行星減速機(jī)在機(jī)械上的應(yīng)用
行星減速機(jī)在煤炭挖掘機(jī)械上的應(yīng)用 我國(guó)是世界產(chǎn)煤大國(guó),為適應(yīng)煤炭需求的迅猛增加,很多煤炭挖掘機(jī)械的裝機(jī)功率都成倍增加,因此對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部分的要求愈來(lái)愈高,傳統(tǒng)的定軸輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)已不能適應(yīng)新的工作要求,煤炭挖掘機(jī)械采用行星齒輪傳動(dòng)勢(shì)在必行。 在煤巷掘進(jìn)機(jī)中,行星傳動(dòng)主要用于被廣泛使用的外伸縮懸臂式工作機(jī)構(gòu)中,在該機(jī)構(gòu)中,減速裝置需與電動(dòng)裝置一起裝入伸縮架中,這就要求傳動(dòng)裝置體積小,結(jié)構(gòu)緊湊。以下由紐格爾為你解說(shuō)
(1)多級(jí)減速;為提高工作時(shí)的效率,應(yīng)盡量避免機(jī)械摩擦,此行星減速機(jī) 在各級(jí)中間太陽(yáng)輪前增加了一個(gè)軸承,來(lái)防止行星架之間產(chǎn)生機(jī)械摩擦,同時(shí)降低了噪聲與溫升。動(dòng)力馬達(dá)力矩通過(guò)行星減速機(jī) 輸入軸傳遞到太陽(yáng)輪,由太陽(yáng)輪與多個(gè)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(jí)太陽(yáng)輪通過(guò)花鍵連接,依次傳遞到輸出軸。
(2)各級(jí)行星輪內(nèi)軸承采用調(diào)心滾子軸承來(lái)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(duì)齒輪嚙合的影響。該行星機(jī)構(gòu)承載能力大,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)比大,適應(yīng)了挖掘機(jī)械的發(fā)展需要,同時(shí)也可使用在掘進(jìn)機(jī)械和頂管機(jī)械等工程機(jī)械中。 下面以PWZW900挖掘煤炭用行星減速機(jī) 為例進(jìn)行分析: PWZW900減速機(jī)采用三級(jí)減速(速比可達(dá)1000:1),各級(jí)減速采用外形逐級(jí)遞增的方式(輸入功率一定,速度降低轉(zhuǎn)矩會(huì)增大),這樣可限制輸入功率,滿足輸出扭矩要求的同時(shí)避免輸入功率過(guò)大造成浪費(fèi)。同時(shí),由于地下作業(yè),工況較為惡劣,對(duì)減速機(jī)的密封、潤(rùn)滑和冷卻都提出了新的挑戰(zhàn),該行星減速機(jī) 在潤(rùn)滑上采用了油脂與稀油共同潤(rùn)滑的方式,可根據(jù)工況任意選擇(稀油潤(rùn)滑建議在速度較高時(shí)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(yáng)輪采用花鍵聯(lián)結(jié),保證足夠的力矩傳遞,與中間太陽(yáng)輪聯(lián)結(jié)增強(qiáng)了銷(xiāo)軸的軸向定位,防止減速機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離心力不均導(dǎo)致的行星架整體軸向串動(dòng)。軸承系列為調(diào)心滾子軸承,滿足承載力的同時(shí),也實(shí)現(xiàn)了加工和安裝誤差的補(bǔ)償。輸入行星機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪、3個(gè)行星輪、內(nèi)齒圈和行星架組成,其中行星架和太陽(yáng)輪是浮動(dòng)的(速度較高,太陽(yáng)輪末端軸承采用間隙配合,為軸向定位);中間級(jí)行星機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪、3個(gè)行星輪、內(nèi)齒圈和行星架組成,其中行星架和太陽(yáng)輪是浮動(dòng)的;輸出級(jí)行星機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪 、4個(gè)行星輪、內(nèi)齒圈和輸出軸組成,其中太陽(yáng)輪浮動(dòng)。
(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(yáng)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(xiāo)共存。行星減速機(jī) 的行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流的特點(diǎn),其各中心輪可構(gòu)成共軸線性傳動(dòng),而且合理應(yīng)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(qiáng)等特點(diǎn)。 PWZW 900的輸出軸承分布在軸的兩端,可實(shí)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(jī)械主刀盤(pán)是通過(guò)傳動(dòng)軸過(guò)渡傳遞的),這種方式滿足了傳動(dòng)軸減速機(jī)輸出的最大徑向受力,受力支點(diǎn)近似在輸出軸承上。 對(duì)PWZW900挖掘煤炭用行星減速機(jī)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(shí)現(xiàn)了徑向受力最大化。 為使行星減速機(jī) 的設(shè)計(jì)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(jí)可達(dá)6級(jí),齒面采用滲碳處理,保持心部韌性的同時(shí)提高了齒面硬度(表面HRC58-62,芯部HRC33-42),內(nèi)齒輪也進(jìn)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(rùn)滑各零部件
(7)行星減速器 外形最大尺寸為900mm,最大轉(zhuǎn)矩達(dá)340000Nm,有效節(jié)約了安裝空間,減輕了機(jī)重。輸出端蓋通過(guò)圓柱銷(xiāo)和止口定位,依靠螺釘緊固在設(shè)備的機(jī)殼上以承受扭矩。另外,行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)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(dòng)效率,效率值可達(dá)0.97~0.99;由于采用了多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪,均勻分布在中心輪周?chē)?,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(shí)現(xiàn)了行星傳動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),增強(qiáng)了抵抗沖擊和振動(dòng)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(dòng)類(lèi)型及配齒方案,便可以用少數(shù)齒輪來(lái)獲得很大的傳動(dòng)比。
(8)由于挖掘機(jī)械工作環(huán)境較為惡劣,針對(duì)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(jī)內(nèi)部的密封等級(jí),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(lái)密封(耐壓范圍0~40MPa),各零部件固定聯(lián)結(jié)時(shí)均增加了“O”形密封圈。 行星架與太陽(yáng)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(rùn)滑各零部件。東莞紐格爾廠家直銷(xiāo),批量供應(yīng)精密行星減速機(jī)