提升機減速器主要類型、技術(shù)特點及品控關(guān)鍵技術(shù)

    減速器是礦井提升機機械系統(tǒng)中一個很重要的組成部分，它的作用是用來傳 遞運動和動力(降低速度，增大扭矩)。礦井提升機多為叁班不停地運行，運轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)少量沖擊，啟動、制動 非常頻繁，且正反向運轉(zhuǎn)，其負荷類型屬于中等沖擊負荷。根據(jù)現(xiàn)場測試，礦井提升機啟動時的尖峰負荷一般是正常工作負荷的1.5～2倍，一個工作周期的典型負荷變化見下圖所示。

　　提升機減速器使用系數(shù)KA：

　　單繩纏繞式：KA=1.6

　　多繩摩擦式：KA=1.75

　　齒根彎曲安全系數(shù)：SF≧1.5

　　齒面接觸安全系數(shù)：SH≧1.1

一、提升機減速器選用要求

　　提升機用減速器需滿足下列標準的要求：

　　GB/T 20961-2007 單繩纏繞式礦井提升

　　GT/T 10599-2010 多繩摩擦式提升機

　　① 減速器齒輪精度應(yīng)符合GB/T 10095.1和GB/T 10095.2的規(guī)定 。

　?、?減速器潤滑油清潔度用0.075mm的篩網(wǎng)所濾得的臟物質(zhì)量不大于3.4amg(a 為減速器的各級中心距之和，mm)

　?、?減速器軸承溫升不應(yīng)超過40℃，溫度不應(yīng)超過75℃。箱內(nèi)潤滑油溫升 不應(yīng)超過35℃。

　?、?減速器、潤滑站各密封部位不應(yīng)有滲漏油現(xiàn)象。

　　根據(jù)礦井提升機的應(yīng)用特點，單繩纏繞式礦井提升機對減速器的速比要求：10-35；多繩摩擦式礦井提升機減速器的速比一般要求:7-15；減速器傳遞扭矩范圍：30kNm~1800kNm；齒輪傳動功率可滿足5000kW以上。

二、主要類型與技術(shù)特點

　　提升機減速器主要有以下4大類：

1.單入軸平行軸齒輪減速器

2.雙入軸平行軸齒輪減速器

3.同軸式功率分流齒輪減速器

4.行星齒輪減速器

1.單繩纏繞式提升機減速器

　　單繩纏繞式提升機用減速器的類型主要有ZL、ZHLR、PTH、 ZZ及ZK型，傳動比 11.2-31.5，兩級傳動。

　　ZL和ZHLR型分別為軟齒面漸開線齒形和圓弧齒形人字齒平行軸減速器；PTH型為中硬齒面漸開線斜齒圓柱齒輪減速器。

　　根據(jù)提升機對減速器傳動比的要求，ZK系列主要選用ZKL(兩級傳動)和ZKP(單級派生傳動)型，ZZ系列主要選用ZZL(兩級傳動)、ZZDP(單級派生傳動)和ZZLP(兩級派生傳動)型。

　　隨著硬齒面齒輪技術(shù)和行星齒輪減速器技術(shù)的發(fā)展，目前提升機主要選用ZK(JB/T 12808-2016)及ZZ(JB/T 9043-2016)系列行星齒輪減速器。

2.多繩摩擦式提升機減速器

　　多繩摩擦式提升機常見的配套減速器主要有彈簧基礎(chǔ)減速器、雙輸入平行軸減速 器和行星齒輪減速器。多繩摩擦式提升機減速器傳動比i=7.1-11.2。

　　彈簧基礎(chǔ)減速器為同軸式傳動，主要解決提升機啟動和制動對井塔的沖擊;對于功率大于1000kW的提升機系統(tǒng)，適用雙電機驅(qū)動;行星傳動采用單級派生型，ZK系列配ZKP型、ZZ系列配ZZDP型。

3.行星減速器與平行軸減速器比較

　　傳動比：i=7.15，功率：P=4412(kW)

　　1)功率分流;2)合理地應(yīng)用了內(nèi)嚙合;3)傳動比大;4)傳動效率高;5)運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強。

三、減速器研發(fā)流程及品控關(guān)鍵技術(shù)

1.減速器產(chǎn)品研制流程

2.基于標準的齒輪產(chǎn)品設(shè)計

　　可根據(jù)客戶要求， 采用國內(nèi)外標準進行齒輪產(chǎn)品的設(shè)計制造。主要采用的標準：ISO、 AGMA、 DIN等。

3.軸承選型與壽命計算

　　采用ISO281、ISO TS16281考慮箱體、軸等配合公差、受載熱彈變形、 潤滑油粘度、污染顆粒、溫升及疲勞壽命等，對各軸承進行壽命計算。

　　建材行業(yè)齒輪箱軸承選型考慮的主要因素：1)軸承配合公差—— 有效游隙;2)傳動系統(tǒng)熱彈變形;3)軸承支承剛度對齒輪接觸的影響。

4.軸類零部件設(shè)計

　　技術(shù)要點：

　　1)軸的結(jié)構(gòu)靜強度分析(應(yīng)力應(yīng)變)。

　　2)基于熱彈變形的多體耦合的配合公差的確定(箱體、軸承、齒輪、熱變形、受載變形等)。

　　3)考慮齒面接觸的軸類部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化(彈性變形一致性控制技術(shù))。

　　4)軸系動態(tài)特性分析與性能評價(臨界轉(zhuǎn)速的確定，避免共振)。

5.基于有限元的箱體輕量化設(shè)計

箱體的功能：

　　1)避免外部環(huán)境對傳動系統(tǒng)的影響。

　　2)保證傳動系統(tǒng)各關(guān)鍵零部件嚴格的位置關(guān)系。

　　3)部件集成。

箱體設(shè)計要點：

　　1)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析(應(yīng)力、應(yīng)變)。

　　2)結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析(模態(tài)分析、動態(tài)響應(yīng)分析)。

　　3)人機交互。

6.基于系統(tǒng)彈性變形的齒輪修形技術(shù)

7.潤滑系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

8.動力學(xué)分析與性能評價

　　綜合考慮齒輪傳動中的時變嚙合剛度、間隙誤差、阻尼、軸承剛度等因素，建立了行星齒輪系-軸承-箱體的叁維接觸非線性動態(tài)分析模型，對多種工況下的有限元分析模型進行瞬態(tài)動力學(xué)分析，實現(xiàn)了齒輪系統(tǒng)嚙合沖擊的動力學(xué)仿真，為多級行星齒輪 減速器的減振、降噪優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

　　為保證設(shè)計質(zhì)量，采用一系列齒輪產(chǎn)品設(shè)計、分析與仿真軟件，通過標準化設(shè)計、靜力學(xué)優(yōu)化分析、動力學(xué)分析與性能評價、廠內(nèi)試驗與現(xiàn)場實踐驗證等手段，構(gòu)建一套完整的齒輪產(chǎn)品研發(fā)體系。