的噴油嘴尺寸應(yīng)按所需油量正確選擇，謹(jǐn)防不足；

3)回油管直徑要足夠大，以保證排油順暢；

4)軸承座上應(yīng)留有回油孔，以便潤滑軸承的油能順利排出，防止從端蓋處漏油；

5)將噴油嘴放在齒輪副的嚙人側(cè)還是嚙出側(cè)，過去一直爭論不休。由于粗中軋機(jī)聯(lián)合減速機(jī)的線速度一般不高，我們現(xiàn)在一般將噴油嘴放在嚙人側(cè)，以保證潤滑；

6)通氣罩要足夠大，必要時可設(shè)置兩個，使箱體內(nèi)外氣壓相同，減少從軸伸處或箱體結(jié)合面處滲、漏油的可能性。

隨著線棒材軋坯尺寸的加大、軋制速度和對成品精度要求的逐步提高，對粗中軋機(jī)軋制能力及中間坯質(zhì)量也有越來越高的要求。因此聯(lián)合減速機(jī)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。

1)齒輪計算及強(qiáng)度校核采用電子計算機(jī)進(jìn)行計算，可大大縮短設(shè)計周期；

2)齒輪采用滲碳淬火熱處理工藝。根據(jù)計算，相同外型尺寸的聯(lián)合減速機(jī)，采用滲碳淬火比采用表面淬火可提高承載能力30%左右。還方便了大齒輪的加工制造；

3)箱體采用全焊接結(jié)構(gòu)，以縮短制造周期，減輕重量；

4)齒輪采用高變位技術(shù)，以提高齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度；

5)輪齒采用修型技術(shù)(齒向修型和齒型修型)。根據(jù)計算，采用適當(dāng)?shù)妮嘄X修型后，承載能力可提高2O% 一30% 。

線棒材廠粗中軋機(jī)聯(lián)合減速機(jī)的設(shè)計有其自己的特點。在設(shè)計計算階段，應(yīng)根據(jù)工藝要求、用戶要求及制造廠的加工能力合理確定齒面硬度、齒輪材料及熱處理方式，選擇合適的齒輪精度、使用壽命、齒寬系數(shù)等，按照輸出扭矩為最大軋制力矩的原則，使齒輪副的強(qiáng)度安全系數(shù)在一個合理的范圍內(nèi)，并注意同規(guī)格聯(lián)合減速機(jī)的通用化，使計算出的減速機(jī)既安全，又體積小、重量輕、成本低。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，應(yīng)牢固樹立保證各級齒輪嚙合良好的意識，采用適當(dāng)?shù)暮附酉潴w結(jié)構(gòu)和軸系結(jié)構(gòu)，合理確定輪齒旋向和齒輪旋轉(zhuǎn)方向，重視潤滑配管設(shè)計，以保證設(shè)計計算落到實處，減速機(jī)工藝性好，使用方便、可靠 。2100433B

軋機(jī)減速機(jī)輸入軸由鼓形齒聯(lián)軸器與電機(jī)相聯(lián)，通過減速分流分別由萬向聯(lián)軸節(jié)傳遞給軋機(jī)。

軋機(jī)減速機(jī)使用之前（安裝、運行、保養(yǎng)、點檢等），必須熟讀本使用說明書極其它附屬資料，正確使用。對于機(jī)器的知識、安全方面的事項及應(yīng)該注意的事項都應(yīng)熟讀后再進(jìn)行使用。讀完后要保管在實際使用人員看得見的地方。

進(jìn)行搬運、設(shè)置、布置管道、機(jī)器運轉(zhuǎn)、操作、保養(yǎng)和檢查時，必須由具有專業(yè)知識技能的人員實施。否則，有可能引起受傷、或機(jī)器的破損。

設(shè)備運行中不要分解拆卸減速機(jī)。另外即使運行停止時，減速機(jī)的輸入、輸出法蘭處在與電動機(jī)和對方機(jī)械的連接狀態(tài)中，也不要對檢油口、供排油口、檢查罩蓋以外的部分進(jìn)行分解。有可能因齒輪的齒合偏移而引起掉下、迅速飛走及其他的人身事故或裝置損壞。

不要在減速機(jī)規(guī)格以外的范圍使用。有可能造成人員受傷和裝置破損等

不要將手指和物品放入減速機(jī)的開口部。會引起受傷和裝置破損等

不要使用損壞的減速機(jī)。會引起受傷和裝置破損等。2100433B 解讀詞條背后的知識 solid維修日記 淄博索雷工業(yè)設(shè)備維護(hù)技術(shù)桓臺分公司官方帳號

福利貼—軋機(jī)減速機(jī)軸承室磨損修復(fù)

軋機(jī)減速機(jī)是軋機(jī)主傳動系統(tǒng)是保證軋制正常進(jìn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一。軋機(jī)運轉(zhuǎn)主要是靠減速機(jī)帶動齒輪箱以及壓輥來實現(xiàn)軋制生產(chǎn)。長時間的高負(fù)載、高轉(zhuǎn)速運動導(dǎo)致減速機(jī)會經(jīng)常出現(xiàn)故障，造成設(shè)備停機(jī)。減速機(jī)軸承室磨損是常見的故障之一，軸承室磨損會造成設(shè)備振動，嚴(yán)重時可導(dǎo)致軸承燒結(jié)抱死。由于鋼...