φ900mm×2400mm棒磨機(jī)傳動系統(tǒng)的改造

1、改造的必要性

我礦選礦廠4號棒磨機(jī)，規(guī)格為φ900mm×2400mm，是選礦廠流水作業(yè)線的關(guān)鍵設(shè)備，該設(shè)備系50年代老設(shè)備，傳動系統(tǒng)落后，事故多且排隊故障時間長，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。

該設(shè)備改造前傳動系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)是：整個傳動系統(tǒng)安裝在進(jìn)礦端，由Jo2-81-6，30KW電動機(jī)通過小皮帶輪（外徑310mm）帶動大皮帶輪（外徑1230mm）。大皮帶輪與小齒輪共軸，軸徑75mm，軸全長2025mm。大皮帶輪一端和小齒輪兩端共三個滑動軸承，安裝在一條中心線上。

這種傳動系統(tǒng)的主要缺點是：重負(fù)荷啟動困難，啟動時間長；小皮帶輪包角小，影響了機(jī)械傳動效率；傳動系統(tǒng)在進(jìn)礦端，大小齒輪會進(jìn)砂，降低了齒輪壽命；小齒輪軸兩端為滑動軸承，檢修時間長；三個滑動軸承沒有公共底盤，安裝難度大，因此迫切需要對此傳動系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。

我礦從1988年開始，對棒磨機(jī)傳動系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造設(shè)計，1989年12月設(shè)備安裝調(diào)試完畢，1990年1月投入生產(chǎn)，截至12月年終檢修前，安全運轉(zhuǎn)6684小時，效果良好。

2、改造后的主要結(jié)構(gòu)及傳動速比

改造后的棒磨機(jī)傳動系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

整個傳動系統(tǒng)安裝在棒磨機(jī)出礦端，它主要由圖上部件組成，工作時，由電動機(jī)帶動液力偶合器，液力偶合器再帶動主動皮帶輪。液力偶合器直接安裝在電動軸上，主動皮帶輪內(nèi)孔不接觸電動機(jī)軸，它是靠端面4個螺釘壓在液力偶合器上。主動皮帶輪通過5根C型三角帶將動力傳至被動皮帶輪。主、被動皮帶輪外徑327mm（受場地限制選用這種安裝形式）。被動皮帶輪安裝在單級圓柱齒輪減速器的變速軸上，在減速器的低速軸上裝有膠板彈性聯(lián)軸器，膠板選用皮帶輸送機(jī)皮帶，共6塊。聯(lián)軸器的另一半裝在小齒輪上。小齒輪軸與小齒輪內(nèi)孔配合公稱尺寸和公差配合為φ90jsb/H7。小齒輪軸比改造前直徑增大15mm，增大外徑后增加了強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又利于軸承的選擇。小齒輪軸上裝小齒輪，小齒輪模數(shù)為16，小齒輪兩端裝軸承座及滾子軸承，小齒輪再將動力傳至筒身大齒輪。減速器和軸承座同時安裝在公共底盤上，公共底盤分上下兩部分，上部加工有4條梯型槽，減速器和軸承座通過梯型螺栓與底盤聯(lián)接，可根據(jù)安裝要求，減速器和軸承主坐可同時進(jìn)退。下部分與棒磨機(jī)后軸承座底部聯(lián)為一體，使傳動系統(tǒng)與筒身底座聯(lián)成整體，始終保持大、小齒輪會中心距。整個結(jié)構(gòu)緊湊，安裝可靠，安裝拆卸方便。

傳動速比的選擇，改造前電機(jī)轉(zhuǎn)速為960r/min，皮帶輪傳動速比i1=0.252，齒輪傳動速比i2=0.158，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=960r/min時，筒身轉(zhuǎn)速n出=n1×i1×i2=38.5r/min。

棒磨機(jī)改造后，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1470r/min，液力偶合器效率0.97，選用6.3速比的減速器替代皮帶輪傳動，小齒輪由原來的14齒增加到15齒，大齒輪仍保留原有的88齒。

3、主要結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)選擇

3.1、液力偶合器，我們選用的限矩型液力偶合器，型號為Y0×D360型。

3.1.1、工作原理：當(dāng)泵輪在原動機(jī)帶動下旋轉(zhuǎn)時，其中的工作液體便被泵輪葉片驅(qū)動。在離心力的作用下使液體沿泵輪工作腔的曲面流向渦輪，同時沖擊渦輪葉片，使之帶動從動軸旋轉(zhuǎn)，從渦輪流出的液體，也由于離心力的作用，又從渦輪的近軸處流回泵輪，在液力偶合器中泵輪和渦輪之間并無機(jī)械聯(lián)系，能量的傳遞完全由工作液體完成。

