球磨机-(2)球磨机构造及主要零部件-2

    磨机的支承装置要承受整个回转部分、研磨体和物料在运动过程中或静止状态时的载荷。磨机的轴承是决定安全生产、维护简便和节省能量的主要部分之一。

磨机支承装置的工作特点：一是所承受的载荷重，并且具有一定的振动；二是中空轴的转速低，一般中空轴的线速度在1m/s左右；三是磨机的工作环境恶劣，灰尘大。因此，在设计磨机支承装置时，不但要考虑到磨机能够连续运转，设法降低中空轴与球面瓦之间由于摩擦而生的功耗，还要防止灰尘进入其中。

    磨机的支承装置可分为下述形式：

    主轴承支承、滑履支承和托轮支承。一般磨机主轴承支承有滚动轴承和滑动轴承两种。

滚动轴承应用于小型磨机上是可以的，而大型磨机不采用滚动轴承的原因是其单件加工费用高，与轴承配合部分加工精度要求也高，滚动轴承的安装维修较困难，并且滚动轴承的使用寿命有限，且要求有过滤和冷却用的循环供油系统。因此，一般较大磨机不采用这=轴承而采用滑动轴承。

磨机的滑动轴承，按其结构形式，可分为带中空轴颈的主轴承和滑履轴承两种。

（1） 主轴承

    磨机主轴承承担整个磨机回转部分的重量。一般由轴瓦、轴承底座、轴承盖、润滑及冷却系统组成。

① 磨机主轴承的结构特点

一是主轴承尺寸大、重量重、承受重载。磨机是以空心轴支承于主轴承上，由于物料是由空心轴内出入磨机，所以空心轴的外径和主轴承轴瓦直径都比较大。二是采用自位调心球面轴承，以保证磨机的直线度。又可分为把自动调心的球面置于壳体之外（如图7.54所示）且球面为180°和把球面置于壳体之内（如图7.55所示）且球面为120°两种形式。三是主轴承只有下瓦而无上瓦，由于磨机回转时，作用力的合力方向近似垂直向下，因此,主轴承只有下轴瓦。四是主轴承的球面瓦为双金属结构，球面瓦体为铸铁材料，而瓦衬为巴氏合金。五是轴瓦设置有循环冷却水系统。

图7.55 球磨机的主轴承

1—轴承盖;2—刮油板;3—压板;4—视孔;5—温度计;6—轴承座;7—球面瓦;8—油位孔

② 主轴承的结构（如图7.55所示）

    主轴承是由轴瓦、轴承底座、轴承盖、润滑和冷却系统所组成。轴瓦底面呈球面形，装在轴承底座的凹球面上。瓦衬一般多用铅基和锡基轴承合金（巴氏合金）浇注而成。

    主轴承分固定式（图7.55）和活动式（图23）两种形式。活动式主轴承只适用于磨机进料端。

    图7.55所示为球磨机的主轴承。轴承座6用螺栓固定在两端基础上，球面瓦7底面呈球面形。球面瓦装在轴承座6的凹球面上。瓦衬为铅基或锡基巴氏合金制成。轴承座上装有用钢板焊成的轴承盖1，其上设有观察孔，观察供油及轴、轴瓦的运动情况。为了测量轴瓦温度，还装有温度计5，以防轴瓦温度升高超过允许值。中空轴与轴承盖、轴承座之间的缝隙均用压板3毡垫压紧密封，以防进油和漏料。为了防止球面瓦从轴承座内滑出，用两个定位螺钉和压板来控制，在安装时，定位压板与球面瓦间隙一般在2~4mm。刮油板2是为了把中空轴上的油刮下，防止流到外面，对环境卫生有利。

内球面与外球面主轴承比较：

    金属用量方面外球面的较省；轴承密封外球面较优，因为轴承两侧的密封圈有可能随调心球面瓦一起自动调整，减小缝隙。但这种外球面轴承储油量较少，有时需要另设计外油池或油箱，i系统复杂化。外球面的球瓦比较形大体重，因而在机械加工和浇注轴承衬时比较复杂。

③ 主轴承的润滑

    主轴承工作时必须装有可靠的润滑装置。大型磨机多采用油泵进行强制循环润滑；小型磨机可以用油圈带油或油勺润滑，但润滑效果较差，润滑油得不到过滤。

    主轴承润滑可采用动压和动静压两种方式。

    动压润滑有油泵供油和油圈带油等几种形式。油泵供油如7.55所示，润滑油从进油管进入轴承内，把油喷射到中空轴上，然后带入轴瓦，轴承座内的润滑油从回油管流回，经过滤、冷却等装置组成闭路循环供油系统，润滑效果良好，油位孔8供检查油箱中的油量之用。由于磨机转速低，所以动压润滑形成的油膜很薄，达不到液体摩擦润滑，而是半液体摩擦润滑，为了完全可靠还装有备用油圈。中小型磨机常采用油圈带油润滑，如图23所示，由油圈9把油带起，经刮油杆8，将油分在中空轴和轴瓦衬的表面上，润滑冷却效果比油泵供油系统稍差，且润滑油得不到过滤，但结构简单。

