硬齿面技术演示文稿

硬齿面减速机 （综合）技术讲座,2009年8月,我公司生产的硬齿面减速机分六大系列，数百种机型，每种机型都有十余种传动比，最大能承受的输出扭矩达500,000N.m，足以满足传动领域大多数用户的使用要求。详见下表：,一、我公司生产的硬齿面减速机的简介：,硬齿面减速机主要产品,二、减速型号各英文字母解释：,1、 Z（D、L、S、F）Y,圆柱（Zhu）齿轮减速器,硬（Ying）齿面,分别代表：单（Dan）级、两（Liang）级、三（San）级、四（Four）级传动,2、 DCY,带（Dai）式输送机用减速器,B代表两级传动；C代表三级传动,硬（Ying）齿面,3、 PV,Parallel平行轴齿轮箱,Vertical垂直轴齿轮箱,4、,M、MC,Middle中型、中等规格齿轮箱,5、 MBY,磨减速机 （Mo）机专用,边（Bian）缘传动,硬（Ying）齿面,6、,ZLYJ,塑料、橡胶挤（Ji）出机专用减速机,1、箱体材质：,三、 硬齿面减速机的标准配置：,2、齿轮： 材质：20CrMnTi（读作二零铬锰钛）或 20CrMnMo（读作二零铬锰钼） 热处理：渗碳淬火 HRC54-62 精加工工艺：磨齿 精度等级：6级精度（GB/T10095-2001） 3、轴承： PV系列高速轴采用NSK轴承，其他采用国产哈、瓦、洛或其他质量相当品牌,4、油封： PV系列高速轴采用NOK油封，其他采用台湾NAK油封。 5、输出轴： 42CrMo（40Cr、45）；调质处理。,四、硬齿面减速机的基本知识：,1、减速机的概念 当动力机械(原动机，如电机、发动机)的输出转速、转矩等与工作机械要求不相适应时，就必须用减速机或其他传动装置将它们联接起来，以满足不同工况的不同要求。所以减速机是匹配动力机械和工作机械转速、转矩的一种中间机械，我们公司生产的减速机主要使用在降速、增扭的场合，减速机本质上是一个转矩放大器。 减速机的主要作用：把高转速的能量转化为低转速的能量，从而增大扭距。,2、什么是硬齿面?和软齿面有何区别？ 硬齿面是指用低碳合金钢制造的齿轮，经渗碳淬火处理后，齿面很硬，芯部较韧，即“表硬里韧”，以适应齿轮工作时承受的交变载荷。,硬齿面和软齿面的主要区别：,3、减速机的输入、输出扭矩 扭矩（转矩）的定义： 当用手拧紧螺母时，若作用力为F，转动中心O到力F作用线的垂直距离为S，S称为力臂。由经验可知，扳动螺母的转动效应不仅与F的大小有关，还与力臂S的大小有关，故力F对物体的转动效应得大小可用两者的乘积 FS来度量。FS称为力F对转动中心O的矩，简称力矩，也叫转矩，工程上习惯称扭矩。,扭矩是减速机最重要的性能指标，某一机型的减速机的输入功率随传动比的不同而不同，但输出扭矩值基本不变，减速机的输入、输出扭矩计算公式为： 输入扭矩 T1=9550*P/n1 输出扭矩 T2=9550*P/n2（末考虑传动效率） 式中：P输入功率 KW；n1输入转速 rpm；n2输出转速 rpm；,例：某用户选用减速机ZSY315-50-I，配套电机功率为45KW，电机转速1450rpm，通过带轮减速，带轮减速比1.2，要求计算电机满载工作时的输入、输出扭矩。 计算过程： n1=1450/1.2=1208 rpm n2= n1/i=1208/50=24.16 rpm T1=9550*45/1208=355.75 N.m T2=9550*45/24.16=17787.7 N.m,4、减速机的公称输入功率（样本功率） 硬齿面减速机的公称输入功率（样本功率）是指理论计算功率或台架试验功率，是按工况系数KA=1，寿命系数ZNT=1，可靠系数KR=1计算出的输入轴许用功率值。一般是指在理想工况下减速机能承受的最大输入功率，实际上工作机械的工况肯定比试验台恶劣得多，所以要选减速机时要根据不同的工况计入工况系数和安全系数。,5、 减速机工况系数 通用减速机面向各个行业，但只能按一种特定工况条件设计，选用时用户需根据各自的实际工况采用不同的修正系数（如KA、SA）去修正。减速机工况系数KA根据原动机的种类、每天工作时间和工作机的载荷性质在工况系数表中选取。与减速机联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速机的影响很大，是减速机选用及计算的重要因素。工作机的载荷性质一般分为：轻微冲击载荷、中等冲击载荷和强冲击载荷。