大型先进国产化立磨减速机的研制及产品特点
水泥 2010-09-13
大功率立磨减速机是大型立式磨机的核心部件，它将电机的高转速小扭矩水平方向输入转化为低转速大扭矩垂直方向的输出，同时承受来自磨机垂直方向的巨大变化载荷；主要应用于节能环保的新型干法水泥生料、水泥熟料和水泥矿渣的粉磨。它研制成功，解决了大规格的螺旋伞齿轮和整机需要从国外进口受限的难题，大大地缩短了产品的加工周期、节约了成本；使我国的减速机研制水平得到了大幅度的提高；并能推动整套立式磨机装置在全球的竞争力；同时加快了节能环保的新型干法水泥生产线占据主导地位的进程；并将在整个国民经济建设中发挥着重要作用，具有重要意义。
我公司已开发制造了数百台MLX170、MLX200、MLX225、MLX250、MLX280、MLX300、MLX330、MLX360（含双行星）、MLX400（含双行星）、MLX420（含双分流）、MLX450（含双分流）、MLX540（双分流）大型立磨减速机，其中MLX450（4500KW）、MLX540（5400KW）均为目前国内自行开发、设计制造的最大功率的立磨减速机，使用至今，各项指标良好。
其中三级传动、双分流和双行星结构的大功率立磨减速机已通过了中国建筑材料联合协会和江苏省经济委员会的鉴定，评定均为：属国内首次自主设计研发，具有独立的自主知识产权，填补了国内空白，整机性能达到国际同类产品的先进水平，并具备批量生产的能力；对大功率立磨减速机我们拥有关键技术的自主知识产权，已获得了4项实用新型专利和2项发明专利，我们将继续申报5项以上的国家专利。
2009年，MLX450大功率立磨减速机的的研制成功被中国建筑材料联合会科技部评为科技进步类一等奖；2009年，大功率立磨减速机被南京市评为优秀成果奖；2009年，由我公司作为组长单位负责起草的《水泥工业用硬齿面立式磨机减速机》行业标准通过了审查，并评定此标准达到了国际先进水平。
我公司在充分吸收国外技术基础上，结合自己多年生产制造的经验，成功开发了1700KW以上螺伞国产化的立磨减速机，其技术水平与国外先进技术水平相当，主要技术特点为：
1. 采用先进的计算方法：
1.1锥齿轮强度计算采用从德国引进的DIN 3990软件进行优化设计；
1.2平行齿轮级和行星齿轮级的强度计算采用ISO 6336软件进行优化设计；
1.3滑动轴承设计采用我公司和西交大国家滑动轴承重点试验室联合开发的大型推力轴承优化设计软件进行优化设计；
1.4 行星架、箱体等主要结构件采用ANSYS有限元进行分析。
2. 主要设计与工艺特点：
2.1设计时考虑磨机的实际工况，取AGMA服务系数≥2.5，确保安全可靠性；
2.2 采用多种新的传动结构，减小了单个锥齿轮的规格，完全解决了螺伞依赖进口的难题；
2.3 全部齿轮，在坯料阶段和最终热处理后均进行探伤；对箱体和行星转架的主要焊缝均进行超声波探伤；
2.4 设计、制造时严格控制多个行星轮的公法线长度，使公法线长度尽量一致，以保证均载；
2.5 行星转架等采用进口加工中心加工，保证多个销孔的位置度，确保多个行星载荷均布。
3. 主要结构特点：
3.1 输入轴密封采用挡油环密封+骨架油封，双层密封结构，确保不漏油；
3. 2 箱体为一个整体结构，这种结构与分层箱体的结构相比较有以下优点：
a. 因是整体结构，提高了箱体的强度与刚度；
b. 因是整体结构，也就不存在像分层箱体的结构在结合面漏油的可能；
c. 因是整体结构，齿圈仅承受齿轮啮合时所产生的力，也就避免了因箱体承受巨大的轴向负荷而引起齿圈变形的可能，从而保证了齿轮的啮合精度；
