进口大型起重机减速机国产化试验探讨

1现状天津天钢集团有限公司《下简称天钢由意大利引进的化1铸锭起重机，是天钢重点关键设备之。此设备机械传动部件旦有故巧发生就会造成人身伤亡，并直接影响生产。到90年代中巧此设备的减速机寿命已到后期，存在不支全的隐患，应备制减速机备件，在没有图纸资料现状下，我们进行了探讨性的技术攻关工作。下面W拍H巧速机副小车主起升设计，73H减速机主小车起升试验为例，进行综合探讨。

2设计及强度计结果设计及强度计算工作是本课题的重要环。在原机无技术资料的前提下，五种减速机进朽了设计及强度计算，尤其在各齿轮的强度计算过程中计算强度不足，又不能变更原安装外形及内部几何尺寸的条件下，参考了国内外有关资料，等效载荷计算法进行了多次反复验证筛选，对制造厂家要求个零件的巧料均做材质性能试验，并严格把关，《保证个《件的机械性能达图纸要求。

由于强度计算不足，国内无原零件所用的原材质，只能选用国内材质进行代换，并对其机械性能齿面硬度进行7调整，采用较先进的渗碳工艺热处理使齿面硬度扭《：=58上，计算结果各级齿轮均在许用安全系数《上，具体情况见图1，材质代换，各级齿轮计算结果。

进口材质田产化代换6果齿名轮齿处理巧度曲250~：国内代换材质40rNil轮齿处理巧曲300~：各齿轮强度计结果强度安全系数齿巧弯曲疲劳2.97齿根弯曲疲劳3.故齿面接化疲劳1.826齿面接触淀劳2.4 2.巧3进口巧机国产化后结构特点3.1城速机的各轮齿巧面全部采用1.25上的表面粗椎度包括齿根部分这样可有利于提篼抗弯和接触能力。

3.2轮齿齿根面角全部采用大单圆弧齿巧，这样极大地消除了齿根根部的应力集中，还可提高轮齿的抗弯能力。

3.3大齿轮选用四种材质空腹焊接而成。降低了整机重量50上，可节约大量的材料;使四种材质得到合理的使用，优质合金材料用齿田上。由于前两者的科学合理选材使得成本阵低。

3.4世轮轴孔处均设有环形椎，可使轴与齿轮处改善配合过盈压力带来的应力集中。

3.5各轴台阶内倒角除轴承安装处均采用大圆弧倒角超出国内设计规范，并加工1.25上的表面粗巧度这样可极大地消除应力集中，提高了轴的抗弯强度和传递能力。

3.6机壳全部采用钢结构焊接，经热处理后加工而成，在保证强度和变形的巧况下有效地降低了重量1/ 3.

3.7所有轴承游隙均采用轴承盖的相对轴向差精巧控制，次到位不准加垫，这样可减少零件数目和泄漏点。

3.8输出轴头选用齿轮花键连接，并选用齿面定也，这样可提巧了传递巧度和可靠性。

4免荷试验为保证安全可巧运行对其中五种屯台中的两种73H和53H巧速机进行了模拟负荷试验，并高了齿面接化率。

4.1加栽测试原理负荷试验中均采用了开式液压加巧系统。其连接方式如图2所示。

即用直流电动机拖动台减速机转动，在该巧速机的输出轴上通过根长连接轴与另台减速机的输出轴相连并带动其转动，然后在随之而动的这台减速机的个输人轴上连接台液压盘形制动器。通过这台液压盘形制动器产生的制动力矩的大小来给试车减速机加上规定的扭矩负荷，制动器上产生的制动动力矩是由台液压累来控制，当压力大时，油压就压缩制动器的蝶形弹黄使制动器间皮与圆盘间的磨擦力减小，反之亦然。为检测加载力矩的大小和稳定性，我们在两台减速机的输出轴联接轴上贴了两组应变片并安装了个集流环如图3所示。

宙3扭矩试方框困在图3中，两电阻应变巧扎和山串联后形成了半桥双背电路，其中1、2、3点经集流环引出分别接到标准的电桥盒接线柱上，构成电桥电路。￥015动态应变仪专口设》了针对半桥单壁工作时的电模拟系统。由于我们采用的是半桥双臂工作电路即个电阻片在主拉应力方向上，另个则在主压应力方向上，这样的电桥电路输出的电压比单巧工作的电压大倍，即机内标定的微应变￡比实际所受的微应变6大倍。即：6=去6单位户6根据电阻应变片的恃巧，所在测试用联接轴上傥的电阻应变片与该轴受扭后的变形是致的。个电阻应变片受拉变大，另个则受压变小，1、3两点的电位则是个上升，个下降。这个变化的电压经过集流环送进￥0―巧动态应变仪，经过放大后送进56光线示波器，打印记录在示波纸上，我们从示波纸上就可得到所需的加载扭矩。

所根据材料力学原理在测试轴上产生的扭矩式中6―材料的弹性模量kg/2Wn―抗扭我面模量3口泊桑比口6山与了相对的光点位移量心受载后实际光点的移动量将上述参数取值代人示波纸上的扭矩和光点位移量则有下列关系;=父心X单位移动扭矩kg./从式2中我们根据光点位移的距离就可很快地确定输出轴上的加载扭矩，并此巧的扭矩来控制整个试车过程，保证加载的准确性。

首先试车的是两台73H减速机，连接方式如图2所示。在这种连接方式中，直流电机接在国产件组装的减速机上的抱间轴上，液压盘形制动器接在进口件组装的减速器的抱间轴上。在满负荷状态下该轴的额定扭矩为121kg.输出轴扭矩为12000kg.此种联接可先试两台731：减速机，后三级的各巧轮的承载能力，空载试车后检齿面接触情况，齿篼50，齿长70.在此期间正向运转完成了载荷的100其中运转了1011的事故状态和120超载试验输出扭矩为14400kg的负荷试验。

试验结束后又观察各齿轮齿面接触情况，可得出经过试验期间的跑合各齿轮齿面的接触情况明显好4.2负巧试验结果4.2.1两台巧H和台巧H减速机试验均进行了100和120超负荷试验。

4.2.2在负荷试车过程中，两台巧1：和台巧11减速机的齿轮未发生断齿现象。

4.2.373H减速机轴承的最高温度为洗t53H减速机为%1.

4.2.473H减速机的噪音为77A分贝;53H减速化为76分贝。

4.2.5各减速机的巧轮齿面接触情况为7减速机试验前齿高50，齿长70.试验后齿高95，齿巧11减速化试验前齿篼说%，齿长撕%，试验后5巧益巧五种走台减速机的进口价格为化。%万美元，约折人民币142.5万元。

5进口轴承7试验=64.67万元;套可节省人民币：142.5不仅保证了我公司设备正常运行，而且现已制造H套创直接效益233.49万元。

6结论6.1提高齿巧硬度和表面状况可板大地化高轮齿的寿命。

6.2焊接机壳和焊接空腹忠轮在大型起重机上优先应用。

6.3负荷试验不仅验证国产化戒速机的各项指标性化可靠，而且还可板大地提高齿面接巧率。

6.4国产化后的戎速机通过多年的现场运转，其寿命不低于发达国家的同类产品。