馬鋼360m2燒結機柔性傳動裝置及安裝
2009-03-03 一、前言
柔性傳動裝置是一種低速、傳動矩大、噪音低、結構緊湊、成本低的新型傳動裝置。早在上世紀60年代，原西德、美國已將其用于轉爐、斗輪挖掘機和橋梁開閉上；70年代，歐美其他一些工業發達的國家相繼引進和開發，是柔性傳動技術向縱身發展，廣泛地應用于轉爐、混鐵水車、燒結機等各種低速、大轉矩的傳動裝置上。我國從上世紀70年代開始，對這種傳動裝置進行開發，取得一定成果，并自行設計出燒結機柔性傳動裝置。1998年，馬鋼1號300m2燒結機的主傳動引進了西安重型機械研究所設計制造的雙電驅動揉性傳動傳動裝置；2004年馬鋼新建兩臺360m2燒結機采用了中冶長天工程有限責任公司設計制造的單機驅動兩點嚙合柔性傳動裝置。
柔性傳動裝置作為燒結機主傳動，是燒結機系統的關鍵設備，該裝置技術先進、結構復雜、制造難度大，現場配置、安裝難度也非常大。為提高設備運行的可靠性，馬鋼項目部會同中冶長天工程有限責任公司認真進行設備選型，確定施工方案，精心組織施工，保證了現場設備安裝質量，也為設備的順利投產奠定了基礎。
二、柔性傳動裝置的工作原理及選型
2.1工作原理
燒結機頭部驅動的柔性傳動裝置輸入軸是用萬向聯軸器與固定在傳動平臺 上的主機點的定扭矩聯軸器相聯輸出大齒輪是直接通過漲緊環無鍵聯結的方式裝在被驅動的主軸的伸出端上。傳動方式為：主機---輔助減速機---蝸桿---（左或右）---萬向聯軸器---蝸桿----蝸輪---小齒輪---大齒輪。
柔性傳動裝置的齒輪箱不是整體的，它由四部分組成：左箱體、上箱體和下箱體。用左、右箱體與上、下箱體是不相聯的，上、下箱體用螺栓聯接懸掛在輸出大齒輪的轂上，他們之間裝配有滾針軸承，可以相對運動。兩個小齒輪和蝸桿分別安裝在左、右箱體的軸承孔內兩個蝸輪直接懸掛在兩個小齒輪的軸承箱上。左、右蝸輪副帶動各自的小齒輪按同一方向旋轉，驅動安裝在燒結機星輪軸上的大齒輪。左、右箱體的下面是轉炬平衡裝置，中間用連桿連接，用以平衡左右小齒輪圓周力生產 的轉矩。轉矩平衡裝置由曲柄、扭力桿和軸承座組成。來自兩連桿的力的力構成轉矩，使扭力桿受扭。通過扭力桿的扭轉變形，還可以測定輸出轉矩和實現過載保護。兩軸是軸承座用來支承扭力桿的，安裝在地面基礎上。上、下拉桿安裝在左、右箱體的軸承座上，兩根拉桿成對角線布置拉桿的兩端裝有球面軸承，上拉桿一端還裝有碟型彈簧，用拉桿通過左、右箱體的下面配置偶拉壓桿，用以平衡左、右箱體的載荷。
2.2技術參數：
兩臺360m2燒結機按年產紹介礦836萬噸，作業率94%，利用系數為1.40t/（m2.h）考慮，其傳動裝置的技術的參數如下：
1)原料給料量：1 260t/h.