图7.56 静压腔结构

(a) 圆形结构；(b) 矩形结1

动压润滑轴承主要存在两个问题：一是磨机启动时，由于油膜消失，轴颈与轴瓦之间的摩擦阻力矩增大，导致磨机的启动负荷过大，往往擦伤轴瓦表面。过大的启动负荷对电机、减速机等传动件不利。二是当磨机停止运转时，轴颈由于冷却收缩，在油膜消失的情况下，往往擦伤轴瓦表面。为解决上述问题，在磨机启动前，用高压油泵从轴瓦底部供油，将轴浮起，然后启动磨机。另外，在停磨时向轴承内供高压油，将轴浮起，使轴在轴瓦内自由收缩，直到冷却为止，以保护轴瓦不被擦伤。

图7.57 静压供油系统

1—过滤器；2—径向柱塞泵；3—调压阀；4—单向阀；5—压力表；6—磨机主轴承

    动静压轴承的静压油腔的结构形状有两种：一种是圆形结构，如图7.56(a)所示；另一种是矩形结构，如图7.56(b)所示。用于油浮升的磨机静压轴承多采用中央单腔式，对于磨机狭窄型的轴承，矩形油腔较为合理，因为矩形油腔中的润滑油沿轴向泄漏的途径比圆形油腔长，有利于轴承静压承载的形成，同时矩形油腔也便于加工。油腔宽度与轴瓦宽度之比为lL=19~120，油腔包角α为16°~20°，油腔深度以3~4mm为宜。

    主轴承静压供油系统如图7.57所示。由于干法磨粉尘较大，必须单独设置油箱，加强对润滑油的过滤。同时油箱内应设置电热器，以保证润滑油粘度在适当范围内。在系统中应增设压力控制信号装置，当系统中的压力超过或低于规定值时，应发出信号，同时油泵与电机开关联锁，只有油泵启动后，才能开动电机。

④ 主轴承的冷却

    磨机主轴承工作时，由于磨内热物料及热气体（烘干兼粉磨）不断向轴承传热，以及轴颈与轴衬接触表面因摩擦产生热量，虽然轴承表面同时也向周围空间散发热量，但不足以抵消前者，如不及时排除，热量的积累导致轴承温度升高，破坏润滑作用，主轴承的轴承衬允许温度小于70℃，如果轴承温度超过此值，将会发生烧瓦现象，影响磨机正常运转。因此，必须排走热量，降低温度，一般常用水冷却方法，有直接引水入轴瓦内保或间接用水冷却润滑油，或两种方法同时使用。

    直接引水入轴瓦内部效果明显，且有两种形式：一种是通过铸在球面瓦瓦体内的蛇形管冷却水道来冷却轴瓦的，如图7.58所示；另一种是循环冷却水(如图7.55)，经球面瓦7中的铸孔鄙咝喂艿溃├淙粗嵬叩模冷却水由入水管接头进入，水通过蛇形管道后由出水管接头排出。

图7.58 蛇形管冷却水道

    有的主轴承还把蛇形管浇注在巴氏合金的燕尾槽中，这样可使蛇形管离巴氏合金的表面较近，冷却效果较好，并简化了轴瓦的铸造工艺，但在浇注巴氏合金时不太方便。

⑤ 主轴承的要求

    磨机主轴承是一个重要的部件，设计时应充分考虑如何减少发热，降低摩擦损耗。轴承发热的主要原因是筒体内的温度经空心轴传给轴承衬，或者由于冷却润滑装置失灵以及轴承密封不好使灰尘和磨蚀物料进入；有时由于中空轴凸肩与轴瓦一个端面之间产生摩擦，其原因是由于磨机工作时发热，导致筒体伸长造成的。为避免后一种情况产生，在设计中空轴时将两端中空轴的凸肩距离作成不等的，其中一端中空轴轴颈宽度等兄嵬呖矶龋另一端中空轴的轴颈宽度稍大于轴瓦的宽度。这样，当筒体热伸长后，中空轴颈的凸肩不致碰触轴瓦。

