防爆切管在天然氣道切割中的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

防爆切管機(jī)的齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛和特別重要的一種機(jī)械傳動(dòng)形式。隨著管道生產(chǎn)工藝的日益進(jìn)步和管道搶維修作業(yè)要求的提高，對(duì)切管機(jī)的齒輪傳動(dòng)的速度、承載能力、可靠性、效率以及體積、重量等技術(shù)指標(biāo)提出了更高的要求。

而管道切割行業(yè)內(nèi)廣泛采用的行星齒輪傳動(dòng)正是為了滿足這些要求發(fā)展起來(lái)的，在各種機(jī)械和高科技領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛用來(lái)代替普通的定軸齒輪專動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)。

行星顧名思義就是圍繞恒星轉(zhuǎn)動(dòng)，因此行星減速器就是如此，由三個(gè)或以上行星輪圍繞一個(gè)中心輪旋轉(zhuǎn)的減速器。它有體積小，重量輕，承載能力高，傳動(dòng)效率高，精度高，減速范圍廣，使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低等諸多優(yōu)點(diǎn)。而且NGW行星齒輪減速器能在保證精密傳動(dòng)的前提下，降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載/電機(jī)/液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比。因此，NGW行星齒輪減速器在帶壓開(kāi)孔和管道切割等機(jī)械設(shè)備的減速及精準(zhǔn)控制。

行星齒輪的套數(shù)也會(huì)對(duì)切管機(jī)的工作效率產(chǎn)生影響。由于一套行星齒輪無(wú)法滿足較大的傳動(dòng)比，有時(shí)需要2套或者3套來(lái)滿足用戶較大的傳動(dòng)比的要求，由于增加了行星齒輪的數(shù)量，所以2級(jí)或3級(jí)減速機(jī)的長(zhǎng)度會(huì)有所增加，效率會(huì)有所下降。

本文主要掌握行星齒輪減速器的工作原理，對(duì)其的行星傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)行星減速器的齒輪、軸、軸承進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，對(duì)減速器的均載機(jī)構(gòu)、箱體零件和潤(rùn)滑也做了相應(yīng)的分析。

在1880年的德國(guó)，有人發(fā)明了第一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)裝置。自19世紀(jì)以來(lái)，隨著機(jī)械工業(yè)特別是汽車和飛機(jī)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)裝置的發(fā)展有很大影響。1920年，成功制造出第一臺(tái)行星差動(dòng)傳動(dòng)并用作汽車的差速器。從1938年起德國(guó)集中發(fā)展汽車用的行星齒輪專動(dòng)裝置。而高速大功率行星齒輪傳動(dòng)的廣泛實(shí)際應(yīng)用，首先是德國(guó)在1951年獲得成功。1958年后，英、意、日、美、蘇、瑞士等國(guó)緊跟著獲得成功，投入生產(chǎn)并普遍應(yīng)用。如：德國(guó)Renk公司生產(chǎn)的船用行星減速器，功率為11030KW；英國(guó)的Allen齒輪公司的壓縮機(jī)用行星減速器，功率為25740kW。至于低速重載行星減速器經(jīng)過(guò)研發(fā)后由系列產(chǎn)品發(fā)展到生產(chǎn)特殊產(chǎn)品，如：法國(guó)的Citroen公司生產(chǎn)了用于水泥磨、榨糖機(jī)、礦山設(shè)備的行星減速器，輸入轉(zhuǎn)矩3900KW.m，重量達(dá)125t；德國(guó)的Renk公司生產(chǎn)了礦井提升機(jī)的行星減速器，輸出轉(zhuǎn)矩350KW.m，傳動(dòng)比13，功率16000kw，日本的宇都興產(chǎn)公司生產(chǎn)了一臺(tái)3200KW，輸出轉(zhuǎn)矩2100kw.m，傳動(dòng)比720/280的行星減速器。

至于國(guó)內(nèi)對(duì)行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)及運(yùn)用，我國(guó)自上世紀(jì)五十年代就開(kāi)始了，但前期由于受加工手段、設(shè)計(jì)理念與水平、熱處理質(zhì)量、材料等方面限制，我國(guó)在行星齒輪傳動(dòng)方面還只是處于起步階段，以至于我國(guó)的高性能行星齒輪箱，如磨機(jī)齒輪箱等都采用進(jìn)口產(chǎn)品。

自改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)多家單位引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了消化吸收和創(chuàng)新發(fā)展，使得國(guó)內(nèi)的行星傳動(dòng)技術(shù)與制造技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

在基礎(chǔ)研究方面，通過(guò)國(guó)內(nèi)相關(guān)高校、研究院所以及企業(yè)的合作，在行星傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、均載技術(shù)、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析及制造裝配技術(shù)等方面都取得了一系列的突破，使得我國(guó)全面掌握行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)并形成了一批具有較強(qiáng)實(shí)力的研發(fā)制造機(jī)構(gòu)。繼西安重型機(jī)械研究所聯(lián)合多家單位推出國(guó)內(nèi)第一代通用行星齒輪減速器產(chǎn)品并完成其標(biāo)準(zhǔn)化后，目前正在推出性能更為先進(jìn)、結(jié)構(gòu)更為合理的新一代行星齒輪減速器產(chǎn)品。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)其他單人閏也開(kāi)發(fā)出了一系列專用行星齒輪產(chǎn)品。在制造手段方面，近二十年來(lái)通過(guò)引進(jìn)及自主開(kāi)發(fā)的插齒機(jī)、磨齒機(jī)、熱處理裝置及加工中心的廣泛應(yīng)用，大大提升了制造水平，在硬件上也切實(shí)地保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

行星齒輪傳動(dòng)可根據(jù)組成的基本構(gòu)件不同劃分為：2K-H型、3K型和K-H-V三種。其中基本構(gòu)件代號(hào)：H-行星架；K-中心輪；V-輸出機(jī)構(gòu)。

行星齒輪傳動(dòng)還可以按照齒輪嚙合方式的不同劃分為：NGW型、NN型、NW型、WW型、N型、NGWN型和ZUWGW型等。代號(hào)為：G-外嚙合齒輪；N-內(nèi)嚙合齒輪；ZU-錐齒輪。

根據(jù)燃?xì)夤艿狼懈钭鳂I(yè)特點(diǎn)，要求防爆切管機(jī)軸向尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、傳動(dòng)比較大、傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)。再結(jié)合切管機(jī)內(nèi)部傳動(dòng)類型的特點(diǎn)，選擇NGW型行星傳動(dòng)完全可以滿足要求，但由于NGW型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比較小，因此采用二級(jí)傳動(dòng)。