2)驅動裝置輸出扭矩：（正常）700kN.m，（Z大）1100kN.m。
3）主電機：型號：YVPEJ280M-6額定功率55kW,額定電壓 AC.380V，額定轉速980r/min調速范圍326~980r/min
4）驅動裝置總速比：2365.27。
5）柔性傳動：采用平面二次包絡蝸桿+大小齒輪傳動，速比266，Z大輸出扭矩1 1000Kn.m。
6）輔助減速機器：ZLF480-8.89平行軸硬齒面減速器，Z大輸出扭矩5 350N.m。
7）定扭矩聯軸器：型號TLQ75X142/75X127,設定扭矩為400Nm，扭矩調節范圍200~900N.m。
8）總重量：41.220kg。
三、安裝技術要領
3.1 柔性傳動裝置的安裝順序
基礎檢查、驗收---大齒輪脹套安裝---扭力桿安裝---齒輪箱（左右）---拉桿同箱體連接---中心高度調整---萬向連軸器---滾道滾動間隙調整---拉壓桿扭臂連接---支承---輔助減速器---平衡裝置安裝----中間罩、密封等---檢查、潤滑。
在此，重點介紹大齒輪及脹套安裝，扭力桿裝置，左、右箱體、拉桿裝置等安裝技術要領。
3.2大齒輪及脹套的安裝
柔性傳動大齒輪裝配式結構，齒圈為合金鋼段件，輪轂為合金鋼鑄件。大齒輪及脹套的安裝程序如下：
1）將主動鏈輪主軸伸出端與大齒輪內孔用細砂布和棉紗清理干凈，檢查其各部尺寸，確認無誤后用汽油或四氯化碳進行清洗。
2）將內測透蓋（滾針軸承）、定矩在套裝在主軸上，將大齒輪吊起，緩慢安裝在主軸端（大齒輪軸前端與主軸為間隙配合），再通過螺旋千斤頂將大齒輪正確安裝到位（大齒輪就位過程中要注意保持同軸之間的間隙）。
3）脹套安裝將大齒輪與主軸脹套處再次清洗，每道脹套在手工預緊后，用用定扭矩扳手分四次按不同的設定值進行緊固。道帳套裝入，預緊后用定扭矩扳手（設定值330N）將內六角螺栓一一緊固（每對螺栓需對稱緊固），同時要用百分表檢測主軸面與大齒輪內孔面的距離是否相等（360o圓周面上都要檢測記錄），如有誤差隨時調整。
次所有螺栓全部按330N緊固后，再將定扭矩扳手限位在600N進行第二次緊固，測量記錄，依此類推。第三次緊固設定值為950N，第四次緊固（設定值1 050 N）為Z后復查。第二、第三第四道脹套緊固的順序、與道脹套完全一樣（因四套的安裝深度不同長度的加力桿）。全部緊固完畢后檢查，如沒有問題將大齒輪蓋裝上，緊固螺栓即可。
3.3 扭力桿的安裝
扭力桿為柔性傳動的關鍵部件，采用優質彈簧鋼段造后進行熱處理，具有一定的扭轉剛度，又有一定的韌性。其安裝順序如下：
1）以大齒輪軸總共心為基準，確定扭力桿軸承座的標高，極限偏差為+0.5mm
2）扭力桿中心位置縱橫方向的極限偏差為+0.5mm
3）扭力桿找正后，在其中間位置檢查水平應小于0.5/1000。
3.4 左、右箱體裝配
1）將大齒輪下方預先放置大齒輪的下罩。
2）將拉壓桿（一）（二）與左、右箱體連接。
3）將左、右齒輪箱體吊裝就位，制作低架臨時支撐，在箱體底面加楔塊調整
4）拆去左、右箱體上小齒輪軸端的壓蓋，用測量儀檢測大齒輪軸三個中心是否在同一水平線上，其極限偏差為+0.5mm；超差時，通過增加或減少楔塊來調整左、右箱體的中心高度，合格后，將楔塊同臨時支架點焊固定。
3.5拉桿裝置安裝
兩齒軸與大齒輪嚙合的好壞，與調整拉桿有很大關系。兩齒軸與大赤露嚙合主要靠定矩環來控制，蝶簧起調整作用，以保證水平拉桿夾緊力均勻，Z終保證大小齒輪之間兩側滾道的均勻接觸和齒面處于正確嚙合狀態。標準是大小齒輪滾道在0~0.30mm的范圍內活動，調整后拉桿受力30 300N。
拉桿安裝的技術要點如下：
1）清洗各零件，尤其是對半球體和球面襯要 洗干凈。
2）將拉桿裝入左、右齒輪箱體的拉桿座中。蝶簧和定矩環（蝶簧側）先不裝入（有蝶簧的拉桿為上拉桿）。
3）安裝密封圈、定環圈、球面襯套、半球體。注意：球面襯套上的油孔要與拉桿座的對準，半球體裝入時，要適量涂抹潤滑脂。
4）將螺母擰緊到靠近半球體，露出拉桿上的銷孔。
5）調整滾輪與滾道之間間隙：在一側滾輪與滾道之間放置兩塊0.5X35X250的墊片同時緊固上、下兩根拉桿一側，使兩塊墊片稍為夾緊，用厚度為0.5mm塞尺檢查，以不通過為合格。
6）測量上、下拉桿一側端部與螺母之間尺寸，做好記錄。