    磨机主轴承的工作特点是载荷重，转速低，工作时要发热。因此，在零部件设计时要保证以下技术要求：

A倍灾岢凶的技术要求

a敝件在进行机械加工前，应进行消除内应力的热处理，或者“时效处理”，目的是防止加工后产生变形；

b敝岢凶的球心与轴承中心的不同心度不大y0.5mm，这样便于测量和安装；

c被械加工后，对球面瓦冷却水通道进行大于0.4MPa的水压试验，在此压力下连续试验时间为2h，不应有渗漏现象；

d敝岢凶两个通过中空轴的侧孔，应与轴承盖一起联合加工，侧孔直径应比中空轴颈大15~20mm，以免在轴承衬磨损时引起中心的偏移，而磨坏中空轴。

B倍灾岢械鬃的技术要求

    轴承底座（底板）既是轴承的支承又是轴承安装时找正的基准。底座佑泻芎玫母招院臀振性。从这点出发，铸铁件有很大的优点。但是当单件小批量生产时，铸件比起焊接件成本要高些。以前多用铸件，近来用型钢焊接的愈来愈多。

    为了安装时方便，铸铁轴承底座的上下表面都需进行机械加工。尤其是装有钢辊（活动式主轴承），其粗糙度不低于，便于钢辊在其上自由滚动。

C鼻蛎嫱

    球面瓦是主轴承直接与中空轴颈接触零件，即是主轴承直接承受载荷的零件。对主轴承来说，球面瓦是一个重要而又容易损坏的零件。因此，球面瓦本体的材料应不低于GB9439—88中的HT200，对于大型磨机用ZG270~500铸钢制造。

a苯峁辜爸饕尺寸球面瓦底面是一个与轴承中心同心的部分球体，它在轴承座的球窝里（凹球面里）可以自由转动，使峭叩某醒姑婢匀地承受载荷。球面瓦的结构及主要尺寸（见图7.59）按下述原则确定：

图7.59 球面瓦的结构及其主要尺寸

    作用在轴承上的外力是固定的，因此，球面瓦的承压角基本上固定在75°~90°之间。为此，我国近年来所设计的球面瓦的承压角都是100°~120°的。

    球面瓦的直径和宽度与磨机的用途有关，对于烘干兼粉磨的煤磨或原料磨，中空轴内要在喂料的同时通过一定体积的热风。为了减小通风阻力，中空轴一般都设计成直径大而宽度窄，具体尺寸与通过的热风量多少有关。对水泥磨和湿法原料磨，一般=根据喂料量的大小来决定中空轴的直径，当直径确定后，再根据比压来确定球面瓦的宽度。一般烘干兼粉磨的磨机的宽度径比为L/d=0.25~0.35，水泥磨和原料磨的宽径比L/d=0.35~0.55。

b鼻蛎嫱叩耐叱牟牧锨蛎嫱叩墓丶部件是瓦衬，它是直接与=空轴轴颈接触的部件。即使是在液体摩擦状态下工作的轴承，在长期停磨后再启动磨机，如不是静压主轴承，则不可避免地产生轴颈与球面瓦瓦面的直接接触，即金属接触。因此，在选用瓦衬材料时要慎重。现在大多数磨机主轴承在轴瓦上（球面瓦）浇注轴承合金（即铅基和锡基巴氏合金=，这种合金的优越性，如顺应性、嵌藏性好，很易与轴颈跑合，抗胶合能力也较强，但弱点是机械强度低并且与钢铁的贴附性差，合金瓦的制造加工困难。浇注合金前，在球面瓦的凹球面开纵、横燕尾槽，目的使巴氏合金与瓦体贴合牢固，防止脱壳。浇注后，需进行精细刮研。在中小型磨=上也有用塑料做瓦衬的。

（2）滑履支承

    磨机的两端或一端不用通常的主轴承支承，而是采用滑履支承。如图7.60所示，一端是主轴承支承，而另一=是滑履支承的混合支承装置示意图。

图7.60 混合支承装=

1—静压润滑装置；2—进料装置；3—滑履支承装置；4—筒体；

5—大齿轮；6—动压滑动主轴承；7—出料管；8—传动轴

    国外早已在磨机上采用。我国江南水泥厂湿法生料磨机已在进料端采用该支承方式。由于磨机向大型化发展，其轴承负荷也愈来愈大，另外烘干兼粉磨的磨机，其进料口要大，而且热气流温度又高，主轴承就不适应，这样，采用滑履支承较为合适。

