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矿山提升机减速器技术改造

发布时间:2020-08-07来源:点击:163

    为了改善矿机提升机减速器的传动装置、减低减速器的制造成本和运行成本、减少减速器的维护工作量,提高减速器的可靠性,利用当前传动技术领域的最新技术成果,对矿井提升机减速器进行技术改造时十分必要的。硬齿面齿轮设计制造技术、齿轮传动功率分流技术、减速器模块化设计技术、电子监控技术、计算机辅助分析技术是当前传动技术领域普遍采用的技术。这些技术的充分利用,可以提高减速器的寿命和可靠性,降低减速器成本。

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    通过选用采用先进技术的减速器可以提高传动的承载能力,提高提升机传动系统的可靠性;通过采用硬齿面齿轮可以提高齿轮传动的承载能力、提高齿轮的使用寿命、提高齿轮传动的可靠性;通过利用计算机技术分析计算箱体的强度和刚度,可以减轻箱体的重量、提高箱体的承载能力;通过对润滑技术、密封结构、冷却方式的改进,可以更好的保证减速器的承载能力、提高减速器的使用寿命和可靠性。根据现场的使用状况,减速器的技术改造可以从齿轮的技术改造、箱体的技术改造、密封机构的技术改造、润滑技术的技术改造、冷却方式的技术改造及减速器的技术改造几个方面加以考虑。

    1)齿轮的技术改造

    采用硬齿面齿轮是提高齿轮强度与承载能力的最有效途径,也是齿轮传动技术发展的主要趋势。硬齿面齿轮在我国已广泛应用,有大量的应用实例及应用经验可以借鉴。硬齿面齿轮设计采用我国新的渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法,通过接合现场使用情况、接合实际制造水平,确定合理的使用系数,可以保证齿轮强度设计安全可靠。

    性能优越的渗碳齿轮用刚,如20CrMnTi、20CrNi2MoA、17Cr2Ni2Mo等合金材料,已经得到了愈来愈广泛的推广应用。这些材料具有强度高、韧性好、综合力学性能优良、加工性能好的特点。20CrMnTi用于一般矿山和通用减速器中尺寸较小的齿轮;20CrNi2MoA用于中大型截面的渗碳齿轮;17Cr2Ni2Mo可用于模数16mm以上的大型渗碳齿轮,最大使用截面可达1200mm左右。珞镍鉬系刚是一种制造重要齿轮的材料,为了保证齿部获得优良的组织,合金部分的含量应随截面的增大适当提高(具有适宜的萃透性)

    热处理是材料获得预期性能的关键,优良的材料只有通过适宜的热处理工艺过程才能获得相应的优良组织状态、性能。为此必须研究各类材料的最佳工艺规程,执行严格的工艺纪律。材料的金相组织、晶粒度、渗碳层深度、碳浓度、表面硬度、芯部硬度、硬度梯度、机械性能、探伤等检验工作都是验证渗碳齿轮热处理工艺的必要工作。通过自动化的热处理设施和控制手段,有效地控制渗层的碳浓度和碳化物形态,实现渗碳层碳浓度的合理分布,可实现质量可靠、控制方便、效率高的要求,而且可获得最优的渗碳工艺、缩短渗碳时间、提高工效。通过严格的质量控制,渗碳淬火齿轮性能一般可以达到相当于德国标准DIN3990分级中的MQ\ME级(优质工业齿轮传动使用)

    齿轮采用优质低碳钢合金钢、通过渗碳淬火处理、硬度达57HRC采用合理的加工工艺、经磨齿加工、齿面粗糙度Ra达到1.6um及更高、精度达到GB/T10095.1-.2-2001的6级及其以上,可获得较高的接触精度和运动精度,从而可有效地提高齿轮的承载能力。

    齿轮修形技术可以弥补齿轮受载变形与装配误差造成的不良影响,减少啮入啮出的冲击、振动、噪声和动载,改善齿轮啮合过程中齿面载荷分布特性,提高齿轮的啮合质量,增加齿轮的使用寿命。通过采用齿轮的齿廓、齿向修形制造技术、齿轮滚刀的修形技术,制订并贯彻重载齿轮修形规范等,都可以有效地提高齿轮的制造水平。

    此外,在齿轮强度计算时,正确计算设备每天工作时间、正确确定工况系数、减少富裕量,可以优化齿轮尺寸;对大型渗碳淬火硬齿面齿轮的结构采用有限元分析,可以优化齿轮的结构;考虑减速器使用地点的环境温度计海拔高度对减速器的散热的影响,可以正确确定减速器的散热能力;对于渐开线齿轮采用合理的角度变位制度及采用25℃等较大压力角,可以提高齿轮的承载能力;对于圆弧齿轮,使用双圆弧齿形代替单圆弧齿形、使用硬齿面代替软齿面、采用硬质合金滚刀刮削及衍齿工艺等提高齿轮精度的措施,都可以提高齿轮承载能力。

    通过采用上述可靠的设计制造技术对原齿轮部件进行修理或更换,可以提高齿轮的使用寿命和可靠性。

    通常应当对现场正在使用减速器的齿轮部件的使用状况进行评测及分析,接合同类产品的故障诊断及失效分析经验,以充分满足实际使用为前提,采用科学客观的方法来决定是否需要尽快对齿轮部件进行技术改造。从长远考虑,实施齿轮新技术改造具有重要意义,它会为生产企业增产条件,增添发展后劲。

    2)轴承的技术改造

    滑动轴承在提升机减速器应用广泛,最简单的是流体动压轴承。由于两摩擦副间存在油膜,故具有摩擦小、磨损小、寿命长,运转平稳和对冲击、振动不敏感等诸多优点。其缺点是在启动阶段有较大的摩擦损耗,在稳定工作阶段,如果不能保证液体摩擦状态,可能发生磨损。滑动轴承的制造成本略低于滚动轴承,许用转速较高,但制造工艺复杂,可靠性低于滚动轴承。

    滚动轴承位直接的点接触、线接触,所以刚度较低、易发热、高速重载工况适应性差一些。滚动轴承已经系列化、标准化,应用非常广泛。在滚动轴承和滑动轴承都能满足使用要求时,宜优先选用滚动轴承。滚动轴承各个制造厂的滚动轴承质量稍有不同,在高可靠性要求的场合,应采用大公司的产品。

    通过对现场正在使用减速器的轴承部件的使用状况以及故障进行分析,决定是否需要对轴承部件进行技术改造。在提升机减速器中用滚动减速器中用滚动轴承替代滚动轴承替代滑动轴承,可以降低维护费用、节约检修时间、降低故障率。


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