7）卸下拉桿端部螺母，取出半球體和球面襯套，裝入定矩環和蝶形彈簧后在恢復原狀，并按記錄下的數據將卸下的螺母安裝到位。
8）對準銷孔裝入開口銷及其他零部件。
9）松開左、右齒輪箱體臨時支架上楔塊和吊具；由于齒輪嚙合間隙的存在，兩齒輪箱會稍有下降，需用測量儀器復查三中新的安裝精度。
10 盤動蝸桿軸，取出預先放置在滾輪和滾道件的墊片。
3.7其他零部件的安裝
1）支承桿：松開鎖緊螺母，調節好總長度和彈簧的壓縮量。
2）平衡裝置：檢查開關位置；盤動減速器的高速軸，檢驗其是否靈活無卡阻。
3）大齒輪罩：罩與齒輪箱體結合處安裝密封時，用環氧樹脂或EF—I型膠結劑將密封墊粘在罩的一面，上、下罩之間涂適量密封膏，再用螺栓連接緊固。
4）全面檢查所有緊固件，各干油潤滑點注入規定的潤滑油。
四、出現的問題及應用的效果
4.1安裝中出現的問題
1） 臺柔性傳動裝置的大齒輪在就位過程中與主軸發生輕微偏斜，造成大齒輪進退兩難，經過校正，主軸非裝配面還是形成了一些“擦傷”。在第二臺柔性傳動裝置大齒輪的安裝時，吸取經驗教訓，克服急噪情緒，注意保持大齒輪同主軸之間的間隙，隨時測量，隨時校正避免了同類事故的發生。
2） 第二臺傳動裝置在試運行時，左、右小齒輪發生偏移，造成兩承桿上部各偏移3mm、5mm，扭力桿的中心線偏移3mm。經現場測量分析，發生偏移的原因是：與大齒輪嚙合的兩小出輪軸的軸肩定距套的倒角經過重新加工后，故障的到消除。得到的經驗教訓是；不能忽視設備監制力度，減少安裝、使用過程中個返工。
4.2應用效果
由于精心組織施工，關鍵部件的技術參數經過了充分的論證、現場測量和修正，嚴格控制了安裝過程的精確度馬鋼兩臺360m2 燒結機柔性傳動裝置在連續試生產過程中運行平穩。（來源：燒結球團；作者：程建國 嚴啟）
柔性傳動裝置是一種低速、傳動矩大、噪音低、結構緊湊、成本低的新型傳動裝置。早在上世紀60年代，原西德、美國已將其用于轉爐、斗輪挖掘機和橋梁開閉上；70年代，歐美其他一些工業發達的國家相繼引進和開發，是柔性傳動技術向縱身發展，廣泛地應用于轉爐、混鐵水車、燒結機等各種低速、大轉矩的傳動裝置上。我國從上世紀70年代開始，對這種傳動裝置進行開發，取得一定成果，并自行設計出燒結機柔性傳動裝置。1998年，馬鋼1號300m2燒結機的主傳動引進了西安重型機械研究所設計制造的雙電驅動揉性傳動傳動裝置；2004年馬鋼新建兩臺360m2燒結機采用了中冶長天工程有限責任公司設計制造的單機驅動兩點嚙合柔性傳動裝置。
柔性傳動裝置作為燒結機主傳動，是燒結機系統的關鍵設備，該裝置技術先進、結構復雜、制造難度大，現場配置、安裝難度也非常大。為提高設備運行的可靠性，馬鋼項目部會同中冶長天工程有限責任公司認真進行設備選型，確定施工方案，精心組織施工，保證了現場設備安裝質量，也為設備的順利投產奠定了基礎。
二、柔性傳動裝置的工作原理及選型
2.1工作原理
燒結機頭部驅動的柔性傳動裝置輸入軸是用萬向聯軸器與固定在傳動平臺 上的主機點的定扭矩聯軸器相聯輸出大齒輪是直接通過漲緊環無鍵聯結的方式裝在被驅動的主軸的伸出端上。傳動方式為：主機---輔助減速機---蝸桿---（左或右）---萬向聯軸器---蝸桿----蝸輪---小齒輪---大齒輪。
柔性傳動裝置的齒輪箱不是整體的，它由四部分組成：左箱體、上箱體和下箱體。用左、右箱體與上、下箱體是不相聯的，上、下箱體用螺栓聯接懸掛在輸出大齒輪的轂上，他們之間裝配有滾針軸承，可以相對運動。兩個小齒輪和蝸桿分別安裝在左、右箱體的軸承孔內兩個蝸輪直接懸掛在兩個小齒輪的軸承箱上。左、右蝸輪副帶動各自的小齒輪按同一方向旋轉，驅動安裝在燒結機星輪軸上的大齒輪。左、右箱體的下面是轉炬平衡裝置，中間用連桿連接，用以平衡左右小齒輪圓周力生產 的轉矩。轉矩平衡裝置由曲柄、扭力桿和軸承座組成。來自兩連桿的力的力構成轉矩，使扭力桿受扭。通過扭力桿的扭轉變形，還可以測定輸出轉矩和實現過載保護。兩軸是軸承座用來支承扭力桿的，安裝在地面基礎上。上、下拉桿安裝在左、右箱體的軸承座上，兩根拉桿成對角線布置拉桿的兩端裝有球面軸承，上拉桿一端還裝有碟型彈簧，用拉桿通過左、右箱體的下面配置偶拉壓桿，用以平衡左、右箱體的載荷。
2.2技術參數：
兩臺360m2燒結機按年產紹介礦836萬噸，作業率94%，利用系數為1.40t/（m2.h）考慮，其傳動裝置的技術的參數如下：
1)原料給料量：1 260t/h.
