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摘要：本文介绍了为大型塔式磨机配套使用而设计的立式双行星结构减速器，通过对速比的优化分配、均载的合理运用，以及可靠的润滑和密封，开发出了满足大型塔式磨机现场实际运行特点及使用情况的减速器。
关键词：大型塔式磨机；双行星减速器；速比优化；均载；润滑与密封
1 前言
塔式磨机相对于球磨机节能约50%，且结构简单，磨矿效率高，在超细粉碎行业得到了广泛的应用，目前在国内外的化工、新材料、建材、矿山等领域获得了广泛应用。从目前国内外的情况看，塔式磨机的需求量越来越大，且逐渐向着大型化的方向发展。作为塔式磨机的核心设备，塔式磨机减速器的功率也随着磨机功率的增大而增大，其稳定可靠的运行，对塔式磨机而言至关重要。同时，由于其安装在塔式磨机之上，其上又固定着电机（图 一），一旦发生故障，检修维护非常困难。势必会造成整个生产线的运行停止，给生产效益带来无法估量的损失。
因此，对于大型塔式磨机来说，配套的减速器必须安全可靠，本文以我厂新开发的TMLX1120塔式磨机行星减速器为例，阐述了大型塔式磨机减速器的设计。
2 技术参数及结构设计
图（二） 塔式磨机减速器的结构
该塔式磨机减速器的传递功率1120KW ，输入转速940r/min， 传动比52，输出扭矩610KN。
塔式磨机减速器作为塔式磨机的核心设备，起到传递扭矩的作用，其不但要满足主轴旋转速度、传动方向的要求;同时，由于特殊的安装位置，也要求塔式磨机行星减速器驱动装置必须符合效率高、传动比大、体积小要求。通过借鉴国内外不同规格和型式的塔式磨机减速器的优点，以及根据它们在现场的实际运行特点及使用情况，我们决定采用立式双行星结构（图 二）。
3 双行星传动速比的优化分配
充分利用各种传动型式的最佳传动比范围可以极大提高产品的承载能力和获得最小的产品外形尺寸。该减速器总速比52-53，采用两级NGW行星传动，一级速比8.89，二级速比5.89。输入级采用大速比，是为了减小齿轮轮线速度及行星架转速，有利于动平衡和减少发热及噪声。
两级传动的啮合角按照=24°～26.5°，=17.5°～21°范围选取，并通过合理分配变位系数，不仅提高减速器的承载能力，同时由于＞，太阳轮与行星轮啮合的径向力也比较大，有利于太阳轮和行星架浮动，从而提高均载效果。
4 行星传动结构的载荷均布技术
输入级和输出级均为NGW型功率分流行星齿轮传动。输入行星级采用行星架完全浮动技术，以及行星齿轮采用调心滚子轴承支撑结构，达到均载的目的。输出行星级采用太阳轮完全浮动技术,利用鼓形齿联轴器联接，达到均载的目的。
5 减速器的润滑
对于大型塔式磨机来说，配套的减速器必须安全可靠，而对于采用双行星立式结构的磨机减速器来说，要保证其可靠性，就必须保证减速器箱体内轴承及各齿轮润滑点的充分润滑和减速器的密封。塔式磨机行星减速器采用采用自上而下的瀑布式强制润滑，由主机油站提供润滑油，考虑到现场安装，尽量简化外部接口。
6 减速器的密封
（1）输入轴处的密封。在端盖处给出一骨架油封，一方面封住轴旋转而带出的润滑油，另一方面可以防尘。但是需要注意的是，此处尽管润滑油会在重力的作用下往下流，但是由于轴承的高速旋转，会将油封在端盖与上面轴承之间，且油量油压逐渐增大，单靠骨架油封不足以到密封的作用。不仅造成润滑油从骨架油封处泄露，也会让下面的轴承得不到润滑而磨损、温度升高、产生噪音，并最终报废。因此，此处给出回油孔（图三），为保证回油畅通，建议回油孔径的截面积应大于入油孔径截面积的25倍。
图（三）输入轴处密封 图（四）齿圈与轴承座处密封
（2）齿圈与轴承座处的密封。齿圈与轴承座的密封在以前其他减速器的设计中主要是靠加工精度保证的，对加工精度及装配要求高，并且在长时间的工作中，由于震动等原因，易发生渗漏油。这里主要采用两种方法来加强密封：
a在接触面加密封圆橡胶（图 四）。
b装配时在接触面抹上密封胶。
（3）输出轴的密封。本减速器采用瀑布式强制润滑，较大的油量使润滑充分，避免了齿轮过度磨损、点蚀现象及轴承发热等问题的产生。但是较大的润滑油量会对密封造成压力，尤其是立式结构的输出轴处的密封，传统的密封方法在这里已不能满足输出轴端的密封要求。这里针对输出轴处的结构进行设计，给出了一套可行的立式行星减速器输出轴端密封方案(图 五）。
7 小结
该大型塔式磨机减速器采用两级立式行星结构，在保证大功率、大速比的同时，使整机结构紧凑，体积小，重量轻；并运用行星齿轮速比优化分配、齿轮修形和均载等设计方法，使整机承载能力更高，传动更平稳，噪音水平更低；合理的润滑及密封设计，使整机在恶劣工况下运行安全可靠，寿命长。
参考文献：
[1]成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2002
[2]朱孝录主编.齿轮传动设计手册.北京：化学工业出版社，2004.7
