【摩擦襯墊廠(chǎng)家】氧化鋁用磨機(jī)大齒輪結(jié)構(gòu)

大型磨機(jī)，尤其是球磨機(jī)，其大齒輪的輪緣較大，筒體直徑較小，對(duì)于分瓣齒輪的緊固，一般在徑向方向均勻分布 3～ 4 排螺栓，如圖 1 所示。此處連接螺栓的作用是保證磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中分瓣齒輪連接的可靠性和緊密性，防止分瓣齒輪結(jié)合面處出現(xiàn)縫隙或相對(duì)滑移，以確保開(kāi)式大小齒輪嚙合的平穩(wěn)傳動(dòng)。由于磨機(jī)大齒輪法蘭與筒體和端蓋三體緊固，某種意義上來(lái)說(shuō)，可將它們視為一個(gè)整體，因此，礦用磨機(jī)分瓣齒輪緊固螺栓的計(jì)算方式是，求解出齒輪嚙合周向力，根據(jù)承受翻轉(zhuǎn)力矩螺栓組的受力求解出各螺栓載荷，從而進(jìn)行螺栓選型。

圖1 分瓣齒輪緊固螺栓示意

氧化鋁用磨機(jī)的磨內(nèi)溫度高達(dá) 95 ℃ 左右，而大齒輪表面運(yùn)行溫度約為 50 ℃。對(duì)于平面薄板材料來(lái)說(shuō)，由溫度梯度所產(chǎn)生的熱應(yīng)力公式為

式中：Q 為熱應(yīng)力，MPa；E 為彈性模量，MPa；α為熱膨脹系數(shù)；ΔT 為材料的初始溫度與表面溫度之差，℃；μ 為泊松比。

磨機(jī)齒輪從法蘭到齒面的熱應(yīng)力由大逐漸變小，由于分瓣齒輪的結(jié)構(gòu)特性，法蘭處因與筒體、端蓋三體緊固剛度最大，而分瓣齒輪齒面的結(jié)合面處剛度最弱，是熱應(yīng)力的釋放源，導(dǎo)致分瓣齒輪發(fā)生變形，產(chǎn)生位移，運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)結(jié)合面楔形張口現(xiàn)象，緊固螺栓也出現(xiàn)了塑性變形。

齒輪法蘭處的熱應(yīng)力最大，針對(duì)此現(xiàn)象，將分瓣齒輪的結(jié)合面優(yōu)化為非接觸間隙設(shè)計(jì)，以便磨機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱應(yīng)力從此處釋放。經(jīng)過(guò)熱力耦合分析，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的分瓣齒輪能有效降低 25.9%的張口量。此理論是在極限受載情況下的模擬分析，實(shí)際運(yùn)行要優(yōu)于此值。但是此結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來(lái)的問(wèn)題就是分瓣齒輪徑向的緊固螺栓組，只有靠近齒根處的螺栓能夠有效緊固，而靠近法蘭處的 2 排螺栓，因連接面為間隙配合，無(wú)法有效緊固。因此分瓣齒輪聯(lián)接螺栓組的預(yù)緊力如果計(jì)算不當(dāng)，一是聯(lián)接螺栓的緊密性不能保證，二是后排螺栓施加的預(yù)緊力在安裝過(guò)程中就會(huì)造成分瓣齒輪結(jié)合面張口。