摆线针轮减速机在XMQ350×160球磨机上的应用

李晓宇，杨 沫，张先成，韩佳君

吉林省地质技术装备研究所，吉林 长春 130103

0 引言

XMQ350×160球磨机传统的传动系统上是采用自制齿轮减速机构，传动系统质量重，造价高，加工周期长、安装拆卸难度大。本文介绍了安装有摆线针轮减速机的XMQ350×160型球磨机的结构特点，阐述摆线针轮减速机应用在球磨机上的优势。

1 球磨机传动结构分析

球磨机是实验室磨矿主要设备，可供实验室湿法磨细矿石之用，也可供冶金、建材、化工轻工、煤炭、水电、农业和地质实验工作中的人工重砂、矿石技术加工等磨细物料之用[1]。传统球磨机传动形式是齿轮传动。

传统XMQ350×160型球磨机主要技术参数是滚筒尺寸Φ350×160 mm，电机功率1.1 kw，电机转速910 r/min，滚筒转速63±2 r/min。图1为传统XMQ350×160型球磨机传动结构示意图，电动机2经过齿轮系3，带动球磨滚筒1滚动。由于空间限制，只能采用两级齿轮减速，为了获得较高的减速比，需要采用6级电机驱动。

这种传动结构齿轮箱体积庞大，且都为非标零件，需要特殊加工，加工难度大，质量重，造价高，安装拆卸难度大。

2 摆线针轮减速机的结构特点

摆线针轮减速机是采用摆线针尺啮合的、少齿差行星传动原理设计而成的一种新型传动机械，已广泛地应用到各个领域[2]。

摆线针轮减速机可分为：输入、减速、输出三个部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构。

与普通减速器比较，摆线针轮减速机具有一下优点：

（1） 结构紧凑、体积小。由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其获得尽可能小的尺寸。

（2） 高速比、高效率。摆线针轮减速机单级传动速比能达到1:87，效率在90%以上，如果采用多级传动，减速比更大。

（3） 运转平稳、噪声低。摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大，以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在最小程度。

（4） 使用可靠、寿命长。摆线针轮减速机主要零件采用高碳铬钢材料，经淬火处理（HRC58～62）获得高强度，并且部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长。输出转矩N.M，当减速机短期瞬时载荷超过稳定载荷的160%时，应按尖峰载荷选择，应保证Tmax/1.6≤TP ，式中：Tmax—负载最大尖峰转矩N.M；

图 1 传统球磨机传动结构示意图Fig.1 Schematic diagram of ball mill with traditional structure

（3） 减速机输入转速不等于额定转速时，应按TC≤TP选型：TC=（n/n1）1/ε，式中：TC—计算工作转矩、n—实际输入转速r/min、n1—减速机额定输入转速r/min、ε—转臂轴承寿命指数（球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3）、TP—减速机需用输出转矩N.M、T—负载工作转矩。然后按T≤Tmax验算，若满足则选型合适，否则，应选

3 采用摆线针轮减速机的XMQ350×160型球磨机

采用摆线针轮减速机的球磨机传动系统如图2所示，电动机2经过摆线针轮减速机3降低速度后，带动小皮带轮4旋转，球磨滚筒1与大皮带轮5通过螺栓连接固定。小皮带轮4通过三角带带动球磨滚筒1与大皮带轮5转动[3]。

摆线针轮减速机的选型分如下几种情况[4]：

（1）减速机输入轴转速等于标准减速机额定转速时：P×KA/η ≤P1P ，式中：P—负载功率kw、KA—工况系数、η—减速机效率、P1P—减速机输入功率kw；

（2） 按减速机输出轴转矩选型时：T≤TP ，式中：T—负载工作转矩N.M、TP—减速机需用择较大型号；

图 2 采用摆线针轮减速机的球磨机传动系统图Fig.2 Transmission system diagram of ball mill with cycloidal pin wheel reducer

（4）如果输入的转速是变化的，应根据使用条件确定。若要求功率一定，则应按最低转速选型。若要求转矩一定，则应按最高转速选型。

采用摆线针轮减速机的球磨机设计特点：

（1） 摆线针轮减速机属于成型产品，系列化程度高，规格齐全，在球磨机上选用可缩短产品设计周期。

（2）采用摆线针轮减速机的球磨机，由于去除了原有的齿轮箱，减少零部件加工量，装配效率也大幅提高，从而加快产品的生产周期，同时降低成本。

（3）同等体积下，采用摆线针轮减速机的减速比要远大于齿轮减速机，所以XMQ350×160型球磨机的电机可选用4极电机，从而降低电机成本。

（4） 摆线针轮减速机与电机融为一体，结构简单、紧凑、体积小、质量轻。

（5）摆线针轮减速机已是专业化生产，质量稳定，故障率低，易于保养维护。

4 结论

（1） 球磨机采用摆线针轮减速机，改变了笨重的传统传动结构，使整机结构简化，减少零件数量，体积小，质量轻，造价低。

（2） 球磨机采用摆线针轮减速机，便于产品系列化，加快产品的设计生产周期。

（3）摆线针轮减速机专业化生产，已被广泛应用于各类机械设备，产品质量好，价格低，且保养维修方便。