    滑履轴承的磨机是通过固装在磨机筒体上的轮带支承在滑履上运转，如图7.61所示。

    图7.61是轮带放在具有三个履瓦的滑履支承装置上的示意图。

    图7.62是轮带放在具有两个履瓦的滑履支承装置上的示意图。

图7.61 三履瓦的滑履支承装置 7.62 两履瓦的滑履支承装置

1—滚圈；2—滚圈罩；3—履瓦；4—滚圈罩支座图

    滑履轴承的结构如图7.63所示，表面浇铸轴承合金的钢制履瓦2坐在带有凸球面的支块3上，两者之间用圆柱销定位，凸球面支块又置于凹球面支块4之中，而凹球面支块又放在滑履支座的底座5上，两者之间也是通过圆柱销定位。

图7.63 滑履支承装置的结构图

1—轮带；2—履瓦；3—凸球面支块；4—凹球面支块；5—底座；

6—托轮；7—高压输油管；8—高压油泵；9—轮带罩

    滑履支座的底座5的下边放置两个能沿磨机轴向自由滚动的托轮6，托轮安装在轮带罩的底座上。

    轮带罩除了起到防灰尘进到其中将润滑油弄脏外，轮带罩的下座还起油箱的作用。整个保护罩放在焊接结构的底座上，而底座通过地脚螺栓固定在混凝土基础上。

    轮带罩和轮带之间的密封结构如图7.64和图7.65所示，环形的毛毡圈1被压板2压在轮带罩上，并由拉伸弹簧3将其紧紧地压在工字形轮带的法兰上，进而起到密封的作用。

图7.64 轮带剖面图

图7.65滑瓦侧视图

1—环形的毛毡圈；2—压板;3—拉伸弹簧

滑履支座的每个滑瓦都能自动调心，它是靠球形瓦来完成的。这样就可以弥补由于轮带安装误差所造成的轮带与履瓦的接触不良。

    滑履轴承目前普遍采用的是动静压润滑。这种滑履上只有一个油囊，当磨机启动、停止和慢速运转时，高压油泵8将具鲆欢ㄑ沽Φ难沽τ屯ü高压输油管7送到每个滑瓦的静压油囊中，浮升抬起轮带，使轴承处于静压润滑状态,而在磨机正常运转时,高压油泵停止供油,此时润滑是靠轮带浸在润滑油中,轮带上的润滑油被带入瓦内，实现动压润滑。由于轮带的圆周速度较大，其“间隙泵”的作用也大，且滑履能在球座上自由摆动，自动调整间隙，故润滑效果也较好。

    磨机在正常运转过程中，向滑瓦供油的方式有两种：一种是通过低压油泵向滑瓦进口处喷油；另一种是将滑瓦浸在油中。

滑履轴承的艿悖

① 支承磨机轮带的滑履可以有两个、三个或四个，因此其结构不仅完全适用于中小型磨机，而且不受规格限制，还可以在特大型磨机上采用。

② 采用滑履支承结构，可取消大型磨机上易于损坏的磨头馨括中空轴）和主轴承，运转比较安全，并可以缩短磨机的长度，尤其是磨机的进料端很明显地缩短了很多，减少占地面积。

③ 对于烘干兼粉磨的磨机，由于取消了中空轴，进料口的断面积不受中空轴的约束，因此，可以更合理地设计进料口，有苡诜勰ノ锪虾腿绕流通过，并减少通风阻力。

④ 因为磨机两端支承间距缩短，所以磨筒体的弯矩和应力相应地减小了，因此，磨筒体钢板厚度可以减薄。尤其是烘干兼粉磨的磨机，烘干仓的筒体可以选用更薄的钢板，减轻了磨机的重量。

⑤ 轮带的线速度比中空轴颈高得多，对于润滑油膜的形成比较有利。

滑履轴承由于对轮带和履瓦的加工精度和粗糙度要求较严，因而比用主轴承支承磨机的成本高。滑履轴承的结构和维护比较复杂，一旦系统中某个环节出现故障，要求及时发现和修复，否则将影响整个磨机的正常运转，因此，要求装设相应监测和自控仪表。

    磨机进料装置是磨机整体中的一个组成部分。物料和水（湿法磨）或气体（干法磨）通过进料装置进入磨内。根据工艺要求，磨机的进料装置有：截头圆锥溜管、螺旋叶片、加料螺旋和勺轮等几种形式。

(1) 截头圆锥溜管进料（图7.66所示）

图7.66 截头圆锥漏斗进料端

1—加料溜子；2—锥形漏斗；3—刮油板；4—肋板；5—钢环；

6—轴瓦；7—油圈；8—支座；9—密封

    物料经铸铁加料溜子1进入磨内，溜子支承在支座8上，物料从溜子进入锥形漏斗2，漏斗嵌入轴颈内腔。漏斗有较大的中心角，以保证加料充足，进入漏斗的物料能迅速沿轴线向筒体内移动，钢环5起磨头衬板的作用，以保护磨头不受物料和研磨体的冲刷磨损。肋板4起加强磨头刚度的作用，同时也是环5的支架，钢环5用螺栓与磨头连接

