摘 要：自磨機(jī)是一種常見的磨礦設(shè)備，不需要添加任何介質(zhì)，僅依靠物料自身進(jìn)行磨碎，因此又稱為無介質(zhì)磨機(jī)。但為了提高處理能力，磨碎難磨礦石，有時在自磨機(jī)中加入少量鋼球（占磨機(jī)容積的6%左右），因此又往往稱為“半自磨”。φ1800×900半自磨機(jī)是一種開式齒輪傳動設(shè)備，對于齒輪傳動設(shè)備設(shè)計來說，模數(shù)確定是齒輪副設(shè)計的關(guān)鍵。通過介紹了該半自磨機(jī)齒輪副強(qiáng)度校核，驗證了齒輪副模數(shù)選取的合理性，為類似規(guī)格的半自磨機(jī)齒輪副模數(shù)確定提供了借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：半自磨機(jī)；模數(shù)；齒輪副；設(shè)計；確定

半自磨機(jī)是一種開式齒輪傳動設(shè)備，傳動設(shè)備齒輪副模數(shù)確定是齒輪副設(shè)計的關(guān)鍵，齒輪副結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性對整機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性起決定性作用，因此通過齒輪副強(qiáng)度校核驗證齒輪副模數(shù)確定的合理性對整機(jī)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)有很大的意義。

1.半自磨機(jī)簡介

φ1800×900半自磨機(jī)是北方重工集團(tuán)工程實驗中心礦物分選實驗室的核心設(shè)備，該設(shè)備由給料部、進(jìn)料端軸承部、進(jìn)料部、筒體部、傳動部、出料部、出料端軸承部、基礎(chǔ)部、電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器等部分組成。其中傳動部包括大齒輪、小齒輪等部件。大齒輪材質(zhì)為ZG310～570，小齒輪材質(zhì)為40Cr。

φ1800×900半自磨機(jī)主要參數(shù)見表1。

2.齒輪副模數(shù)強(qiáng)度校核

對于齒輪傳動的強(qiáng)度校核，根據(jù)資料，一般考慮兩個方面：

（1）齒面接觸強(qiáng)度；

（2）齒根彎曲強(qiáng)度。

本半自磨機(jī)為開式齒輪傳動，對開式傳動，一般只按彎曲強(qiáng)度計算值增大10%～20%。

根據(jù)公式： （mm） （1）

式中： 為螺旋角 系數(shù)，根據(jù)直齒輪 =0。查機(jī)械設(shè)計手冊，取 =12.6；

K為載荷系數(shù)，本齒輪精度為8級，取較大值，取K=2；

為小齒輪（或大齒輪）的額定轉(zhuǎn)距（N·m）；

根據(jù)公式：P= （2）

式中：P為傳動所需電動機(jī)功率（Kw），P=55kw；

n為圓筒轉(zhuǎn)速（r/min），n=25.7r/min；

為總傳動功率，取 =0.84；

將上述數(shù)值代入式（2）得 =17158.72

為齒寬系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計手冊， 取 =0.45；

為小齒輪齒數(shù)， =23；

為復(fù)合齒輪系數(shù)；

根據(jù)公式： （3）

式中： 為齒形系數(shù)，查表根據(jù)外齒輪x=0， =2.69；

為應(yīng)力修正系數(shù)，查表根據(jù)外齒輪x=0， =1.575；

所以 =2.69×1.575=4.23675

為雙向受力輪齒的許用應(yīng)力（N·m）

≈0.5 = （4）

式中 為試驗齒輪的彎曲疲勞極限（N/mm2），根據(jù)小齒輪材質(zhì)為40Cr及熱處理要求表面淬火，查機(jī)械設(shè)計手冊， =740；

現(xiàn)將所有數(shù)值代入式（1）：

因為在手冊中提到對開式傳動，一般只按彎曲強(qiáng)度計算，并將由公式算得的法向模數(shù) 值增大10～20 % ；所以 的值應(yīng)為： ≥12×1.2=14.6，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊齒輪推薦法向模數(shù)表第一系列，取 =16。

考慮到半自磨機(jī)筒體運行時物料和鋼球的不均衡分布及潤滑條件等因素，設(shè)計時選定m=16完全可以滿足本半自磨機(jī)動力傳動的需要。

3.現(xiàn)場運行情況

φ1800×900半自磨機(jī)在北方重工集團(tuán)工程實驗中心運行近半年，運行平穩(wěn)，產(chǎn)量和粒級達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范，完全滿足磨礦系統(tǒng)運行要求。

4.結(jié)論

通過φ1800×900半自磨機(jī)的齒輪副強(qiáng)度校核，結(jié)合現(xiàn)場實際運行情況，證明半自磨機(jī)齒輪副模數(shù)選取合理可靠，為類似規(guī)格的半自磨機(jī)齒輪副模數(shù)的確定提供了借鑒和參考。

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作者簡介：

陳歡（1982—），男，工程師，工程碩士，現(xiàn)從事冶金、礦山工藝設(shè)備設(shè)計和實驗工作。