進口大型起重機減速機國產(chǎn)化試驗探討

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

2設(shè)計及強度計結(jié)果設(shè)計及強度計算工作是本課題的重要環(huán)。在原機無技術(shù)資料的前提下，五種減速機進朽了設(shè)計及強度計算，尤其在各齒輪的強度計算過程中計算強度不足，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，等效載荷計算法進行了多次反復(fù)驗證篩選，對制造廠家要求個零件的巧料均做材質(zhì)性能試驗，并嚴(yán)格把關(guān)，《保證個《件的機械性能達圖紙要求。

由于強度計算不足，國內(nèi)無原零件所用的原材質(zhì)，只能選用國內(nèi)材質(zhì)進行代換，并對其機械性能齒面硬度進行7調(diào)整，采用較先進的滲碳工藝熱處理使齒面硬度扭《：=58上，計算結(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，各級齒輪計算結(jié)果。

進口材質(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~：各齒輪強度計結(jié)果強度安全系數(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進口巧機國產(chǎn)化后結(jié)構(gòu)特點3.1城速機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，提高了軸的抗彎強度和傳遞能力。

3.6機殼全部采用鋼結(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。

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免荷試驗為保證安全可巧運行對其中五種屯臺中的兩種73H和53H巧速機進行了模擬負(fù)荷試驗，并高了齒面接化率。

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

即用直流電動機拖動臺減速機轉(zhuǎn)動，在該巧速機的輸出軸上通過根長連接軸與另臺減速機的輸出軸相連并帶動其轉(zhuǎn)動，然后在隨之而動的這臺減速機的個輸人軸上連接臺液壓盤形制動器。通過這臺液壓盤形制動器產(chǎn)生的制動力矩的大小來給試車減速機加上規(guī)定的扭矩負(fù)荷，制動器上產(chǎn)生的制動動力矩是由臺液壓累來控制，當(dāng)壓力大時，油壓就壓縮制動器的蝶形彈黃使制動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，我們在兩臺減速機的輸出軸聯(lián)接軸上貼了兩組應(yīng)變片并安裝了個集流環(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動態(tài)應(yīng)變儀?？谠O(shè)》了針對半橋單壁工作時的電模擬系統(tǒng)。由于我們采用的是半橋雙臂工作電路即個電阻片在主拉應(yīng)力方向上，另個則在主壓應(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，即機內(nèi)標(biāo)定的微應(yīng)變￡比實際所受的微應(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。個電阻應(yīng)變片受拉變大，另個則受壓變小，1、3兩點的電位則是個上升，個下降。這個變化的電壓經(jīng)過集流環(huán)送進￥0―巧動態(tài)應(yīng)變儀，經(jīng)過放大后送進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山與了相對的光點位移量心受載后實際光點的移動量將上述參數(shù)取值代人示波紙上的扭矩和光點位移量則有下列關(guān)系;=父心X單位移動扭矩kg./從式2中我們根據(jù)光點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試車過程，保證加載的準(zhǔn)確性。

首先試車的是兩臺73H減速機，連接方式如圖2所示。在這種連接方式中，直流電機接在國產(chǎn)件組裝的減速機上的抱間軸上，液壓盤形制動器接在進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731：減速機，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.在此期間正向運轉(zhuǎn)完成了載荷的100其中運轉(zhuǎn)了1011的事故狀態(tài)和120超載試驗輸出扭矩為14400kg的負(fù)荷試驗。

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

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

4.2.373H減速機軸承的最高溫度為洗t53H減速機為%1.

4.2.473H減速機的噪音為77A分貝;53H減速化為76分貝。

4.2.5各減速機的巧輪齒面接觸情況為7減速機試驗前齒高50，齒長70.試驗后齒高95，齒巧11減速化試驗前齒篼說%，齒長撕%，試驗后5巧益巧五種走臺減速機的進口價格為化。%萬美元，約折人民幣142.5萬元。

5進口軸承7試驗=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焊接機殼和焊接空腹忠輪在大型起重機上優(yōu)先應(yīng)用。

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

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