眾所周知，一(yī)台機器通常由三個部(bù)分組成即動力機 、傳動裝置、工作機 。此外，根據(fù)機器工作需要，可能還有控制系統(tǒng) 、潤滑、照明等輔助系統(tǒng)。機械傳動裝置是指將動力機產(chǎn)生的機械能以機械的方式傳送到工作機構上去的中間裝置。甘蔗壓榨機的傳動裝置一(yī)般採用減速器，其作用是增大電動機的輸(shū)出轉矩，降低轉速 ，以滿足甘蔗壓榨機的使(shǐ)用要求。

與通用減速器相(xiàng)比(bǐ) ，甘蔗壓榨機專用減速器的特點：

1.工作平(píng)均轉矩在31~274t.m之間 ，輸(shū)出轉速為(wéi)6~48r/min，連續運轉 。載荷性(xìng)質為(wéi)強衝擊，最大短(duǎn)時負荷可能比(bǐ)正常負荷大50% ，是典型的低速重載齒輪減速器。

2.工作季節性(xìng)很強 。每年冬春工作120~150天 ，必須完成農民全年生產(chǎn)的甘蔗壓榨任務。

3.減速器的尺寸重量大、造價高 ，生產(chǎn) 、安(ān)裝週期長
，製造難度較大 。

由於以上原因，甘蔗壓榨機減速器必須在長時間滿負荷連續運轉的情況下不會出現重大故(gù)障 。

為(wéi)了滿足減速器高可靠度、低失效概率(lǜ)的要求，我們在設計(jì)製造過程中遵循以下原則：

1.以用戶提供的準確的使(shǐ)用參數(shù)為(wéi)設計(jì)的依據(fù)，進(jìn)行有針對性(xìng)的專項設計(jì)製造。參數(shù)包括(kuò)原動機型號(hào)規格、轉速、功率(lǜ)、轉矩 ，壓榨機的轉速 、轉矩、短(duǎn)時過載大小 、連續運轉的時間 ，車間的環境條件以及(jí)環境的最高最低溫(wēn)度等 。

2.正確選擇傳動型式
。壓榨機減速器類型很多 ，如
：①側傳動圓柱齒輪減速器 ，結構簡單，製造 、維護方便(biàn) ，但重量較大；②雙圓弧齒輪減速器，齒輪加工切齒深度要求高，不允許活(huó)向變位切削 ，裝配誤差要求嚴格，承載能力不夠充分發(fā)揮 ，存在嚴重點蝕斷齒現象 ，失效機率(lǜ)也很高 ，同時，齒輪精度不高，磨齒又困難；③中心傳動功率(lǜ)分流圓柱齒輪減速器，其重量、製造與維護難度 、造價等比(bǐ)較適中 ，具有良好的綜合(hé)性(xìng)能；④三環、二環減速器 ，內外齒輪偏心嚙合(hé) ，同時嚙合(hé)齒數(shù)較多 ，理論上重量較小 ，但其嚙合(hé)處(chù)滑動較大 ，潤滑不充分，運轉不平(píng)穩，軸承承受衝擊負荷，且在製造上難以提高內齒輪的硬度和精度 ，在大型低速重載傳動中我們不採用三環、二環傳動
。此外按齒形和熱(rè)處(chù)理方法(fǎ)不同 ，還有漸開線 、硬齒面和中硬齒面之分 。為(wéi)了達(dá)到良好的性(xìng)能價格比(bǐ) 、便(biàn)於維護保養，我們選擇中心傳動功率(lǜ)分流圓柱齒輪減速器為(wéi)最佳傳動方案，齒輪為(wéi)漸開線齒硬齒面齒輪 ，與雙圓弧齒相(xiàng)比(bǐ)它具有可淬硬
、磨齒的優點 ，精度可達(dá)到6級甚至(zhì)更(gèng)高 ，承載能力高 ，運轉平(píng)穩 。