    采用这种结构简单的进料装置，在设计截头圆锥时，要使溜管（即漏斗）的倾角必须大于物料的休止角（见表7.7），才能保证物料的畅通。

    此种结构简单，但喂料量较小，适用于中空轴颈较大而长度较短的情况。

(2) 利用螺旋叶片进料（图7.67所示）

图7.67螺旋叶片进料端

1—进料漏斗；2—装料接管；3—套筒；4，5—螺旋叶片；

6—隔板；7—毛毡密封圈

    物料由进料口1进入装料接管2内，接管由钢板制成，内装有螺旋叶片5和隔板6，接管用螺钉固定到空心轴颈的端部，并随之一起旋转，空心轴颈内装有套筒3，套筒的里面焊有螺旋叶片4。当接管和套筒随磨机旋转时，由进料口进入接管中的物 ，在螺旋叶片5的推动下进入隔板6中，并由隔板带起流入套筒中，进入套筒中的物料在螺旋叶片4的作用下被推入磨体中。

    在加料溜子与接管之间，装有毛毡密封圈7以防止漏料。

图7.68 勺轮加锥形衬套装置

1—进料漏斗；2—勺轮；3—锥形套；4—中空轴

    此种装置中，接管2和隔板6也属于勺轮形式的一种。

(3) 勺轮进料（图7.68所示）

    勺轮进料采用铸造勺轮加锥形衬套式。物料由进料溜管进入勺轮后，由勺轮轮叶提升进而转由中心卸下，流入中空轴内的锥形衬套中，然后被输送入磨。

    这种结构形式，由于提高了喂料高度，在锥形衬套内可以使物料有较大的落差，从而使喂料量加大。同时，由于使用了铸件，可增加耐磨性。另外，利用铸造锥形衬套的锥角使物料流入磨内，从而避免了由于螺旋叶片强制推动物料而产生的磨损。但是，前面有一个喂料勺轮，增加了通风阻力，这对于要求风量较大，尤其是通热风的磨机，将是不利的因素。

勺轮喂料能力可按下式进行计算：

Q=60nzρq (7.91)

式中:Q——勺轮喂料能力,t/h；

n——磨机转速，r/min;

z——.轮中轮叶数目，个；

ρ——物料密度，t/m3；

q——一个勺轮轮叶所能提升的物料体积，m3。

加料螺旋进料装置在新设计的磨机上很少用，只在旧磨机上能够见到。

    对于尾卸式（中心卸料）磨机，其卸料方式与进料方式类似，除了在进料装置中为一进料漏斗，而在出料装置中为一出料罩外（如图7.69所示），磨机中空轴的结<大体相同。

（1） 中心传动中心卸料（图7.70）

    它的卸料篦子1用螺栓5与磨头2连接在一起，在卸料篦子和磨头间有叶板4，在叶板中间有卸料锥3。<料由卸料篦子1的孔排出去，被叶板4带起。当物料被带到上部时便从叶板上滑下，经卸料锥3滑到轴颈内的锥形衬套6内，最后流入中间接管（卸料接管）7内，从中间接管上的椭圆孔落到控制筛8上。控制筛8用螺钉固定在中间接管7的法兰盘上，随法兰盘旋转。9为卸料罩，物料成品由罩子底部卸出，落入输送机运走。没有通过筛孔的粗颗粒，沿筛子滑下来从粗料出口10卸出。

图7.69 磨机出料装置

1—传动接管；2—压圈；3—圆筒筛；4—出料罩；5—锥形套；6—滑块；

7—刮板；8—堵板；9—漏斗；10—插板；11—支架；12—十字架

图7.70 中心传动中心卸料装置

1—卸料篦子；2—磨头；3—卸料锥；4—叶板；5—螺栓；

6—锥形衬套；7—中间接管（卸料接管）；8—控制筛；9—卸料罩;10—粗料出口

（2） 边缘传动中心卸料装置（图7.71所示）

图7.71 边缘传动磨机的中心卸料

1—卸料篦子；2—磨头；3—叶片；4—螺旋叶片；5—套筒；

6—螺旋叶片；7—漏斗；8—控l筛；9—机罩；10—通风管道

卸料篦子1和磨头2间有叶片3，在篦子的中部装有螺旋叶片4，叶片3能将物料带起并撒在螺旋叶片4上。通过螺旋叶片4和装在套筒5里的螺旋叶片6使物料顺畅地从轴颈中卸出。7为漏斗，用螺钉固定在轴颈的端面上，物料l着漏斗落到控制筛8上，9为机罩，10为通风管道，它与排风机和收尘系统相连接。