d. 因是整体结构，也就没有了分层箱体结构在结合面的平面加工，避免了加工误差出现的可能，确保了齿圈与箱体轴承孔之间的同轴度与对中度，从而保证了齿轮的良好的啮合精度；
3.3 输出法兰盘下面的推力瓦采用可自由摆动的结构, 避免了因磨机偏载时,发生刮瓦的可能；
3.4 从推力瓦处油腔溢出的油通过八个油槽，回流至箱体内，一方面回油充分, 避免了迷宫环处漏油的可能；另一方面，回流的油可以润滑内齿圈，保证润滑充分；
3.5 输出法兰盘与行星架输出轴通过销传递扭矩, 销子调质后再表面淬火，同时销子与销孔之间是过盈配合，保证销子不会松动，从而确保安全可靠；
3.6 行星架输出轴和输出法兰盘采用大规格高强度螺栓拧紧，同时输出法兰盘内孔与行星架输出轴之间采用小间隙配合，避免因磨盘偏载时产生的附加载荷作用于螺栓上，从而确保行星转架不会坠落；
3.7 高低压稀油站中高压系统取消补偿装置，而采用四台进口径向柱塞泵，一泵四出口，分别向16块推力瓦供油，每一出口单独向一块推力瓦供油, 避免了因补偿装置油量分配不均而造成的烧瓦的可能。
目前，代表国际先进技术水平的立磨减速机有德国的Flender公司、德国的RENK公司、瑞士的MAAG公司和日本的SEISA公司等产品，产品各有主要特点：
1. 德国Flender的产品除推力轴承外，全部采用滚动轴承，相对简单、可靠；MAAG公司除一对伞齿轮处采用滚动轴承外，其余均采用滑动轴承，这种结构浮动性好，但相对复杂，对润滑系统要求很高，维修麻烦。
我公司：除推力轴承外，全部采用滚动轴承，轴承寿命大于10万小时，对比计算寿命均大于国外公司同型号产品的寿命，并在轴承配制上，装配方便，便于维护。
2. 国外所有立磨减速机的螺伞均采用大模数的克林根贝尔齿制，增加了齿轮副的强度。
我公司：采用自制的大模数克林根贝尔齿制螺伞。
3. 在行星齿轮副中，除日本大阪公司的产品采用25º压力角外，其余均采用为压力角20º；25º压力角可提高齿轮产品强度，故日本大阪公司的产品相对小巧。
我公司：行星齿轮和平行轴齿轮的压力角均采用25°，在保证重合度的同时，使接触强度提高12%左右，弯曲强度提高18%左右。
4. 在推力轴承上，日本大阪、德国RENK均采用圆瓦，瑞士MAAG、德国Flender采用偏心扇形可倾瓦，其中扇形瓦承载面积大一些，灵敏度高，故均载效果好。
我公司：采用的偏心扇形可倾瓦。
5. 国外公司2000KW以上立磨均采用静压润滑系统。
我公司：我公司1700KW以上立磨均采用的是全静压润滑系统，更加安全可靠。
6. 行星齿轮和平行轴齿轮均采用渗碳淬火硬齿面齿轮，硬度HRC56~62，精度ISO 6级；而内齿圈均为调质的中硬齿面齿轮，调质硬度大于HB280，内齿圈精度除瑞士MAAG的全部为ISO 6级外，其他公司大多为7级。
我公司：行星齿轮和平行轴齿轮均采用渗碳淬火硬齿面齿轮，硬度HRC58~62，精度ISO 6级以上；所有齿轮副均采用修形和齿根喷丸技术，使齿轮强度提高20%；内齿圈采用调质，调质硬度大于HB300，磨齿，ISO 6级以上，确保行星传动啮合平稳，载荷均匀。
为了控制产品的质量，确保交货期，公司投入大量的资金进行技改，目前公司拥有巨大的产能，主要设备如下：
● 进口磨齿机：93台（含 HOFLER 6米）
● 镗床和加工中心：38台
● 滚齿机：98台
● 数控龙门铣：22台
● 立式车床：61台（含 8米、6米）
● 进口螺伞铣：3台（克林根贝格齿形直径达2米）
● 热处理设备：62台
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