【摩擦襯墊廠家】氧化鋁用磨機大齒輪結構

大型磨機，尤其是球磨機，其大齒輪的輪緣較大，筒體直徑較小，對于分瓣齒輪的緊固，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在運轉過程中分瓣齒輪連接的可靠性和緊密性，防止分瓣齒輪結合面處出現縫隙或相對滑移，以確保開式大小齒輪嚙合的平穩傳動。由于磨機大齒輪法蘭與筒體和端蓋三體緊固，某種意義上來說，可將它們視為一個整體，因此，礦用磨機分瓣齒輪緊固螺栓的計算方式是，求解出齒輪嚙合周向力，根據承受翻轉力矩螺栓組的受力求解出各螺栓載荷，從而進行螺栓選型。

圖1 分瓣齒輪緊固螺栓示意

氧化鋁用磨機的磨內溫度高達 95 ℃ 左右，而大齒輪表面運行溫度約為 50 ℃。對于平面薄板材料來說，由溫度梯度所產生的熱應力公式為

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

磨機齒輪從法蘭到齒面的熱應力由大逐漸變小，由于分瓣齒輪的結構特性，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合面處剛度最弱，是熱應力的釋放源，導致分瓣齒輪發生變形，產生位移，運行過程中出現結合面楔形張口現象，緊固螺栓也出現了塑性變形。

齒輪法蘭處的熱應力最大，針對此現象，將分瓣齒輪的結合面優化為非接觸間隙設計，以便磨機運行中產生的熱應力從此處釋放。經過熱力耦合分析，結構優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，實際運行要優于此值。但是此結構優化帶來的問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，無法有效緊固。因此分瓣齒輪聯接螺栓組的預緊力如果計算不當，一是聯接螺栓的緊密性不能保證，二是后排螺栓施加的預緊力在安裝過程中就會造成分瓣齒輪結合面張口。