    水泥厂中应用最广的粉磨设备就是管磨机、球磨机和棒球磨机。水泥厂中粉磨设备的用电量约占全厂用电量的三分之二，因而素有“电老虎”之称。可见磨机传动装置设计是否正确，制造质量如何，安装、检修和维护的好坏，对磨机的正常运转和电耗都有极大的影响。特别是随着磨机的大型化，它所需要的动力越来越大，就显得更为重要。

    球磨机是一种形大体重、重载、低速、恒转速、有冲击的机械。目前磨机传动的最大功率已达10000kW，对于直径为1.8~5.6m的磨机，它们的工作转速在13~25r/min左右。当电机转速为750r/min时，整个系统的减速比相当于30~58。对于这种大功率、大速比的传g，在技术上必须给予充分重视。由于以上特点，磨机传动的形式是多种的，主要根据磨机的规格大小、加工制造水平、传动效率、使用维护和综合经济指标等精心选择传动系统，因地制宜地确定传动方式。

(1) 磨机的传动形式（如图7.72所示）

    磨机传动主传动齿轮传动边缘传动边缘单传动

边缘双传动

中心传动中心单传动

中心双传动

无齿轮传动无齿轮直接传动环式

悬臂式

直联式

托轮传动

针齿传动

辅助传动

图7.72磨机的传动形式

① 边缘传动

a辈捎酶咚俚缍机的边缘单传动（图7.73）高速电动机3驱动主减速机4，再由小齿轮5带动安装在磨体上的大齿轮6转动，即带动磨体7回转。

图7.73 采用高速电动机的边缘单传动

1—辅助电动机;2—辅助减速机；3—高速电动机；4—主减速机；

5—小齿轮；6—大齿轮；7—磨机筒体

b辈捎玫退偻步电动机的边缘单传动（图7.74）低速同步电动机1，通过离合器2，再由小齿轮3带动安装在磨机筒体5上的大齿轮4使磨机回转。此种形式省去了主减速机，但同步电机的造价高。

图7.74 采用低速同步电动机的边缘单传动

1—低速电动机；2—离合器；3—小齿轮；4—大齿轮；5—磨机筒体

c北咴邓传动在磨机需用功率较大的场合，采用双传动。边缘双传动的布置有：如图7.75所示的高速电动机的边缘双传动；图7.76所示的低速同步电动机的边缘双传动。两种传动形式的优缺点与单传动相同。

图7.75 高速电动机的边缘双传动

1—电动机；2—减速机；3—小齿轮；4—大齿轮；5—磨机筒体

图7.76 低速同步电动机的边缘双传动

1—电动机；2—联轴器；3—小齿轮；4—大齿轮；5—磨机筒体

在双传动中，关键是解决两套传动系统同步，以及如何保证两个主动小齿轮平均分配负荷的问题。

上述三种传动形式，都可以用高转矩电动机，直接连接到减速机或齿轮轴上，也可以用低转矩电动机。同时在电动机与减速机或电动机与小齿轮轴之间使用离合器，使电动机能空载启动。常用的离合器有电磁离合器和空气离合器两种。在我国以电磁离合器为常用。

② 中心传

中心传动是由电动机通过减速机，同时减速机的出轴与磨机中心线应同在一条直线上。中心传动分为单传动（图7.77）和双传动（图7.78）两种形式。

图7.77 中心单传动

1—主电动机；2—联轴器；3—辅助电动机；4—主减速机；5—联轴器；6—磨机筒体

图7.78中心双传动

1—辅助电动机；2—辅助减速机；3—主电动机；4—主减速机；5—磨机筒体在中心传动中，如采用低速电动机，在电动机与减速机之间，必须用离合器连接，否则就要用高转矩电动机。我国中心传动的磨机通常采用高转矩电动机。

③ 磨机传动用减速机

随着磨机大型化淮笮图跛倩研制技术的发展，中心传动被广泛应用于1000~7000kW以上的管磨机传动中。在传动功率和传动比增大的同时，减速机的结构形式也产生了多种类型,如图7.79所示。侧轴式减速机为最古老的形式（图7.79（a）、(b)、(c)），由于传动功率愈来愈大，已有不适应之感，但由于技术要求较低和价格较便宜，所以在1000kW左右的传动中，仍有采用的。目前国内外减速机都采用同轴式（图7.79(d)、(e)、(f)、(g)），这样可使相同条件齿轮的承载能力成倍地提高。

