弧齿锥齿轮在φ2.2M圆锥破碎机的应用

胡新妹

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西 德兴 334224)

1 引言

圆锥破碎机在矿山的破碎作业应用十分广泛，和其他破碎设备相比，它具有破碎比大，产量高，功耗少，产品粒度细而均匀，适合破碎中硬矿石的特点。所以在我厂应用比较广泛，总共有16台圆锥破碎机，其中5台中碎，11台细碎。除了三台HP800圆锥以外，其余都是φ2.2M弹簧圆锥破碎机，φ2.2M弹簧圆锥破碎机每天的处理量在2.64万t/d，占全厂处理量的64%，所以φ2.2M弹簧圆锥破碎机运行的好坏直接影响到我厂生产任务的完成情况。

2 主要结构

φ2.2M弹簧圆锥破碎机由动锥和固定锥组成破碎腔。可动锥锥体压装在主轴(坚轴)上，主轴一端插入偏心轴套的锥型孔中。偏心轴套锥型孔中装有尼龙衬套。当传动齿轮带动偏心轴套旋转时，深入偏心轴套内的主轴带动可动锥作旋摆运动，使可动锥锥面与固定锥时离时合，产生碎矿和排矿。主要结构如下图1所示，主要由以下部分组成:机架部，支承套及调整套部;传动轴部;空偏心轴部与止推轴承部;碗型轴承部;破碎圆锥部;润滑系统;弹簧保险装置;液压锁紧和排矿口调整装置。

3 存在问题

我厂现有13台φ2.2M弹簧圆锥破碎机还是上世纪八十年代的产品，传动轴部的传动齿轮为直齿锥齿轮传动，相互啮合的轮齿是线接触，由于齿轮制造，安装的误差以及传动时的变形，容易产生仅轮齿一端接触的现象，从而引起载荷集中，传动不平稳，承载能力低，传动效率也比较低，容易产生断齿等现象[1－2]，甚至会震动至机架开裂，每年都要更换齿轮，工人劳动强度大，备件成本难以控制，生产得不到保障。如下图2为我厂齿轮传动示意图:

图1 φ2.2M圆锥破碎机结构图

图2 齿轮传动示意图

4 分析和对策

重合度是齿轮传动的一个重要参数，重合度越大，意味着同时参与啮合的轮齿对数越多，齿轮传动就越平稳，承载能力也越高[1－2]。下面就以重合度系数来分析现有直齿锥齿轮的传动。

表1 直齿锥齿轮的基本参数[3－4]

由直齿锥齿轮传动公式[4－5]可得:

由此得出直齿锥传动齿轮的重合度系数为1.728，直齿锥传动齿轮承载能力低，传动不平稳，工作易折齿，而弧齿锥传动齿轮承载能力高，运行平稳，并且重合度系数也大，为了提高圆锥齿轮的承载能力和使用可靠性，减少故障，降低维修费用和工人的劳动强度。我厂决定由格利森弧齿锥齿轮来替代现有的直齿锥齿轮，最后确定具体参数如下表:

表2 格里森弧齿锥齿轮的基本参数[3－4]

由弧齿锥齿轮传动公式[4－5]可得:

5 结语

由此可知:通过改造之后弧齿锥齿轮传动的重合度增大到了2.22，改造之后弧齿锥齿轮相比直齿锥齿轮有以下几个优点:(1)增大了接触比，也就是增加了重和度系数，减轻了冲击，使传动更平稳，并且降低了噪音。(2)负荷比压降低，磨损较均匀，相应增大了齿轮的负载能力，使用寿命更长。(我厂以前使用的直齿锥齿轮一般一年左右就要更换，从2010年改造之后弧齿一直用到现在没有任何问题。)(3)可以进行齿面的研磨，以降低噪音，改善接触区和提高齿面光洁度[6]。 (4)由于减轻了冲击，使传动更平稳，大大提高了大小铜套的使用寿命。(5)大大降低了备件成本，减轻了工人的劳动强度，为矿山的生产任务的完成提供了强有力的保证，也为全国其他矿山地方还在大量使用的老式圆锥破碎机的技术改进，具有很好的借鉴作用。

[1]孙桓，陈作模.机械原理[M].北京:高等教育出版社，1996:245－316.

[2]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].7版.北京:高等教育出版社，2011:251－263.

[3]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].8版.北京:高等教育出版社，2006:223－226.

[4]机械设计手册编委会.机械设计手册(第3卷)[M].北京:机械工业出版社，2004:179－209.

[5]朱孝录.齿轮传动设计手册[M].2版.北京:化工工业出版社，2010:250－271.

[6]周雪花，杜金生，陆伟光.格里森弧齿锥齿轮设计方法研究[J].河南农业大学学报，1995，29(1):34－37.