3.1.2、結(jié)構(gòu)：外殼為鋁合金，主要部件由泵輪、渦輪、外殼、輔助室外殼和彈性聯(lián)軸器等組成。

3.1.3、基本參數(shù)：當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min時，傳遞功率為25~48kw；軸向最大尺寸為182mm，徑向最大尺寸為φ416mm，重量30kg，最大充油量6.3L。

3.1.4、性能，保護(hù)電機(jī)，防止過載；提高電機(jī)啟動能力，協(xié)調(diào)多機(jī)負(fù)荷分配。

3.2、軸承座結(jié)構(gòu)，軸承座結(jié)構(gòu)見圖2。

軸承座為了方便拆卸，采用上下對開形式，中心高300mm，材質(zhì)為鑄鋼，為了縮短兩軸承座之間距離，使結(jié)構(gòu)更緊湊，軸承端蓋采用嵌入透蓋和悶蓋，端蓋不需上螺釘，減少了端蓋上螺釘?shù)陌惭b位置，使軸承座到小齒輪位置縮短到最小距離，軸的強(qiáng)度相應(yīng)提高。軸承座內(nèi)裝3617雙列向心球面滾子軸承，滾子軸承額定動負(fù)荷為28000kg。

3.3、電動機(jī)，由于電動機(jī)直接帶動的液力偶合器轉(zhuǎn)速為1500r/min時，傳遞效率較高；由于改造前電機(jī)功率為30kw；由于Y系列電機(jī)是全國推行的節(jié)能電機(jī)。所以電機(jī)型號選用Y200L4極30kw電動機(jī)，比改造前原電機(jī)體積明顯減小。

3.4、單級圓柱齒輪減速器，減速器為ZDz5-11-1型，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1500r/min時，連續(xù)運轉(zhuǎn)傳遞功率為35.1kw，減速器內(nèi)主動齒輪19齒，被動齒輪122齒，速比為6.3，齒斜角9°22，法面模數(shù)3.5，高速軸φ50mm，低速軸φ70mm，中心高300mm，兩軸間中心距250mm。

4、改造前后的效果對比

一年來實踐證明，4號棒磨機(jī)技術(shù)改造是成功的，其主要優(yōu)點有：

4.1、減少了事故停車時間，提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)率。

棒磨機(jī)改造投產(chǎn)后，安全運行一年，獲得了較好的效果，事故停車時間明顯減少，改造前1989年事故停車143小時，改造后1990年同期事故停車16小時，全年減少事故停車127小時，保證了選廠均衡生產(chǎn)，減少了停車損失，磨礦設(shè)備運轉(zhuǎn)率創(chuàng)近幾年最好水平。

4.2、延長了主要備件壽命，減少了備件消耗

傳動系統(tǒng)改造后，將原傳動系統(tǒng)配置在排礦端，改善了大、小齒輪的工作條件。原齒輪傳動在進(jìn)礦端，由于礦砂經(jīng)常過量，且又沒有螺旋調(diào)節(jié)礦量，礦砂過量溢出來后堆積在進(jìn)礦端，大、小齒輪經(jīng)常在砂子里面滾，嚴(yán)重影響齒輪壽命。改造前1989年消耗大齒輪1.5個，小齒輪2.5個（齒輪換邊為0.5個）。而設(shè)備經(jīng)過改造后，大齒輪一年消耗0.5個，小齒輪消耗1個，全年節(jié)約1個大齒輪和1.5個小齒輪。大齒輪計劃單價3570元，小齒輪計劃單價416元，年節(jié)約資金4000多元。

4.3、提高了機(jī)械傳動效率

傳動系統(tǒng)改造后，機(jī)械傳動效率有所提高，過去大，小皮帶輪傳動，由于傳動比值較大，造成小皮帶輪包角太小，嚴(yán)重影響了機(jī)械傳動效率。另外小齒輪兩端為滑動軸承，也影響了機(jī)械傳動效率，改造前裝2.5噸棒磨棍運行測定電流為45A，改造后相當(dāng)于同等條件測定電流為40A，比原來減少電流5A，全年開動按6684小時計算，可節(jié)電約1.23萬kw.h。

4.4、實現(xiàn)了無負(fù)荷啟動

改造前，棒磨機(jī)重負(fù)荷啟動困難，停機(jī)時要求筒身進(jìn)入孔轉(zhuǎn)在上面，方便下一次啟動，用電高峰期啟動尤為困難，啟動時間少則10多秒，多則達(dá)50多秒。改造后，安裝了液力偶合器，重負(fù)荷啟動時間不超過10秒，啟動電流由原來的360A下降到300A，設(shè)備啟動時的沖擊與振動明顯降低，實現(xiàn)了棒磨機(jī)無負(fù)荷啟動，在用電高峰期啟動，其優(yōu)勢更為明顯。

相關(guān)設(shè)備：節(jié)能球磨機(jī)、棒磨機(jī)、陶瓷球磨機(jī)。