2)驅動裝置輸出扭矩：（正常）700kN.m，（Z大）1100kN.m。
3）主電機：型號：YVPEJ280M-6額定功率55kW,額定電壓 AC.380V，額定轉速980r/min調速范圍326~980r/min
4）驅動裝置總速比：2365.27。
5）柔性傳動：采用平面二次包絡蝸桿+大小齒輪傳動，速比266，Z大輸出扭矩1 1000Kn.m。
6）輔助減速機器：ZLF480-8.89平行軸硬齒面減速器，Z大輸出扭矩5 350N.m。
7）定扭矩聯軸器：型號TLQ75X142/75X127,設定扭矩為400Nm，扭矩調節范圍200~900N.m。
8）總重量：41.220kg。
三、安裝技術要領
3.1 柔性傳動裝置的安裝順序
基礎檢查、驗收---大齒輪脹套安裝---扭力桿安裝---齒輪箱（左右）---拉桿同箱體連接---中心高度調整---萬向連軸器---滾道滾動間隙調整---拉壓桿扭臂連接---支承---輔助減速器---平衡裝置安裝----中間罩、密封等---檢查、潤滑。
在此，重點介紹大齒輪及脹套安裝，扭力桿裝置，左、右箱體、拉桿裝置等安裝技術要領。
3.2大齒輪及脹套的安裝
柔性傳動大齒輪裝配式結構，齒圈為合金鋼段件，輪轂為合金鋼鑄件。大齒輪及脹套的安裝程序如下：
1）將主動鏈輪主軸伸出端與大齒輪內孔用細砂布和棉紗清理干凈，檢查其各部尺寸，確認無誤后用汽油或四氯化碳進行清洗。
2）將內測透蓋（滾針軸承）、定矩在套裝在主軸上，將大齒輪吊起，緩慢安裝在主軸端（大齒輪軸前端與主軸為間隙配合），再通過螺旋千斤頂將大齒輪正確安裝到位（大齒輪就位過程中要注意保持同軸之間的間隙）。
3）脹套安裝將大齒輪與主軸脹套處再次清洗，每道脹套在手工預緊后，用用定扭矩扳手分四次按不同的設定值進行緊固。道帳套裝入，預緊后用定扭矩扳手（設定值330N）將內六角螺栓一一緊固（每對螺栓需對稱緊固），同時要用百分表檢測主軸面與大齒輪內孔面的距離是否相等（360o圓周面上都要檢測記錄），如有誤差隨時調整。
次所有螺栓全部按330N緊固后，再將定扭矩扳手限位在600N進行第二次緊固，測量記錄，依此類推。第三次緊固設定值為950N，第四次緊固（設定值1 050 N）為Z后復查。第二、第三第四道脹套緊固的順序、與道脹套完全一樣（因四套的安裝深度不同長度的加力桿）。全部緊固完畢后檢查，如沒有問題將大齒輪蓋裝上，緊固螺栓即可。
3.3 扭力桿的安裝
扭力桿為柔性傳動的關鍵部件，采用優質彈簧鋼段造后進行熱處理，具有一定的扭轉剛度，又有一定的韌性。其安裝順序如下：
1）以大齒輪軸總共心為基準，確定扭力桿軸承座的標高，極限偏差為+0.5mm
2）扭力桿中心位置縱橫方向的極限偏差為+0.5mm
3）扭力桿找正后，在其中間位置檢查水平應小于0.5/1000。
3.4 左、右箱體裝配
1）將大齒輪下方預先放置大齒輪的下罩。
2）將拉壓桿（一）（二）與左、右箱體連接。
3）將左、右齒輪箱體吊裝就位，制作低架臨時支撐，在箱體底面加楔塊調整