图7.79磨机传动用减速机的各种类型

（a） 单级减速机；(b) 双级侧轴式减速机；(c) 三级侧轴式减速机；(d) 双级同轴式减速机；(e) 三级同轴式减速机；(f) 双入轴双级减速机；(g) 双出轴双级减速机

④ 辅助传动

    磨机在主传动系统中，再接一段减速传动机构，单独以小功率的电动机驱动磨机，使其能以极低的转速（0.1~0.3r/min)或以磨机工作转速的2%的速度回转。这段减速传动装置，就是磨机的辅助传动装置，如图7.73和图7.78中所示。

    辅助传动的作用：使磨机能准确地停在所需要的任何位置上，如装卸研磨体时，便于把磨门对正；安装衬板和隔仓板时，可方便地把磨体转到需要的位置上；保护磨体，减小停磨后的变形。由于筒体上下受热不均匀，而产生热变形弯曲，需每隔15~30min将磨体翻转180°是十分有效的，可避免热弯曲的产生。

（2） 磨机传动装置的布置

① 设置传动装置间

    为了创造传动装置长期安全运转的条件，应将传动机构（包括电动机和减速机）赡セ房隔开，设置传动装置间，使环境较清洁，传动系统的工作安全，并可使用敞开式电动机，同时有利于设备的维护和检修。

    图7.80边缘传动大小齿轮的合理布置② 边缘传动大小齿轮的合理布置

    如图7.80所示，小齿轮的布置角θ是大小齿轮中心连线与水平线的夹角，θ=α+ρ，α角是两齿轮啮合传动的压力角，常用α=20°，ρ角则为两齿轮啮合传动的摩擦角，对于半干摩擦的情况下，取ρ=5°43′，故θ=20°+5°43′=25°43′，常取θ=20°~30°，这时作用在大齿轮上的总合力P则基本上垂直向上，而作用在主动小齿轮上的总合力P′则垂直向下，给传动轴承以向下的压力，减轻了小齿轮轴支承轴承底座上地脚螺栓的载荷。θ=20°~30°，小齿轮位置就向下偏，减小了磨筒体的横向占地面积。在满足上述条件后，还应力求使传动轴承与磨敝髦岢械幕础表面在同一平面上。

对于边缘双传动，这个要求是无论如何也达不到，因为总有一个作用力是向上的。但对于边缘单传动的设计来说，应尽量顾及。

③ 边缘传动大齿圈的结构

    边缘传动大齿圈形大体重，一般都是由两半齿圈组合而成，这样便于拆装。齿圈齿数为偶数，两半齿圈要准确吻合。

    大齿圈的安装方式，普遍采用的是用螺栓将齿圈固定到筒体或端盖法兰上，如图7.81所示。

图7.81边缘传动大齿圈固定方式

(a) 单排螺栓固定；(b) 双排螺栓固定；(c) 用于焊接平端盖磨机

1—大齿圈；2—磨头端盖；3—磨体法兰；4—磨机筒体

图7.81(a)的结构，是用一排螺栓固定磨头端盖、筒体法兰和大齿圈法兰。三者共用一排螺栓，检修大齿圈时拆卸不方便。这种结构适用于中小型磨机。

    图7.81(b) 结构，是用两排螺栓将端盖和齿圈分别固定在筒体法兰盘的同一侧。它加大了齿圈外廓尺寸，这种结构适用于大型磨机。

    图7.81(c)的结构适用于焊接的平端盖磨机。这类连接方式，其结构简单和加工容易，但在运动时，螺钉易松动，破坏连接刚性，从而使传动机构产生振动。但如果定期检查，拧紧螺栓，并采用防松螺帽就能克服上述缺点。

    为了满足安装位置及热变形方面的要求，可采取如下措施：

    图7.82大齿圈法兰上的豁口 大齿圈法兰与筒体（或端盖）法兰间有止口配合，保证对中，在大齿圈法兰上开有豁口，如图7.82所示，以消除热变形的应力。

    筒体或端盖法兰外径与大齿圈法兰直径之间有径向间隙h(图7.81(c))，以允许磨头法兰膨胀。为使大齿圈与筒体纵向中心严格一致，在安装中校正大齿圈外圆的偏差，然后由铰孔螺栓定位。

（3） 磨机边缘传动大小齿轮材料选择及润滑

① 齿轮材料选择

    边缘传动大小齿轮的破坏，主要是由于齿面的磨损及弯曲折断。因此，要求齿轮材质具有足够的强度、较高的耐磨性和良好的加工性。目前大齿圈的材料一般采用ZG270~500、ZG310~570，但在加工前须经正火处理，使硬度降为HB170~200。小齿轮采用35SiMn、45MnB、40Cr等材料，经过调质处理，其硬度可达HB220~250。发展方向是用高强度合金钢代替上述材料。如小齿轮和小齿轮轴用CrNiMo调质钢，经调质后的最大强度为1150MPa，而大齿圈用CrMo调质钢，经调质后的强度为900MPa。

