進(jìn)口大型起重機(jī)減速機(jī)國產(chǎn)化試驗(yàn)探討

1現(xiàn)狀天津天鋼集團(tuán)有限公司《下簡稱天鋼由意大利引進(jìn)的化1鑄錠起重機(jī)，是天鋼重點(diǎn)關(guān)鍵設(shè)備之。此設(shè)備機(jī)械傳動(dòng)部件旦有故巧發(fā)生就會(huì)造成人身傷亡，并直接影響生產(chǎn)。到90年代中巧此設(shè)備的減速機(jī)壽命已到后期，存在不支全的隱患，應(yīng)備制減速機(jī)備件，在沒有圖紙資料現(xiàn)狀下，我們進(jìn)行了探討性的技術(shù)攻關(guān)工作。下面W拍H巧速機(jī)副小車主起升設(shè)計(jì)，73H減速機(jī)主小車起升試驗(yàn)為例，進(jìn)行綜合探討。

2設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算工作是本課題的重要環(huán)。在原機(jī)無技術(shù)資料的前提下，五種減速機(jī)進(jìn)朽了設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算，尤其在各齒輪的強(qiáng)度計(jì)算過程中計(jì)算強(qiáng)度不足，又不能變更原安裝外形及內(nèi)部幾何尺寸的條件下，參考了國內(nèi)外有關(guān)資料，等效載荷計(jì)算法進(jìn)行了多次反復(fù)驗(yàn)證篩選，對制造廠家要求個(gè)零件的巧料均做材質(zhì)性能試驗(yàn)，并嚴(yán)格把關(guān)，《保證個(gè)《件的機(jī)械性能達(dá)圖紙要求。

由于強(qiáng)度計(jì)算不足，國內(nèi)無原零件所用的原材質(zhì)，只能選用國內(nèi)材質(zhì)進(jìn)行代換，并對其機(jī)械性能齒面硬度進(jìn)行7調(diào)整，采用較先進(jìn)的滲碳工藝熱處理使齒面硬度扭《：=58上，計(jì)算結(jié)果各級齒輪均在許用安全系數(shù)《上，具體情況見圖1，材質(zhì)代換，各級齒輪計(jì)算結(jié)果。

進(jìn)口材質(zhì)田產(chǎn)化代換6果齒名輪齒處理巧度曲250~：國內(nèi)代換材質(zhì)40rNil輪齒處理巧曲300~：各齒輪強(qiáng)度計(jì)結(jié)果強(qiáng)度安全系數(shù)齒巧彎曲疲勞2.97齒根彎曲疲勞3.故齒面接化疲勞1.826齒面接觸淀勞2.4 2.巧3進(jìn)口巧機(jī)國產(chǎn)化后結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.1城速機(jī)的各輪齒巧面全部采用1.25上的表面粗椎度包括齒根部分這樣可有利于提篼抗彎和接觸能力。

3.2輪齒齒根面角全部采用大單圓弧齒巧，這樣極大地消除了齒根根部的應(yīng)力集中，還可提高輪齒的抗彎能力。

3.3大齒輪選用四種材質(zhì)空腹焊接而成。降低了整機(jī)重量50上，可節(jié)約大量的材料;使四種材質(zhì)得到合理的使用，優(yōu)質(zhì)合金材料用齒田上。由于前兩者的科學(xué)合理選材使得成本陣低。

3.4世輪軸孔處均設(shè)有環(huán)形椎，可使軸與齒輪處改善配合過盈壓力帶來的應(yīng)力集中。

3.5各軸臺(tái)階內(nèi)倒角除軸承安裝處均采用大圓弧倒角超出國內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范，并加工1.25上的表面粗巧度這樣可極大地消除應(yīng)力集中，提高了軸的抗彎強(qiáng)度和傳遞能力。

3.6機(jī)殼全部采用鋼結(jié)構(gòu)焊接，經(jīng)熱處理后加工而成，在保證強(qiáng)度和變形的巧況下有效地降低了重量1/ 3.

3.7所有軸承游隙均采用軸承蓋的相對軸向差精巧控制，次到位不準(zhǔn)加墊，這樣可減少零件數(shù)目和泄漏點(diǎn)。

3.8輸出軸頭選用齒輪花鍵連接，并選用齒面定也，這樣可提巧了傳遞巧度和可靠性。

4免荷試驗(yàn)為保證安全可巧運(yùn)行對其中五種屯臺(tái)中的兩種73H和53H巧速機(jī)進(jìn)行了模擬負(fù)荷試驗(yàn)，并高了齒面接化率。

4.1加栽測試原理負(fù)荷試驗(yàn)中均采用了開式液壓加巧系統(tǒng)。其連接方式如圖2所示。

即用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)臺(tái)減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，在該巧速機(jī)的輸出軸上通過根長連接軸與另臺(tái)減速機(jī)的輸出軸相連并帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，然后在隨之而動(dòng)的這臺(tái)減速機(jī)的個(gè)輸人軸上連接臺(tái)液壓盤形制動(dòng)器。通過這臺(tái)液壓盤形制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力矩的大小來給試車減速機(jī)加上規(guī)定的扭矩負(fù)荷，制動(dòng)器上產(chǎn)生的制動(dòng)動(dòng)力矩是由臺(tái)液壓累來控制，當(dāng)壓力大時(shí)，油壓就壓縮制動(dòng)器的蝶形彈黃使制動(dòng)器間皮與圓盤間的磨擦力減小，反之亦然。為檢測加載力矩的大小和穩(wěn)定性，我們在兩臺(tái)減速機(jī)的輸出軸聯(lián)接軸上貼了兩組應(yīng)變片并安裝了個(gè)集流環(huán)如圖3所示。

