辊压机用行星齿轮减速机扭矩支撑形式

李洪双

辊压机用行星齿轮减速机扭矩支撑形式

李洪双

行星齿轮减速机是辊压机传动中的主要部件，输出扭矩平衡问题是设备运行的关键因素之一。本文总结了目前国内外常用的扭矩支撑形式，对各种形式的结构、使用注意事项以及制作经济性等方面进行了论述。

辊压机；行星齿轮减速机；扭矩支撑

辊压机及挤压粉磨技术在现代水泥厂的粉磨系统中因其节能显著而得到广泛应用。现行辊压机采用行星齿轮减速机，其输入端通过万向联轴器与电机相连，输出端与辊压机辊轴头用胀套联轴器相连。在减速机家族中，行星减速机具有体积小、传动效率高、减速范围广、精度高等诸多优点，作为辊压机的传动部件,减速机支撑形式尤其重要,本文就市场上常见的扭矩支撑形式的结构原理，设计以及使用中需注意的方面作一简述。

行星齿轮减速机安装定位是辊压机主轴,不用基础固定。刚性的悬挂在辊压机主轴上,输出扭矩由扭矩支撑平衡。对这种减速器必须解决扭矩平衡的问题。固定辊的行星齿轮减速机只要能够平衡传递扭矩就可以了，结构和受力会相对简单；浮动辊减速机的扭矩支撑除了承受扭矩外，还需要跟随主轴作水平运动，同时还要承受由于辊缝偏差产生的辊子偏斜角度，这就是浮动辊的工作状况。考虑到对称性，固定辊和浮动辊通常采用相同的扭矩支撑形式。行星齿轮减速机的扭矩支撑形式大体分为以下几种:

（1）单臂扭矩支撑形式的结构原理如图1所示。这种结构比较简单，通过摇杆AB和连杆BC来实现扭矩平衡。当减速器传递力矩，产生一个反力矩T时，支承在基础上的摇杆AB便产生一个反作用力F0将反力矩平衡。这样就会在减速器轴上产生一个与F0大小相等方向相反的力F通过挤压辊轴、轴承和轴承座作用到机架上，使这些零部件的负荷加大，当活动辊发生水平移动时，通过摇杆的摆动可以适应。但减速器带内齿圈的壳体本身也要随之产生一个微小的偏转角。这个偏转角对整个传动装置来说没有影响。也就是说，在活动辊发生水平移动时，靠铰点B处的夹角αB的改变来满足这种要求。AB和BC，BC和基础之间采用关节轴承连接，活动灵活。辊子偏斜产生的角度由关节轴承旋转角度以及扭矩臂旋转角度来承受。

目前比较成熟的图2、图3两种形式，虽然稍有不同，但是结构和原理是相同的。设计时保证扭矩臂尽量长，进而保证浮动辊在水平移动距离和辊子偏斜角度一定的情况下，转角尽量小，关节轴承转角尽量小，来保证减速机的运行稳定。扭矩的平衡力由基础提供，相对于辊压机辊子的相对运动来说，这种扭矩臂的支撑形式对基础的载荷均为压力，对于土建基础和地脚螺栓的工作状况是有益的。

（2）双臂扭矩支撑形式的结构原理如图4所示。它是利用平衡力矩的原理，设计成两个L型的连杆结构来实现的。连杆A1B1和A2B2的两端分别与减速器的出轴端扭矩板的结合处两点A1、A2和扭矩杆的两点B1、B2相铰接，构成一个空间平行四边形机构。

当减速器的反向力矩T产生以后，两个连杆A1B1和A2B2便受两个方向相反的力F作用。因为扭矩杆D1D2的两个支杆B1C1和B2C2与其刚性联接，扭矩杆D1D2便产生微小扭转变形，所以能将扭矩平衡掉（D1D2成为扭矩轴）。当活动辊产生水平位移时，铰接的平行四边形可以水平移动，所产生的微小垂直方向的位移，仍可利用扭矩轴D1D2的转动产生的高差得到补偿。当活动辊产生偏斜时，通过 A1、B1、A2、B2四个位置的关节轴承转动以及A1B1和A2B2两个连杆的摆动来实现辊子偏斜状态下传递平衡扭矩。