,在新样本中将添加减速机载荷分类表，针对各种典型的工作机械，给出了载荷性质。工况系数KA只是个经验值，有时并不能很准确地反映出工作机载荷状态，所以要求销售人员在接单前和用户充分交流，了解现场工况，尤其要重视用户的使用经验和同行同类产品的使用情况。,6、减速机安全系数 由于使用场合不同，重要程度也不同，损坏后对人身安全及生产造成的损失大小不同，因而对减速机安全系数的要求也不同。国外同行因加工工艺、设计手段较先进，理论计算和实际情况较接近，一般无安全系数的概念。国内许多企业标准往往低于国家标准，因而不同厂家生产的同类产品可能由于质量控制水平的不同在承载能力、使用寿命和可靠性方面有很大差别。因此选型时要计入安全系数。一般取：低可靠1.1-1.3；中等可靠1.3-1.5；高可靠1.5-1.7,7、减速机输入、输出轴伸的径向力计算 用户用皮带轮输入动力或用链传动输出动力时，必须校核轴伸的径向力。高速轴的断裂、箱体开裂多数情况和径向力过大有关，径向力的计算公式为： FR1=2000*T1/d1 （N） FR2=2000*T2/d2 （N） 式中：FR1输入轴轴伸径向力 N ；FR2输出轴轴伸径向力 N T1输入扭矩 N.m； T2输出扭矩 N.m d1、d2带轮或链轮的节圆直径 mm,8、 减速机公称输入功率（样本功率）的折算 硬齿面样本功率表的公称输入转速只有750rpm、1000rpm和1500rpm三种，当用户选用四、六、八极电机并用联轴器输入动力时，按以上三种输入转速直接选定公称输入功率。当用户选用其他极数的电机或用其他中间减速装置（如皮带轮、减速电机）输入动力时，必须进行功率折算。功率折算对照三种公称输入转速中最接近的一种，按等扭矩的原则计算。,计算公式为： PX/ nx= P1/n1 即PX=nx/n1*P1 PX 折算功率值 KW； nx 输入转速 rpm； 例：要求计算ZSY250-50减速机输入转速为1200rpm和450rpm时的公称输入功率P1 计算过程： nx =1200rpm时 P1X=1200/1000*43=51.6KW (ZSY250-50输入转速1000rpm时P1=43KW) nx =450rpm时 P1X=450/750*32=19.2KW (ZSY250-50输入转速750rpm时P1=32KW),五、硬齿面减速机的选型（精确选型）：,减速机的选型非常重要，选型太小，则减速机不能满足用户的使用要求，大多数齿轮轮齿折断、齿轴断裂、箱体开裂都与选型偏小有关；选型太大又造成浪费，很不经济。,ZLYJ和MBY系列因为是专用减速机，针对特定的工况设计，样本功率表已考虑了工况系数和安全系数，可直接选用。通用减速机（Z、DCY、PV、M系列）按以下步骤选型。 减速机的承载能力受机械强度和热平衡许用功率两方面的限制。因此，减速机的选用必须通过两个功率表，还要校核输入、输出轴轴伸的径向力。具体选型步骤见下：,举例,例：输送大件物品的带式输送机减速机，电机驱动，通过皮带轮减速，输入转速n1=1200rpm，输出n2=260rpm，负载功率P2=380KW，输出轴轴伸承受径向力FR2=20KN，环境温度t=38，厂房较大，自然通风冷却，油池润滑，要求选用第I种装配型式的硬齿面ZDY减速机。,第一步,确定传动比： i = n1/n2=1200/260=4.615 取标准传动比iN=4.5,确定减速机规格按样本功率表选取，要计入工况系数（PV样本称为服务系数），还要考虑安全系数,第二步,带式输送机为中等冲击载荷，减速机失效会引起生产线停产。查表，取工况系数KA=1.5，安全系数SA=1.5， 计算功率P2m为： P2m=P2*KA*SA=380*1.5*1.5=855KW 要求P2mP1（P1为样本功率表额定输入功率） 按i=4.5及n1=1200rpm接近的公称输入转速1000rpm，查表ZDY355 i=4.5 ；n1=1000rpm时，P1=953KW，当n1=1200rpm时，折算功率为： P1X=1200/1000*953=1143.6KW,计算功率 P2m=855KWFR2=20KN ，可以满足使用要求。 如实际径向力大于减速机允许的最大径向力，必须加大减速机机型或采用焊接箱体。 因此可以选定减速机：ZDY355-4.5-I 盘管冷却。