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起重机械减速器的轻量化技术研究

  来源:第一工程机械网
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内齿轮若采用高级合金结构钢42CrMo材料,锻造后再进行调质处理时,使用多用炉可保证其调质硬度均匀,氮化时不变形,心部硬度可达270~310 HB。机加工制齿后若采用等离子氮化炉进行氮化处理,氮化深度可达0.5 mm左右,表面硬度可达550~700 HV,齿部接触强度和弯曲强度也都能达到比较理想的状态。
(2)硬齿面齿轮加工
       硬齿面齿轮加工时,应先采用滚齿机或插齿机对齿轮坯制齿,进行渗碳淬火后,再采用数控蜗杆砂轮磨齿机磨齿。
       对加工批量大、精度高、齿数多的行星齿轮,可采用成组磨齿,这样可保证每组行星齿轮的齿部完全一致;对于齿数少、模数大的太阳轮及轴齿轮加工时,其内齿轮一般采用数控或高速插齿机插齿成形,表面氮化处理后不再磨齿,当需要磨齿时可用成形砂轮磨齿机进行磨齿。
       据资料介绍,行星齿轮减速机在齿轮精度为4~8级范围内时,精度等级每提高一级可使承载能力提高10%左右(或使体积、质量减少8%~10%),工作噪声降低2~3 dB。
       对超大型起重机械齿轮硬齿面加工时,若外齿轮模数m大于10、直径大于500 mm时,应采用大型滚齿机滚齿。滚齿后需要先修整齿根圆弧,渗碳淬火后,再采用数控立式成形砂轮磨齿机磨齿。对内齿轮仍以插齿为主,也可进行铣齿,氮化处理后再进行磨齿。
(3)齿轮的修形
      为了提高减速器的齿轮传动效率,减轻振动,降低噪声,需要对齿轮的齿形及齿向进行修形处理。
      齿轮修形一般采用剃齿或磨齿方法,我国主要采用磨齿的方法。采用磨齿方法对经过渗碳淬火的行星齿轮进行修形,能消除热处理变形。数控蜗杆砂轮磨齿机具备齿向鼓形齿修形功能,通过特殊金刚石砂轮修整滚轮,可以进行齿形修形。使用数控成形砂轮磨齿机能进行齿形及齿向修形。
(4)轴承的选配与预紧
      行星传动减速机的所有部件都选用滚动轴承支撑。行星齿轮的内孔装有满排滚子的圆柱滚子轴承,用以提高轴承的承载能力。对于连接支架和齿圈的2个圆锥滚子轴承,要求必须选用加强型圆锥滚子轴承,且必须成对装配。
      由于轴承存在一定的弹性变形,装配后不能完全消除变形,当减速器工作时由于载荷径向力的作用会使圆锥滚子轴承产生径向间隙,导致轴承滚子与内外圈圆锥面发生不正常接触,从而造成轴承或齿轮损坏。此时可给2个圆锥滚子轴承1个预紧力,保证轴承受力时能正常运转。
(5)行星减速器的试验
      在出厂前要对行星减速器逐台进行试验,检验项目包括噪声测试、制动力矩测试和密封性试验等。对采用计算机控制的专用行星减速机,应在载荷试验台进行载荷、扭矩、转速、效率和温度等实试验。
      行星齿轮减速器具有体积小、质量轻、效率高和承载能力大等特点,非常适应起重机械减速器轻量化要求,起重机械采用行星减速器可比传统减速器的质量降低15%~20%。
 

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