[3]饶振纲.行星齿轮传动设计.北京：化学工业出版社，2003.9
[4]丁康等主编.齿轮及齿轮箱故障诊断实用技术.北京:机械工业出版社，2006
关键词：大型塔式磨机；双行星减速器；速比优化；均载；润滑与密封
1 前言
塔式磨机相对于球磨机节能约50%，且结构简单，磨矿效率高，在超细粉碎行业得到了广泛的应用，目前在国内外的化工、新材料、建材、矿山等领域获得了广泛应用。从目前国内外的情况看，塔式磨机的需求量越来越大，且逐渐向着大型化的方向发展。作为塔式磨机的核心设备，塔式磨机减速器的功率也随着磨机功率的增大而增大，其稳定可靠的运行，对塔式磨机而言至关重要。同时，由于其安装在塔式磨机之上，其上又固定着电机（图 一），一旦发生故障，检修维护非常困难。势必会造成整个生产线的运行停止，给生产效益带来无法估量的损失。
因此，对于大型塔式磨机来说，配套的减速器必须安全可靠，本文以我厂新开发的TMLX1120塔式磨机行星减速器为例，阐述了大型塔式磨机减速器的设计。
2 技术参数及结构设计
图（二） 塔式磨机减速器的结构
该塔式磨机减速器的传递功率1120KW ，输入转速940r/min， 传动比52，输出扭矩610KN。
塔式磨机减速器作为塔式磨机的核心设备，起到传递扭矩的作用，其不但要满足主轴旋转速度、传动方向的要求;同时，由于特殊的安装位置，也要求塔式磨机行星减速器驱动装置必须符合效率高、传动比大、体积小要求。通过借鉴国内外不同规格和型式的塔式磨机减速器的优点，以及根据它们在现场的实际运行特点及使用情况，我们决定采用立式双行星结构（图 二）。
3 双行星传动速比的优化分配
充分利用各种传动型式的最佳传动比范围可以极大提高产品的承载能力和获得最小的产品外形尺寸。该减速器总速比52-53，采用两级NGW行星传动，一级速比8.89，二级速比5.89。输入级采用大速比，是为了减小齿轮轮线速度及行星架转速，有利于动平衡和减少发热及噪声。
两级传动的啮合角按照=24°～26.5°，=17.5°～21°范围选取，并通过合理分配变位系数，不仅提高减速器的承载能力，同时由于＞，太阳轮与行星轮啮合的径向力也比较大，有利于太阳轮和行星架浮动，从而提高均载效果。
4 行星传动结构的载荷均布技术
输入级和输出级均为NGW型功率分流行星齿轮传动。输入行星级采用行星架完全浮动技术，以及行星齿轮采用调心滚子轴承支撑结构，达到均载的目的。输出行星级采用太阳轮完全浮动技术,利用鼓形齿联轴器联接，达到均载的目的。
5 减速器的润滑
对于大型塔式磨机来说，配套的减速器必须安全可靠，而对于采用双行星立式结构的磨机减速器来说，要保证其可靠性，就必须保证减速器箱体内轴承及各齿轮润滑点的充分润滑和减速器的密封。塔式磨机行星减速器采用采用自上而下的瀑布式强制润滑，由主机油站提供润滑油，考虑到现场安装，尽量简化外部接口。
6 减速器的密封
（1）输入轴处的密封。在端盖处给出一骨架油封，一方面封住轴旋转而带出的润滑油，另一方面可以防尘。但是需要注意的是，此处尽管润滑油会在重力的作用下往下流，但是由于轴承的高速旋转，会将油封在端盖与上面轴承之间，且油量油压逐渐增大，单靠骨架油封不足以到密封的作用。不仅造成润滑油从骨架油封处泄露，也会让下面的轴承得不到润滑而磨损、温度升高、产生噪音，并最终报废。因此，此处给出回油孔（图三），为保证回油畅通，建议回油孔径的截面积应大于入油孔径截面积的25倍。
图（三）输入轴处密封 图（四）齿圈与轴承座处密封
（2）齿圈与轴承座处的密封。齿圈与轴承座的密封在以前其他减速器的设计中主要是靠加工精度保证的，对加工精度及装配要求高，并且在长时间的工作中，由于震动等原因，易发生渗漏油。这里主要采用两种方法来加强密封：
a在接触面加密封圆橡胶（图 四）。
b装配时在接触面抹上密封胶。
（3）输出轴的密封。本减速器采用瀑布式强制润滑，较大的油量使润滑充分，避免了齿轮过度磨损、点蚀现象及轴承发热等问题的产生。但是较大的润滑油量会对密封造成压力，尤其是立式结构的输出轴处的密封，传统的密封方法在这里已不能满足输出轴端的密封要求。这里针对输出轴处的结构进行设计，给出了一套可行的立式行星减速器输出轴端密封方案(图 五）。
7 小结
该大型塔式磨机减速器采用两级立式行星结构，在保证大功率、大速比的同时，使整机结构紧凑，体积小，重量轻；并运用行星齿轮速比优化分配、齿轮修形和均载等设计方法，使整机承载能力更高，传动更平稳，噪音水平更低；合理的润滑及密封设计，使整机在恶劣工况下运行安全可靠，寿命长。
参考文献：
[1]成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2002
[2]朱孝录主编.齿轮传动设计手册.北京：化学工业出版社，2004.7
[3]饶振纲.行星齿轮传动设计.北京：化学工业出版社，2003.9
[4]丁康等主编.齿轮及齿轮箱故障诊断实用技术.北京:机械工业出版社，2006