,六、硬齿面减速机的选型（简化选型）：,Z(D、L、S、F)Y、DCY系列 可按下表进行简化选型：,PV系列 可按下表进行简化选型：,七、润滑、冷却,硬齿面减速机标准配置为油池润滑、自然冷却。硬齿面减速机体积较小，散热面积小，负载功率大，再加上为了提高外观质量，油漆时刮腻较厚，影响散热效果。所以硬齿面减速机小速比时热功率一般都不够，订货时注意以下几点： 1、大机型减速机 (末级中心距A400)时,建议用户采用强制润滑。,2、环境温度较高或对减速机油温要求较高时,建议用户采用强制润滑并用冷却器冷却。 3、传动比i16时建议用户采用强制润滑并用冷却器冷却 4、传动比i40时一般不需考虑附加冷却措施 5、润滑不但能降低磨擦，提高传动效率，还有减振、降噪、散热的作用。润滑油是齿轮传动装置的血液。齿轮的几种主要的失效形式，例如点蚀、胶合、磨损和润滑油有着重要关系。,a）油量： 硬齿面减速机出厂时已处于准运行状态，未加润滑油。用户运行前必须加入润滑油，样本上的加油量只是参考值，一般偏少，实际加油时油位应加至油标中心线。b）油品： 小机型或输入转速低、环境温度较高时，选用中极压工业齿轮油L-CKC-320、GR-XP320（BP）或Mobil 632；,大机型或输入转速高、环境温度较低时，选用中极压工业齿轮油L-CKC-220、GR-XP220（BP）或Mobil 630；c）换油周期： 减速机首次使用时，500小时必须换油。在以后的使用中，必须每隔3000小时（最长不超过半年）换油一次。,八、热功率和工作油温,热功率是指在不超过规定的工作油温的条件下，减速机所能传递的最大功率。 1、因硬齿面减速机承载能力大，配套电机功率大，体积较小，在小速比时往往热功率不够。 2、样本中热功率数据是按减速机连续工作、环境温度20、最高工作油温95时的计算值。,3、标准规定的最高工作油温为95（矿物油），（对合成油允许更高的工作油温）。 4、当减速机运行在或接近最高工作油温时，因润滑油易老化，必须缩短换油周期；油封寿命也显著缩短，有资料表明一般材料的油封寿命从68时9400h降至93时3000h。 5、当用户对工作油温的要求较高时，应进行工作油温校核，详见硬齿面2008版样本，P27、附录F,九、关于密封,MBY减速机采用迷宫密封，其他硬齿面减速机均采用油封密封。 标准配置油封材料为丁晴橡胶（NBR），其适应的工作温度为-10130。当工作温度超出此范围时应在订货时注明，以便选用其他耐寒或抗高温油封。,十、关于PV系列,a）现硬齿面产品Z系列是按机标JB/T8853-2001圆柱齿轮减速器生产，而该标准是88年在测绘Flender 70年代末、80年代初的产品的基础上形成的一个标准。虽在1999年和2001年对该标准进行升级，但除对安全系数、齿面硬度等微调外，主要技术参数都没有改变。而硬齿面齿轮在国内经过20多年的发展，制造工艺和设计计算都趋于成熟，我们现开发的PV系列按Flender 2005年产品样本进行设计制造。,在设计开发中，我们改进Z系列的以下不足： 1、Z系列减速机有些机型承载能力达不到样本的公称功率，PV系列通过加大齿轮模数和齿宽，在相同的中心距下，承载能力明显提高。 2、Z系列减速机箱体强度、刚性较差，受到较大径向力后，箱体（尤其是上箱体）经常开裂。PV系列1-12#机采用整体箱体、12-26#机采用分体箱体，在设计时加强箱体输出轴部位、箱体材质比Z系列提高一个等级、受力部位的壁厚加大，因此箱体强度和刚性明显提高。,3、Z系列高速轴强度较差，尤其ZSY高速轴细而长，用户用皮带轮输入动力时易断裂。PV系列在箱体中间设置了一轴承座，高速轴的长径比大大减小，改善了高速轴的加工工艺性和刚性，大大减少断轴可能性。 4、Z系列高速轴和部分中间轴轴承强度差，PV系列在设计时尽可能地加大轴承规格。,5、密封方式：输出轴安装双油封；输入轴在高速时装单油封，在低速时装双油封。必要时可考虑迷宫密封或其他密封方式。 6、冷却方式：PV系列标准设计增加了风扇冷却，在没条件水冷却时可选用。,b）PV系列与Flender HB系列的主要区别： PV系列齿轮箱是以Flender HB系列为蓝本开发的通用齿轮箱，其安装尺寸完全相同，主要区别为： 1）齿轮搭配不同，因而精确传动比不同。 2）对Flender HB 样本功率表进行修改，小速比时加5%，大速比时减5%，中间速比时减2%。,3、Flender HB 机械功率的选型只需考虑工作机系数f1和原动机系数f2，我们考虑到国