摘要：XMQ×球磨机是实验室常用的磨矿设备。文中对传统结构和安装有摆线针轮减速机的球磨机进行结构分析比较，并着重介绍了摆线针轮减速机的结构特点、选型方法和工作原理。采用摆线针轮减速机可使整机结构简单，零件数量减少，且体积小、质量轻、造价低、机械效率高等特点。
关键词：球磨机；摆线针轮减速机
0引言
XMQ×球磨机传统的传动系统上是采用自制齿轮减速机构，传动系统质量重，造价高，加工周期长、安装拆卸难度大。本文介绍了安装有摆线针轮减速机的XMQ×型球磨机的结构特点，阐述摆线针轮减速机应用在球磨机上的优势。
1球磨机传动结构分析
球磨机是实验室磨矿主要设备，可供实验室湿法磨细矿石之用，也可供冶金、建材、化工轻工、煤炭、水电、农业和地质实验工作中的人工重砂、矿石技术加工等磨细物料之用[1]。传统球磨机传动形式是齿轮传动。
传统XMQ×型球磨机主要技术参数是滚筒尺寸Φ×mm，电机功率1.1kw，电机转速r/min，滚筒转速63±2r/min。图1为传统XMQ×型球磨机传动结构示意图，电动机2经过齿轮系3，带动球磨滚筒1滚动。由于空间限制，只能采用两级齿轮减速，为了获得较高的减速比，需要采用6级电机驱动。
这种传动结构齿轮箱体积庞大，且都为非标零件，需要特殊加工，加工难度大，质量重，造价高，安装拆卸难度大。
2摆线针轮减速机的结构特点
摆线针轮减速机是采用摆线针尺啮合的、少齿差行星传动原理设计而成的一种新型传动机械，已广泛地应用到各个领域[2]。
摆线针轮减速机可分为：输入、减速、输出三个部分。在输入轴上装有一个错位°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构。
与普通减速器比较，摆线针轮减速机具有一下优点：
1）结构紧凑、体积小。由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其获得尽可能小的尺寸。
2）高速比、高效率。摆线针轮减速机单级传动速比能达到1:87，效率在90%以上，如果采用多级传动，减速比更大。
3）运转平稳、噪声低。摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大，以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在最小程度。
4）使用可靠、寿命长。摆线针轮减速机主要零件采用高碳铬钢材料，经淬火处理（HRC58～62）获得高强度，并且部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长。
图1传统球磨机传动结构示意图
1.球磨滚筒；2.电动机；3.齿轮系
图2采用摆线针轮减速机的球磨机传动系统图
1.球磨滚筒；2.电动机；3.摆线针轮减速机；
4.小皮带轮；5.大皮带轮
3采用摆线针轮减速机的XMQ×型球磨机
采用摆线针轮减速机的球磨机传动系统如图2所示，电动机2经过摆线针轮减速机3降低速度后，带动小皮带轮4旋转，球磨滚筒1与大皮带轮5通过螺栓连接固定。小皮带轮4通过三角带带动球磨滚筒1与大皮带轮5转动[3]。
摆线针轮减速机的选型分如下几种情况[4]：
1）减速机输入轴转速等于标准减速机额定转速时：P×KA/η≤P1P，式中：P—负载功率kw、KA—工况系数、η—减速机效率、P1P—减速机输入功率kw；
2）按减速机输出轴转矩选型时：T≤TP，式中：T—负载工作转矩N·M、TP—减速机需用输出转矩N·M，当减速机短期瞬时载荷超过稳定载荷的%时，应按尖峰载荷选择，应保证Tmax/1.6≤TP，式中：Tmax—负载最大尖峰转矩N·M；
3）减速机输入转速不等于额定转速时，应按TC≤TP选型：TC=（n/n1）1/ε，式中：TC—计算工作转矩、n—实际输入转速r/min、n1—减速机额定输入转速r/min、ε—转臂轴承寿命指数（球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3）、TP—减速机需用输出转矩N·M、T—负载工作转矩。然后按T≤Tmax验算，若满足则选型合适，否则，应选择较大型号；
4）如果输入的转速是变化的，应根据使用条件确定。若要求功率一定，则应按最低转速选型。若要求转矩一定，则应按最高转速选型。
采用摆线针轮减速机的球磨机设计特点：
1）摆线针轮减速机属于成型产品，系列化程度高，规格齐全，在球磨机上选用可缩短产品设计周期。
2）采用摆线针轮减速机的球磨机，由于去除了原有的齿轮箱，减少零部件加工量，装配效率也大幅提高，从而加快产品的生产周期，同时降低成本。
3）同等体积下，采用摆线针轮减速机的减速比要远大于齿轮减速机，所以XMQ×型球磨机的电机可选用4极电机，从而降低电机成本。
4）摆线针轮减速机与电机融为一体，结构简单、紧凑、体积小、质量轻。
5）摆线针轮减速机已是专业化生产，质量稳定，故障率低，易于保养维护。
4结论
1）球磨机采用摆线针轮减速机，改变了笨重的传统传动结构，使整机结构简化，减少零件数量，体积小，质量轻，造价低。
2）球磨机采用摆线针轮减速机，便于产品系列化，加快产品的设计生产周期。
3）摆线针轮减速机专业化生产，已被广泛应用于各类机械设备，产品质量好，价格低，且保养维修方便。
作者
吉林省地质技术装备研究所
李晓宇，杨沫，张先成，韩佳君
参考文献：
[1]《中国选矿设备手册》编委会.中国选矿设备手册[M].北京:科学出版社，.
[2]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,.
[3]吉林省探矿机械厂.XMQ×型球磨机产品说明书.[Z]长春,.
[4]江苏泰隆减速机股份有限公司.摆线针轮减速机样本[Z].徐州,.
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