摘 要：减速器是一种通过联轴器将原动机与工作机连接起来闭式变速传动装置，大部分情况是降低输出端的旋转速度同时增大输出端的转矩，在某些特定的情况下，亦可用它来提升转速降低转矩，此时则称之为增速器。由于减速器的主要作用是改变原动机与执行机构之间的转速和转矩，因此减速器被广泛的应用于机械行业与冶金行业的各个领域中。本课题着重就冶金机械齿轮减速器传动装置的技术要点进行研究。
关键词：冶金机械,齿轮减速器,传动装置
进入新世纪以来，机械产品的设计开始广泛的采用最优化设计方法。特别在齿轮的动态优化设计、稳健性优化设计、齿轮传动的模糊优化设计、遗传算法的可靠性优化设计、齿轮轮系参数优选及可靠性优化设计、齿轮的多目标优化设计、齿轮传动的功率分流动态均衡优化设计等方面，都取得了骄人成绩。这些技术被广泛应用到齿轮减速器的发展中，以此极大提高了齿轮减速器传动装置制造与设计技术的发展。
一、齿轮减速器的选择
冶金机械主要包括了洗选、冶炼、锻轧设备，这些设备普遍具有结构紧凑、便于移动、工作可靠、适应性强的特点。同时，由于冶金机械恶劣的作业环境和特殊的工况，这都决定了这些设备中所选择的齿轮减速器应具备以下载荷特点：
一是近年来冶金设备普遍向着大型化发展，因而要求齿轮减速器具有较高的承载能力,二是载荷变化大，冶金设备中尤其是锻轧机械，其载荷变化剧烈，而且变化频率和峰值没有一定的规律性,三是载荷作用时间长，大多数冶金设备工作时间持续长，经常需要连续性运转，每小时工作持续率高。
二、齒轮减速器的安装方法
（1）实心轴固定式安装。这种安装方式，是将齿轮减速器的输出轴，通过联轴器、链轮、齿轮、带轮等与冶金机械相联接的，并由齿轮减速器底部地脚螺栓，将减速器稳固地安装在结构坚实、无振动的基础上。目前，绝大多数齿轮减速器均可采用这种安装方式。对于大型齿轮减速器，机体地脚上还应加工出螺纹孔，以便利用调整螺栓来调整安装位置,对于变幅机构的齿轮减速器，还应利用销栓进行锁紧，以防止在安装过程中移动。
（2）空心轴单点浮动式安装。这种安装方式，是将齿轮减速器的输出軸作为空心轴，通过胀套与工作机械传动轴联接，而整个驱动装置，包括电动机、联轴器、制动器、减速器等均装在传动装置的支座上，然后用一个球铰或轴承支承着。其安装原理是球铰支承点与传动装置重心偏离一段距离e，在工作状态时，因支承点偏心而引起的弯矩可以与驱动装置负载所引起的弯矩相平衡，因此理论上传动轴不受附加力。
（3）空心轴悬挂式安装。这种安装方式，是将减速器的输出轴与冶金机械轴采用胀套联接，支承由输出轴及另一扭力杆完成。这种安装方式较为简单，节省占地空间，而且能减轻整机重量，适用于从垂直方向传递动力的传动装置。
三、齿轮减速器的润滑与密封方法
（1）润滑方法。润滑效果的好坏，对齿轮减速器的影响非常大。如果润滑条件不好时，会使齿轮减速器的发热量增大，并会导致其承载能力下降。因此，必须正确选用润滑油和油量，以有效保证齿轮减速器传动装置的正常运行，并延长其使用寿命。通常情况下，其润滑方法采用的油池润滑，自然冷却的方式,而对于大功率的齿轮减速器或热功率不够时，可采用压力循环油润滑或加设冷却装置进行冷却。在正常使用条件下，当环境温度为0～35℃，或采用循环油润滑时，推荐选用中负荷工业齿轮油220号,当环境温度为35～50℃时，推存选用中负荷工业齿轮油320号。另外，减速器一般在初次运转400 h后，就应当更换润滑油。
（2）密封方法。①骨架式油封。大多数齿轮减速器中轴的密封，都普遍采用弹性带唇边的密封圈，这种密封方式具有安装方便，使用效果好的特点，且有标准件供应。油封成对使用时，应在两油封之间的空问内注满润滑脂。采用这种方法密封时，要求与油封配合的轴颈表面应进行硬化或镀铬，以保证其硬度不低于30HRC。同时，为保证其表面粗糙度达到Ral0.25～0.63um，在加工时还可采用切入法进行磨削。②组合式密封。该密封方法采用了疏、堵并用的三重密封结构，既不会影响对零件的润滑，又能有效防止泄漏。第一道密封是在注油孔的外侧，装设一材料为铜板或铝板的挡油板3，同时在挡油板里侧适当的位置，钻有直通箱体内部的回油孔，从而基本上保证了大流量润滑油回油的畅通。另外，在第一道密封与第二道密封之间，在箱体内孔的正下方，还钻有第二道回油孔，以保证从小孔隙挤出来的油有流回箱体的通道。第二道密封是采用一组薄钢板（厚度为1～1.2 mm）密封片5，这组密封片由3～5片薄钢板组成。在密封片与端盖下部配合处，再钻一处回油孔，以保证最后残存的润滑油流回箱体内。第三道密封是填料密封条7，采用新型填料——碳素纤维，将其压在轴与端盖之间。这种密封材料自润滑性很好，且耐热、耐腐蚀，使用寿命长，能够很好的为齿轮减速器起到防渗油、防尘的作用。
总之，齿轮减速器传动装置，是由密闭在刚性箱体内的齿轮传动所组成的独立部件，它设置于原动机和工作机之间，用于降低转速和相应地增大转矩。由于齿轮减速器传动装置具有结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护方便等多方面优势，因此在当前冶金机械中的应用非常广泛。本文分析了齿轮减速器的安装方式、润滑方式、齿轮传动设计等各方面的技术要点，以此希望能推动我国冶金机械齿轮减速器传动装置产品的进一步优化与改良。
参考文献
[1]张展.实用机械传动装置设计手册[M].北京：机械工业出版社，2012.
[2]李庆党，戴国洪.基于减速器的装配序列规划方法研究[J].机械设计与制造，2009（31）：47-48.
[3]徐站楠.行星齿轮减速器试验台的设计与研究[D].合肥工业大学，2013.
[4]李辉云.行星齿轮减速器仿真及有限元研究[D].河北工业大学，2013.
（作者单位：河北津西钢铁集团大方重工科技有限公司）
声明：
“冶金机械齿轮减速器传动装置研究” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：孙建平
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