4）拆去左、右箱體上小齒輪軸端的壓蓋，用測量儀檢測大齒輪軸三個中心是否在同一水平線上，其極限偏差為+0.5mm；超差時，通過增加或減少楔塊來調整左、右箱體的中心高度，合格后，將楔塊同臨時支架點焊固定。
3.5拉桿裝置安裝
兩齒軸與大齒輪嚙合的好壞，與調整拉桿有很大關系。兩齒軸與大赤露嚙合主要靠定矩環來控制，蝶簧起調整作用，以保證水平拉桿夾緊力均勻，Z終保證大小齒輪之間兩側滾道的均勻接觸和齒面處于正確嚙合狀態。標準是大小齒輪滾道在0~0.30mm的范圍內活動，調整后拉桿受力30 300N。
拉桿安裝的技術要點如下：
1）清洗各零件，尤其是對半球體和球面襯要 洗干凈。
2）將拉桿裝入左、右齒輪箱體的拉桿座中。蝶簧和定矩環（蝶簧側）先不裝入（有蝶簧的拉桿為上拉桿）。
3）安裝密封圈、定環圈、球面襯套、半球體。注意：球面襯套上的油孔要與拉桿座的對準，半球體裝入時，要適量涂抹潤滑脂。
4）將螺母擰緊到靠近半球體，露出拉桿上的銷孔。
5）調整滾輪與滾道之間間隙：在一側滾輪與滾道之間放置兩塊0.5X35X250的墊片同時緊固上、下兩根拉桿一側，使兩塊墊片稍為夾緊，用厚度為0.5mm塞尺檢查，以不通過為合格。
6）測量上、下拉桿一側端部與螺母之間尺寸，做好記錄。
7）卸下拉桿端部螺母，取出半球體和球面襯套，裝入定矩環和蝶形彈簧后在恢復原狀，并按記錄下的數據將卸下的螺母安裝到位。
8）對準銷孔裝入開口銷及其他零部件。
9）松開左、右齒輪箱體臨時支架上楔塊和吊具；由于齒輪嚙合間隙的存在，兩齒輪箱會稍有下降，需用測量儀器復查三中新的安裝精度。
10 盤動蝸桿軸，取出預先放置在滾輪和滾道件的墊片。
3.7其他零部件的安裝
1）支承桿：松開鎖緊螺母，調節好總長度和彈簧的壓縮量。
2）平衡裝置：檢查開關位置；盤動減速器的高速軸，檢驗其是否靈活無卡阻。
3）大齒輪罩：罩與齒輪箱體結合處安裝密封時，用環氧樹脂或EF—I型膠結劑將密封墊粘在罩的一面，上、下罩之間涂適量密封膏，再用螺栓連接緊固。
4）全面檢查所有緊固件，各干油潤滑點注入規定的潤滑油。
四、出現的問題及應用的效果
4.1安裝中出現的問題
1） 臺柔性傳動裝置的大齒輪在就位過程中與主軸發生輕微偏斜，造成大齒輪進退兩難，經過校正，主軸非裝配面還是形成了一些“擦傷”。在第二臺柔性傳動裝置大齒輪的安裝時，吸取經驗教訓，克服急噪情緒，注意保持大齒輪同主軸之間的間隙，隨時測量，隨時校正避免了同類事故的發生。
2） 第二臺傳動裝置在試運行時，左、右小齒輪發生偏移，造成兩承桿上部各偏移3mm、5mm，扭力桿的中心線偏移3mm。經現場測量分析，發生偏移的原因是：與大齒輪嚙合的兩小出輪軸的軸肩定距套的倒角經過重新加工后，故障的到消除。得到的經驗教訓是；不能忽視設備監制力度，減少安裝、使用過程中個返工。
4.2應用效果
由于精心組織施工，關鍵部件的技術參數經過了充分的論證、現場測量和修正，嚴格控制了安裝過程的精確度馬鋼兩臺360m2 燒結機柔性傳動裝置在連續試生產過程中運行平穩。（來源：燒結球團；作者：程建國 嚴啟）