干燥窑回转设备传动系统中自调位齿轮的应用

肖光辉，李 渊

（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂，广东 仁化 512300）

1 设备中的传动系统

从目前干燥窑的情况来看，传动装置主要分为以下两种：①开式齿轮传动系统。该系统在是应用过程中，经常被应用在尺寸较小，或者设备相对比较陈旧，应用年限较多的回转圆筒中，该类型的传动系统在该情况下应用能够发挥出不错的作用。②悬挂小车式柔性传动系统。该系统主要适合应用到尺寸相对较大的回转圆筒设备中，同时也是现阶段，相对比较先进的一种柔性传动形式。该传动系统在具体应用过程中，将具有弹性元件的柔性支撑安装在末级传动链上，通过对其进行应用，可以起到一定的冲击和缓冲作用。系统运行过程中，末级小齿轮利用小车与末级的大齿轮相挂靠，这样系统在运行过程中，小齿轮可以适应大齿轮的具体变化，确保磨机齿轮始终都能够处于良好的啮合状态。由此可见，这种传动装置在具体应用过程中，一方面能够很好的适应重载大扭矩传动的具体要求，另一方面也能够解决传动系统在具体运行过程中出现的振动、冲击等不良现象，保证系统运行过程中不会出现任何问题。

系统在应用过程中，针对采用的开齿轮传动系统，因为基础沉降，或筒体在各种因素的影响下发生了变形，都有可能会导致起齿轮啮合出现问题，容易出现齿轮偏载等各种不良影响。通过具体分析可以发现，如果采用柔性传动形式，若系统在运行过程中，悬挂小车箱体发生了严重的变形情况，或小车滚动与滚动间出现了磨损不均匀情况，将会都小车齿轮在运行期间发生偏载，情况严重时，会导致小车齿轮磨损，使其性能遭受破坏，同时还会缩短小车在应用过程中的寿命长度[1]。如果在回转筒设备安装过程中，适当倾斜，则可以使这些问题得到有效解决。大量的工作人员和专家，对现场进行分析与研究，对某机械厂干燥窑回转设备末级齿轮传动项目进行改造，最终依据具体情况，提出了小齿轮自调位置方案。

2 具体设计方案分析

小齿轮自调位装置是小齿轮可以作为中心，在特定的范围内，能够沿球面进行“自由”转动，从而适应大齿轮位置变化的一种自制适应装置。设计的装置的结构特点是，小齿轮轴两端轴径大小不会发生变化，轴与小齿轮之间的连接方式发生了改变，通过鼓形齿轮、齿圈啮合副传递扭矩代替键连接，鼓形齿传动副两侧采用同心球面关节轴承支撑，通过该形式，小齿轮与回转体上的大齿圈间的径向作用力主要由全面关节轴承来承担，此时系统中的鼓形齿轮传动副在具体应用过程中，起到的主要作用为传递力矩[2]。系统在实际运行过程中，如果由于一些因素影响，导致小齿轮与大齿轮圈间的中心线不平行，此时，啮合紧的一边将会形成附加力矩作用，该作用的存在，将会致使小齿轮围绕着关节轴承中心发生转动，该转动会一致进行下去，直到系统中的小齿轮与大齿轮圈中心线相平行，转动才会停止，此时附加力矩消失，同时啮合作用也将会处于一相对平衡的状态，通过该方式，使系统中的啮合条件能够得到进一步改善，并且能够延长小齿轮在应用过程中的寿命。

该厂内的干燥炉窑回转设备中的末级传动齿轮副，在设备运行一年左右的时间后，末级小齿轮出现了过度磨损，从而将会导致其性能受到较为严重的影响。齿轮发生磨损出现的问题主要体现在以下几个方面：齿轮变簿、齿轮两端会出现较大差别，主要为一边齿厚较厚，另一边磨尖，偏载现象较为明显。在具体问题分析过程中，通过对比方式对齿轮失效和失效的具体形式进行详细分析，然后向专家咨询，经过探讨，最终决定改造设计末级传动形式。需要相关人员注意的是，在进行具体改造前，应当确保与原装置具有严格互换的基础下，对现有装置进行改造，对啮合情况进行改善，通过该方式，使大小齿轮的寿命能够得到进一步延长。此外，为了确保小齿轮两端的支撑装置的具体位置不会发生改变，不仅要求轴两端的轴径大小不会发生改变，并且在新装置中，要限制轴中部直径的最小值，避免其对装置的性能会运行造成不良影响。除此之外，因为要确保新传动装置与原传动装置两者间应当具有严格互换性，因此小齿轮的啮合参数必要保持不变，同时，要依据实际情况，对的吃轮边缘的具体厚度情况进行合理设计，齿轮的厚度要适中，这也就限制了改造后小齿轮内控。实际改造过程中，应当在满足上述约束条件的基础下，通过改造，将原装置改造成小齿轮自调位装置，这样也就使小齿轮可以随着大齿轮的改变而发生变化，在具体角度上可以进行适当摆偏，最终达到改善啮合具体条件的效果，使小齿轮的应用寿命能够得到进一步延长。

本次改造方案设计过程中核心内容主要体现在以下两个方面：①鼓形齿轮传动副的设计。在实际设计过程中，应当将鼓形齿轮与轴合理的做成一个整体，从而形成股形齿轮轴，并且，小齿轮内孔待鼓形内齿圈。为了确保系统的功能能够得到实现，应当指派专人对轴应用过程中的具体强度、鼓形齿的强度进行校核，并且要选择合理的参数，确保最终选择的参数能够达到相应的设计要求标准，使装置在应用过程中的性能能够得到充分发挥。②关节轴承设计。通过对装置的运行情况进行分析可以发现，鼓形齿轮副两侧的关节轴在运行过程中，需要承受全部齿轮啮合径向力，这也就对结构中的轴承材料、球面的具体加工精度提出了更高的要求，综合考虑装置的性能、经济等各项因素，最终选择具有较强抗冲击性能的渗碳钢作为装置中轴承的主要材料，对于装置中的内外前，则应当先进行配对研磨，在完成该项作业后，再进行渗透处理，从而使接触面的具体硬度能够达到相应的要求标准。本次工程改造方案投资少、实现简单、安装容易，运行可靠，完成工程改造后，通过多次安装调试，齿轮的运行十分稳定，同时也很好的解决了末级传动啮合不良现象，设备经过改造后，运行期间并未在出现安全问题，达到了相应的预期效果，并且也得到了相应工作人员的认可，可见该改造方案是可行的。

3 结语

齿轮啮合偏载是干燥窑回转设备传动系统在具体运行过程中的一项重要问题，该项问题的出现，不仅会对生产造成影响，而且会导致设备在运行过程中出现安全问题，对设备造成破坏。因此，应当加强相应的分析工作，通过分析，最终决定采用自调位小齿轮装置，将其合理的应用到回转设备中，使其作用能够得到充分发挥，从而确保生产工作的顺利进行，提高生产效率。

参考文献

[1]樊菊梅.机械设备传动系统的设计及校核[J].砖瓦,2013(07)：9-12.

[2]任绍锦.自调位装置中小齿轮的改造研究与有限元分析[J].四川兵工学报,2012,33(02)：62-63+67.