3.優化齒輪幾何(hé)參數(shù) ，優選齒輪材料(liào) ，採用先進(jìn)的製造工藝，保證(zhèng)足夠的強度裕度 。在設計(jì)過程中我們主要的設計(jì)依據(fù)是德(dé)國(guó)施羅曼—西馬克（SMS）公司的設計(jì)公式 、數(shù)據(fù)和我們積累的經驗(yàn)數(shù)據(fù)。減速器的承載能力和性(xìng)能主要決定於齒輪副 。優化齒輪幾何(hé)參數(shù) ，既包括(kuò)齒輪傳動中心距、模數(shù) 、齒數(shù) 、螺(luó)旋(xuán)角 、齒寬等參數(shù)的搭配組合(hé) ，各級齒輪等強度，也包括(kuò)對強度 、運轉平(píng)穩性(xìng) 、噪聲影響很大的變位系數(shù)、軸向重合(hé)度最佳值的選定。優化
、合(hé)理的幾何(hé)參數(shù)可提高承載能力10%~25%，降低噪聲 2~3分貝。

我們採用高強度低碳合(hé)金鋼（20CrMnMo 、20CrNi₂MoA等）為(wéi)齒輪的材料(liào)，毛坯經鍛造、預先熱(rè)處(chù)理 、探傷後進(jìn)入粗加工，滾齒後進(jìn)行氣體滲碳 、淬火(huǒ) ，齒面硬度56-62HRC ，精加工為(wéi)磨齒 、精度達(dá)到GB10095國(guó)家(jiā)標(biāo)准的6級精度甚至(zhì)更(gèng)高。採用這樣的材料(liào)的工藝加工出的齒輪基(jī)礎極限應力均值δ_Hlim=1500N/mm²、齒根彎曲極限應力均值δ_Flim=450N/ mm² ，比(bǐ)中碳合(hé)金鋼調質滾齒中硬齒面的δ_Hlim=750mm² 、δ_Flim=280mm² ，有大幅度提高。而齒輪的承載能力（以傳遞的轉矩T表(biǎo)示）與δ_Hlim的平(píng)方成正比(bǐ) 。當(dāng)幾何(hé)參數(shù)尺寸相(xiàng)同時，硬齒面減速器比(bǐ)中硬齒面減速器的δ_Hlim翻一(yī)番，承載能力翻兩番 。但必須說明，硬齒面齒輪必須磨齒精加工，確保齒面接觸率(lǜ)沿齒長達(dá)到80%以上，沿齒高達(dá)到70%以上，才能有效發(fā)揮其高承載能力的優勢。

減速器承載能力計(jì)算和安(ān)全度 、失效概率(lǜ)的確定，我們主要按SMS方法(fǎ)選定 ，並(bìng)用GB3480國(guó)家(jiā)標(biāo)准計(jì)算方法(fǎ)校核 。考(kǎo)慮到我國(guó)材質與工藝水平(píng)比(bǐ)德(dé)國(guó)低 ，在計(jì)算中偏安(ān)全取值，一(yī)般將計(jì)算出的承載能力降低20-30%作為(wéi)實(shí)際承載能力 。如用於甘蔗壓榨機減速器的齒輪點面應力，德(dé)國(guó)SMS按它的公式計(jì)算允許δ_H=1150N/mm² 、我們取δ_H≤1000N/mm²，SMS允許δ_H=150 N/mm² 、我們取δ_F≤120N/mm² ，設計(jì)中我們以安(ān)全系數(shù)S_F、S_H大於1.25為(wéi)前提 ，確保失效概率(lǜ)低於1/1000 ，高速級甚至(zhì)低於1/10000 。

4.先進(jìn)可靠的結構設計(jì)是發(fā)揮齒輪傳動性(xìng)能的保障 。結構設計(jì)我們仍採用SMS的數(shù)據(fù)
，機體的壁厚 、軸承座(zuò)的強度剛(gāng)度按輸(shū)出轉矩確定 ，因為(wéi)我們實(shí)際選用的承載能力低於按SMS計(jì)算出的承載能力，所以相(xiàng)對強度剛(gāng)度不低於SMS 。SMS在結構可能時採用軸承偏心套調整齒面接觸率(lǜ) ，我們在多次大型非標(biāo)設計(jì)中的成功應用證(zhèng)明這是一(yī)項行之有效的高速措施 ，我廠已出廠的在制的甘蔗壓榨機減速器均採用了偏心套結構 。齒輪和軸承一(yī)律採用專用齒輪油，循環供油強制潤滑 ，油量、油牌(pái)號(hào)和噴油嘴均按SMS的設計(jì)
。