宙3扭矩試方框困在圖3中，兩電阻應(yīng)變巧扎和山串聯(lián)后形成了半橋雙背電路，其中1、2、3點(diǎn)經(jīng)集流環(huán)引出分別接到標(biāo)準(zhǔn)的電橋盒接線柱上，構(gòu)成電橋電路。￥015動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀?？谠O(shè)》了針對半橋單壁工作時(shí)的電模擬系統(tǒng)。由于我們采用的是半橋雙臂工作電路即個(gè)電阻片在主拉應(yīng)力方向上，另個(gè)則在主壓應(yīng)力方向上，這樣的電橋電路輸出的電壓比單巧工作的電壓大倍，即機(jī)內(nèi)標(biāo)定的微應(yīng)變￡比實(shí)際所受的微應(yīng)變6大倍。即：6=去6單位戶6根據(jù)電阻應(yīng)變片的恃巧，所在測試用聯(lián)接軸上儻的電阻應(yīng)變片與該軸受扭后的變形是致的。個(gè)電阻應(yīng)變片受拉變大，另個(gè)則受壓變小，1、3兩點(diǎn)的電位則是個(gè)上升，個(gè)下降。這個(gè)變化的電壓經(jīng)過集流環(huán)送進(jìn)￥0―巧動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀，經(jīng)過放大后送進(jìn)56光線示波器，打印記錄在示波紙上，我們從示波紙上就可得到所需的加載扭矩。

所根據(jù)材料力學(xué)原理在測試軸上產(chǎn)生的扭矩式中6―材料的彈性模量kg/2Wn―抗扭我面模量3口泊桑比口6山與了相對的光點(diǎn)位移量心受載后實(shí)際光點(diǎn)的移動(dòng)量將上述參數(shù)取值代人示波紙上的扭矩和光點(diǎn)位移量則有下列關(guān)系;=父心X單位移動(dòng)扭矩kg./從式2中我們根據(jù)光點(diǎn)位移的距離就可很快地確定輸出軸上的加載扭矩，并此巧的扭矩來控制整個(gè)試車過程，保證加載的準(zhǔn)確性。

首先試車的是兩臺(tái)73H減速機(jī)，連接方式如圖2所示。在這種連接方式中，直流電機(jī)接在國產(chǎn)件組裝的減速機(jī)上的抱間軸上，液壓盤形制動(dòng)器接在進(jìn)口件組裝的減速器的抱間軸上。在滿負(fù)荷狀態(tài)下該軸的額定扭矩為121kg.輸出軸扭矩為12000kg.此種聯(lián)接可先試兩臺(tái)731：減速機(jī)，后三級的各巧輪的承載能力，空載試車后檢齒面接觸情況，齒篼50，齒長70.在此期間正向運(yùn)轉(zhuǎn)完成了載荷的100其中運(yùn)轉(zhuǎn)了1011的事故狀態(tài)和120超載試驗(yàn)輸出扭矩為14400kg的負(fù)荷試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)束后又觀察各齒輪齒面接觸情況，可得出經(jīng)過試驗(yàn)期間的跑合各齒輪齒面的接觸情況明顯好4.2負(fù)巧試驗(yàn)結(jié)果4.2.1兩臺(tái)巧H和臺(tái)巧H減速機(jī)試驗(yàn)均進(jìn)行了100和120超負(fù)荷試驗(yàn)。

4.2.2在負(fù)荷試車過程中，兩臺(tái)巧1：和臺(tái)巧11減速機(jī)的齒輪未發(fā)生斷齒現(xiàn)象。

4.2.373H減速機(jī)軸承的最高溫度為洗t53H減速機(jī)為%1.

4.2.473H減速機(jī)的噪音為77A分貝;53H減速化為76分貝。

4.2.5各減速機(jī)的巧輪齒面接觸情況為7減速機(jī)試驗(yàn)前齒高50，齒長70.試驗(yàn)后齒高95，齒巧11減速化試驗(yàn)前齒篼說%，齒長撕%，試驗(yàn)后5巧益巧五種走臺(tái)減速機(jī)的進(jìn)口價(jià)格為化。%萬美元，約折人民幣142.5萬元。

5進(jìn)口軸承7試驗(yàn)=64.67萬元;套可節(jié)省人民幣：142.5不僅保證了我公司設(shè)備正常運(yùn)行，而且現(xiàn)已制造H套創(chuàng)直接效益233.49萬元。

6結(jié)論6.1提高齒巧硬度和表面狀況可板大地化高輪齒的壽命。

6.2焊接機(jī)殼和焊接空腹忠輪在大型起重機(jī)上優(yōu)先應(yīng)用。

6.3負(fù)荷試驗(yàn)不僅驗(yàn)證國產(chǎn)化戒速機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)性化可靠，而且還可板大地提高齒面接巧率。

6.4國產(chǎn)化后的戎速機(jī)通過多年的現(xiàn)場運(yùn)轉(zhuǎn)，其壽命不低于發(fā)達(dá)國家的同類產(chǎn)品。