提高冶金設(shè)備低速重載齒輪壽命的探討

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1、提高冶金設(shè)備低速重載齒輪壽命的探討楊宏I,魏欣2(1?鞍山科技大學(xué)，遼寧鞍山114051;2?鞍鋼集團(tuán)?遼寧鞍山114041)摘要：通過對(duì)冶金設(shè)備低速址載傳動(dòng)齒輪的調(diào)査分析，按齒輪壽命的幾種方法。關(guān)■詞：冶金設(shè)備；齒輪；壽命中圖分類號(hào)：TH132.41文標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：Discussiononimprovingservicelifeoflow——丁——*o■一formetallurgicalequipmentYANGHong*,WEIXin2(1?AnshanUniversityofScienceandTechnology>Anshan114051?China;2?Angang

2、Group.Anshan114041,China)Abstract：Throughanalyzingtogearoflowspeed/heavydutyformetallurgicalequipment>severalfactorstoaffectlifeofgearandseveralmethodtoraiselifeofgearisdiscussed?Keywords：metallurgicalequipnent;gear;servicelifeI1-Z二RI[”「I111——齒輪傳動(dòng)在冶金設(shè)備中占有甫要地位，其大部分為低速重載齒輪，以傳遞動(dòng)力為主，齒面工作應(yīng)力接近或達(dá)到許用應(yīng)

3、力；其質(zhì)量好壞、壽命長短與產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)最和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有直接關(guān)系。通過對(duì)軋鋼企業(yè)35臺(tái)軋鋼機(jī)主減速器（齒輪圓周速度在15m/s以下，其中進(jìn)口17臺(tái)，國產(chǎn)18臺(tái)，使用壽命5年以下的8臺(tái)，5~10年的24臺(tái)，10年以上的3臺(tái)）的調(diào)査及對(duì)26臺(tái)軋鋼機(jī)人字齒輪機(jī)座（其中進(jìn)口10臺(tái)、國產(chǎn)16臺(tái)，齒輪使用壽命5年以下的11臺(tái)，5?10年的13臺(tái)，10年以上的2臺(tái)）的調(diào)査表明，徳國、日本制造的減速機(jī)齒輪壽命一般為10?15年，俄羅期制造的為3?9年，我國制造的在10年以下，多數(shù)為5年左右。針對(duì)冶金設(shè)備低速重載齒輪的實(shí)際使用狀況，為了提高齒輪的使用壽命，提出以下措施。收稿日期：2004-02-11

4、；修訂日期：2004-05-08作*筒介：楊宏（1965-）,男，較山科技大學(xué)工程師。1合理的設(shè)備布局，正確的安裝形式設(shè)備的布局和安裝形式不僅要考慮生產(chǎn)工藝和設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，而且要考慮零件的受力情況，盡量使齒輪等零件所受載荷均衡、平穩(wěn)、減少?zèng)_擊負(fù)荷，提高使用壽命。太鋼1200熱疊軋薄板軋機(jī)是單向軋制，如圖1實(shí)線所示，這種安裝形式中間軸受力過大，向上抬起軸瓦，生產(chǎn)中擊飛輪圖11200熱樓軋薄板軋機(jī)每小時(shí)過鋼2?4千次，齒輪軸頻繁跳動(dòng)，每年至少要斷一根軸。當(dāng)主電機(jī)和高速軸安裝到軋制入口側(cè)時(shí)，如圖1虛線所示，這種安裝形式中間軸受力向下，雖然軸瓦磨損較大，但運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、齒輪壽命長，因此后一

5、種安裝形式校為合理。2選擇恰當(dāng)?shù)凝X輪強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)冶金設(shè)備工作環(huán)境比較差，如煙塵大、載荷不平衡，有時(shí)由于意外原因齒輪還可能承受較大沖擊負(fù)荷等。在計(jì)算齒輪接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度'時(shí)，應(yīng)參考相關(guān)資料并根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，在條件允許的悄況下，最好和用戶協(xié)商確定合適的接觸安全系數(shù)和彎曲安全系數(shù)，盡量保證強(qiáng)度計(jì)算時(shí)各參數(shù)的準(zhǔn)確性，減小計(jì)算結(jié)果和實(shí)際情況的偏差，便齒輪的使用壽命達(dá)到設(shè)計(jì)年限。另外，有些設(shè)備由于生產(chǎn)的發(fā)展，電機(jī)在原基礎(chǔ)上增大功率，有時(shí)甚至增大一倍，造成齒輪超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短了齒輪的壽命。在實(shí)際工作中應(yīng)避免這種現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。3正確選擇齒輪傳動(dòng)的參數(shù)（1）模數(shù)和齒數(shù)。鞍鋼的一臺(tái)65

6、0軋機(jī)主減速機(jī)高速級(jí)齒輪壽命僅為一年，報(bào)廢原因?yàn)檩嘄X疲勞斷裂。其主要因素是設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)齒輪載荷、動(dòng)載等估計(jì)不足,齒輪模數(shù)選用較小,造成齒輪彎曲強(qiáng)度不夠。重新對(duì)齒輪按彎曲強(qiáng)度計(jì)算（初步確定模數(shù)）并進(jìn)行了強(qiáng)度校核后，將齒輪模數(shù)由原來的10提高到16,齒輪壽命提高到7年以上。如果齒輪抗彎強(qiáng)度不夠，主要失效形式為輪齒疲勞斷裂，應(yīng)適當(dāng)增大模數(shù)，降低齒數(shù)。如破壞形式為點(diǎn)蝕、剝落等應(yīng)減少模數(shù)，增加齒數(shù)提離重合度。重合度提高使傳動(dòng)平穩(wěn)，增加了齒面的接觸強(qiáng)度，提髙了齒輪的耐磨能力。（2）螺旋角仇螺旋角0是影響重合度的重要因素，增大螺旋角可以增大合度，但同時(shí)也會(huì)増大軸向力。一般對(duì)單斜齒輪，取0=8??16

7、?，雙斜齒或人字齒輪，取p=25?~4（T。4推廣使用圓弧齒輪與幾何參數(shù)相同的漸開線齒輪相比，圓弧齒輪在垂直于瞬時(shí)接觸線方向的曲率半徑提高了許多倍，且接觸齒面滾動(dòng)速度很大，在齒面間能形成較厚的潤滑油膜，顯著提高了接觸強(qiáng)度，有良好的抗點(diǎn)蝕能力。但是單圓弧齒輪齒根彎曲強(qiáng)度顯得有些不足，使承載能力得不到較大提高。雙圓弧齒輪克服了單圓弧齒輪的不足之處,彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度分別比單圓弧齒輪提髙了60%和40%,其綜合承載能力比單圓弧齒輪提高了40%以上。對(duì)應(yīng)用于低速?:載齒輪傳動(dòng)