图5显示的这种扭矩支撑形式在国内市场上得到了越来越广泛的应用，多家设计单位认可这种结构形式。当浮动辊产生水平移动时，扭矩臂产生转角随着辊子运动，同单臂支撑相同，转角越小越稳定。设计时应该保证两个扭矩臂尽可能的长，但设备规格确定后，两辊之间的距离相对固定。扭矩臂的长度设计时，在位置允许的情况下，保证扭矩臂长度。同时由于设备的扭矩由基础以及地脚螺栓来平衡，减速机对基础的载荷一端为拉力一端为压力，这就对基础的设计、地脚螺栓的选型和安装提出了高的要求。

（3）相互作用的扭力支撑如图6所示，它是利用两台减速器输出扭矩方向相反的特点，用连杆机构将两台减速器的低速出轴壳体法兰联接起来，相互平衡各自的扭矩。当活动辊作水平移动时，通过铰链处K点两连杆的夹角α的改变来满足两个挤压辊中心距的变化。当活动辊发生偏斜时，靠扭矩板的关节轴承转角来实现。

这种结构的扭矩支撑把减速机的输出扭矩相互平衡掉，设计结构很独特，不与基础连接，节省了地脚螺栓和土建基础。但是给安装和使用提出了很高的要求，要求辊压机运行辊缝偏差必须严格控制，避免由于辊缝偏差过大产生的辊子偏斜，以及辊子产生的轴向伸缩造成浮动辊扭矩支撑板与固定辊扭矩支撑板的转角过大而产生振动。图7显示的这种结构扭矩支撑结构简单、紧凑，曾经一度受到追捧，但经过一段时间的实践证明，此种方式固定辊和浮动辊相互产生的振动较大，相互干扰也大。曾经有现场出现过由于连接位置裂开，互相作用的扭矩板失去支撑点，打到另一台减速机上的重大问题，危险性较大。

图8是国外某公司的扭矩支撑，是将单臂支撑和相互作用支撑融合在一起，在固定辊减速机的扭矩支撑端增加一个支撑点，与基础连接，增加了该部分的安全性。但是依然通过夹角α的改变来满足两个挤压辊中心距的变化，相互干扰较大。且要求辊压机来料均衡，辊缝允许偏差较小，浮动辊运行稳定，来保证相互作用的角度和扭矩支撑稳定。但是这种结构加工难度大，加工成本比较高，国内很少采用。

综上所述，辊压机传动用行星齿轮减速机的扭矩支撑形式各不相同，均能满足使用要求。笔者推荐选用单臂和双臂的结构。无论哪种形式，扭矩支撑都是要通过辊压机主机以及系统的设计和辊压机设备的控制来保证两辊子宽度方向来料均匀，实现辊缝两端偏差很小，达到设备稳定。另外关节轴承在扭矩支撑这个结构中起到了关键的作用，尤其是在承受辊子偏斜方面，因此使用和维护中要注意按时加油脂，使关节轴承活动灵活，保证设备运行稳定。

Torque Support Type of Roller Press Planetary Gear Units

LI Hong-shuang,ZHANG Sheng-quan
(Sinoma Technology&Equipment Group Co.,Ltd.Keli Subbranch TianJin 300400)

Planetary gear units is the primary part in roller press drive system.The torque balance is one of the key factors in roller press op⁃eration.In this paper,common torque support at home and abroad are summarized.Several structures,matters needing attention and econo⁃my of processing are discussed.

Roller press;Planetary gear units;Torque support

TQ172.639

A

1001-6171（2012）04-0090-03

通讯地址：中材装备集团有限公司科力分公司，天津 300400；

2012-03-13；

赵 莲