需要特別說明的是 ：均載機構是中心傳動減速器至(zhì)關重要的環節 。中心傳動減速器在實(shí)際使(shǐ)用中如果沒有採取有效的均載措施，則會造成大齒輪兩邊的小齒輪無法(fǎ)同時帶動大齒輪，先接觸到的齒輪承受200%的載荷 ，造成嚴重的偏載，導致嚴重的齒面損傷甚至(zhì)斷齒。我們參考(kǎo)了德(dé)國(guó)、美(měi)國(guó) 、日(rì)本等國(guó)的多種均載方案 ，採用了兩流負荷均載的辦法(fǎ) ，利用人字齒輪浮動機構，精確計(jì)算浮動工力和靈活(huó)性(xìng) ，採用無鍵聯結，促使(shǐ)兩流工作同步。下面我在圖上給大家(jiā)作一(yī)個簡單介紹
。

……

綜上所述 ，JY系列中心傳動硬齒面減速器是甘蔗壓榨機理想的傳動裝置，我們在設計(jì)和製造上均採取了諸多的先進(jìn)措施 ，確保減速器能在榨糖機獨特的工況下持續滿負荷運轉。

JY系列中心傳動榨糖機減速器有九種規格（最小2×650 、最大2×1400），傳動速比(bǐ)有十(shí)種（最小31.5，最大125），產(chǎn)品已形成系列化 。而我廠又有生產(chǎn)坦克齒輪箱配備(bèi)了精良的設備(bèi) ，擁有一(yī)批經驗(yàn)豐富(fù)的優秀人才 ，因此，本系列減速器從設計(jì)製造技術是成熟的。多年以來 ，我們開發(fā)多種類型的大型重載 、高精度齒輪減速器 ，全部(bù)使(shǐ)用良好，至(zhì)今未見損壞、失效 。如為(wéi)涿神公司生產(chǎn)鑄鋁軋機主傳動裝置（輸(shū)出轉矩達(dá)2×50t·m），為(wéi)上鋼五廠鋼管拉拔機配套的大型減速器（工作轉矩達(dá)123 t·m），均在長期滿負荷工作的情況下 ，使(shǐ)用了近10年 ，完好無損 ，仍在使(shǐ)用 。

針對糖廠用戶的不同需求，我廠開發(fā)中心傳動硬齒面減速器的同時
，還致力於多出軸減速器等多種產(chǎn)品的研(yán)究開發(fā) ，為(wéi)用戶提供更(gèng)全面的服務 。

任何(hé)機械設備(bèi)在連續滿負荷運轉的情況下 ，要想達(dá)到預期壽命（一(yī)般按每天工作8小時 ，工作10年），都需用戶精心的維護與監(jiān)管 。例如 ：及(jí)時加油潤滑 、更(gèng)換(huàn)潤滑油和易損件 、排除小故(gù)障、嚴格遵守操(cāo)作規程等。從圖上大家(jiā)可以看出，對著(zhe)各個齒輪副嚙合(hé)的位置我們都設置了觀察窗或視孔蓋(gài)，工作過程中很容易觀察到齒輪的嚙合(hé)情況。從結構上看 ，安(ān)裝、拆卸、維修都較方便(biàn)，也便(biàn)於使(shǐ)用過程中的維護 、保養 。希望我們供需雙方密切合(hé)作 ，讓中心傳動硬齒面減速器作為(wéi)榨糖機傳動家(jiā)族新(xīn)的成員 ，為(wéi)我國(guó)榨糖工業的發(fā)展作出更(gèng)多的貢獻。

為(wéi)進(jìn)一(yī)步優化傳動結構 、降低能耗，我廠正在研(yán)究開發(fā)新(xīn)的一(yī)代產(chǎn)品組合(hé)式行星減速器。

                  巢湖市眾鑫機械設備(bèi)有限公司技術部(bù)編寫

2012年12月(yuè)12日(rì)