② 齿轮的齿形和齿数

    目前在设计中已开始用变位齿轮，可以改善滑动比，而且提高了承载能力。另外，采用多齿数、小模数的齿轮。推荐用25°啮合角加变位齿形，以改善运转平稳性、减轻<量、降低造价和齿根弯曲应力。

③ 大小齿轮润滑

    大小齿轮的润滑有以下三种形式：

a庇捅门缬腿蠡（稀油集中润滑）稀油集中润滑是由油泵、阀门、油管和喷油嘴等组成，齿轮罩底部兼作油箱使用。由油泵打出的润滑油通过喷油嘴喷洒到两个大小齿轮的啮合处进行润滑。

实践证明，这种润滑方式并不好。这是因为：此种润滑方式，一般都应用齿轮泵供油，而齿轮泵不能供粘度大的润滑油，只能是稀油，稀油不能满足大小齿轮对润滑的要求，易使大小齿轮面出现点蚀现象；其二是齿轮罩密封很难严密，不可避免地进入大量灰尘，加剧了大小齿轮和油泵的磨损；其三是喷油嘴位置不当时，使非啮合面的油量过多，另外，由于稀油密封更为困难，所以一般漏油、渗油比较严重，不焕朔延停而且又脏污磨体、端盖及环境；其四是油泵、油管也易漏油，润滑系统容易发生故障，增加了维修工作量。因为齿轮罩兼作油箱使用，润滑装置只能设在磨体的侧下方，检修十分不便。为此，这种润滑方式很少采用。

b贝蟪萑Υ油润滑（煌7.83所示）这种润滑方式，不需另设任何润滑设备、装置和元件，把大齿轮罩底部当作油池使用，开设一个放油孔，安装一个换油门，再加一个油位指示装置。这是一种最简单、应用最普遍，然而润滑效果最不好的润滑方式。

图7.83大齿圈带油润滑时，轮齿工作齿面无油的示意图大齿圈浸在油池的深度可等于一个齿高，但不小于10mm。通过大齿轮的转动，把润滑油带到齿轮的啮合面上，达到润滑的目的。可实际上,齿轮工作面上沾油很少,甚至无油。这是由于大小齿轮必须向上翻转(使地脚螺栓受向下的作用力),这就使大齿圈的工作面在后、非工作面在前，如图7.83所示。又因大小齿轮的润滑一般都采用粘度较大的润滑油，不易流动，而大齿圈转动又比较快，还没等油流入到工作面上轮齿就已经转出油面，所以实际上齿轮工作面上沾油较少。可是齿轮非工作面上却带上许多油，甩挤得到处都是，脏污磨体、端盖和环鳌

   目前，此种方式应用广泛，但应采取措施解决存在的不足。

    图7.84油轮带油润滑的示意图c庇吐执油润滑油轮带油润滑克服了大齿圈带油润滑的弊病，所以得到了应用。油轮装在齿轮罩的下部，使油轮的下部浸入润滑油中，深度仍为一个或一个半齿高。油轮的上部或侧上部与大齿圈相啮合，被大齿圈所带动回转，润滑油即被油轮涂抹和甩溅到大齿圈的齿面上，达到润滑目的，如图7.84所示。

    油轮带油润滑，虽然比大齿圈带油润滑增加了几个零件，可是它却能使大小齿轮工作面上得到足够的润滑油，基本满足润滑要求。另外，由于油轮浸入油中齿数较少，对油的搅动较轻，带油均匀，所以漏油也不严重。但维护和检修工作量增加一些。

    油轮材质有金属轮和非金属油轮。油轮一般采用大侧隙的齿轮，也可用适当直径的金属管制成。油轮齿数要少于传动小齿轮的齿数，约为小齿轮齿数的60%~70%，目的是减小油轮的直径，并使其转速更高一些。有的采用变位齿轮，目的是为了防止干涉。

    油轮支承在齿轮罩的两侧壁上，用滚动轴承支承较灵活，但也可用滑动轴承支承。

    油轮结构有整体式、分体式和金属管油轮。

    润滑油的选择：根据润滑方式来确定。若用油泵喷油润滑，则用稀油，可用汽缸油11号或24号。如用大齿圈和油轮带油润滑，则采用厚质齿轮油。目前有的采用二硫化钼或石墨基耐高压油脂，属于半干润滑，喷涂在齿轮啮合面上，喷涂一次可以用两个月左右，设备维护简;，也不存在漏油问题，是一种良好的润滑方式。