修复球磨机慢驱行星减速机输出轴

■ 四川鸿舰重型机械制造有限责任公司（攀枝花 617063）周 翔

摘要：分析了减速机输出轴修复工艺，确定圆柱销键联接的实施方案，并对强度进行校核，满足现场装配工艺要求。

某厂磨煤用φ3.6m×5.8m球磨机使用将近20年，慢速传动装置由电动机、联轴器、制动器、行星减速器和爪形离合器组成。该装置联接到小齿轮上，带动球磨机筒体以0.2r/min速度转动，用于球磨机检修及更换衬板。此外，球磨机长时间停机后，起动主电动机前用慢速传动装置盘车，可以消除钢球偏载，并把松动钢球与物料的固结，保证安全起动，起到保护作用。

在一次使用过程中，行星减速机输出轴与爪形离合器相联部位齐根断裂。由于年代久远，无法找到原减速机厂家进行备件更换，急需加工1件零件替代，以免影响球磨机正常使用。根据实物测绘尺寸，绘制出零件图（见图1）。

图1

（1）方案一。根据测绘的图样原样制作，但存在两个问题：①现有设备条件，锻造出φ690mm外圆再加工，料损大，经济性差。②不考虑经济性，即使制作出来，再加工与行星轮架相联的9个φ40H7时仍存在加工难度。因为9个φ40H7需要与行星轮架配铰，而行星轮架又无法拆卸，依靠测量尺寸偏差太大，无法保证尺寸精度。

综上所述，此方案不能满足现工艺条件下的生产，不予考虑，需要另辟思路，寻求其他的解决方案。

（2）方案二。图2所示，借鉴了棒销联轴器的结构形式，以圆柱销作为键来传递转矩。具体执行措施是保留连接盘部位，不影响其原来的联接，把多余轴部分切除，再以φ690mm外圆为基准加工φ200H7孔，重新按图样加工1件轴，装入连接盘后配铰12个φ30H7孔，最后装入圆柱销。

修复后的设备能否正常工作需要对其进行强度校核，以联接件中最薄弱的圆柱销来进行计算：

（1）原始参数。电动机功率：15kW；电动机转速：750r/min；行星减速机传动比：400。

（2）圆柱销强度校核。圆柱销传递转矩受力面积如图3所示。

图2

图3(www.xing528.com)

根据键的强度计算公式

式中，T是转矩（N·mm）；D是轴的直径（mm）；A是受力面积；σpp是许用应力（MPa），σpp取轻微冲击100MPa。

通过计算得出：σp＝45.37MPa＜σpp，满足强度要求。

（3）原有键强度计算，如图4所示。

图4

通过计算得出：σp＝78MPa＜σpp。

通过强度校核，采用圆柱销键形式比双键联接的强度还要高1.7倍，完全能满足现场实践要求，而且可行性好。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册[M]．5版．北京：化学工业出版社，2007.

[2]成大先.机械设计图册[M].北京：化学工业出版社，2000.

[3]《重型机械标准》编写委员会.重型机械标准[M].北京：中国标准出版社，1998.

收稿日期：（20160221）