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              減速器與新技術緊密結合,發展良好!

              時間: 2017-07-26 14:05 來源:www.2aforum.com 作者: 江蘇泰隆減速機股份有限公司

              減速器與新技術緊密結合,發展良好!

              減速機的發展及種類  20世紀70-80年代,世界上減速器技術有了很大的發展,且與新技術革命的發展緊密結合。通用減速器的發展趨勢如下:    
               
              ①高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒,承載能力提高4倍以上,體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。    
               
              ②積木式組合設計;緟挡捎脙炏葦,尺寸規格整齊,零件通用性和互換性強,系列容易擴充和花樣翻新,利于組織批量生產和降低成本。    
               
              ③型式多樣化,變型設計多。擺脫了傳統的單一的底座安裝方式,增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯接,多方位安裝面等不同型式,擴大使用范圍。  
               
              促使減速器水平提高的主要因素有:   
               
               ①理論知識的日趨完善,更接近實際(如齒輪強度計算方法、修形技術、變形計算、優化設計方法、齒根圓滑過渡、新結構等)。   
               
              ②采用好的材料,普遍采用各種優質合金鋼鍛件,材料和熱處理質量控制水平提高。  
               
              ③結構設計更合理。   
               
              ④加工精度提高到ISO5-6級。  
               
              ⑤軸承質量和壽命提高。  
               
              ⑥潤滑油質量提高。    
               
              自20世紀60年代以來,我國先后制訂了JB1130-70《圓柱齒輪減速器》等一批通用減速器的標淮,除主機廠自制配套使用外,還形成了一批減速器專業生產廠。目前,全國生產減速器的企業有數百家,年產通用減速器25萬臺左右,對發展我國的機械產品作出了貢獻。    
               
              20世紀60年代的減速器大多是參照蘇聯20世紀40-50年代的技術制造的,后來雖有所發展,但限于當時的設計、工藝水平及裝備條件,其總體水平與國際水平有較大差距。    
               
              改革開放以來,我國引進一批先進加工裝備,通過引進、消化、吸收國外先進技術和科研攻關,逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設計制造技術。材料和熱處理質量及齒輪加工精度均有較大提高,通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179-60的8-9級提高到GB10095-88的6級,高速齒輪的制造精度可穩定在4-5級。部分減速器采用硬齒面后,體積和質量明顯減小,承載能力、使用壽命、傳動效率有了較大的提高,對節能和提高主機的總體水平起到很大的作用。    
               
              我國自行設計制造的高速齒輪減(增)速器的功率已達42000kW ,齒輪圓周速度達150m/s以上。但是,我國大多數減速器的技術水平還不高,老產品不可能立即被取代,新老產品并存過渡會經歷一段較長的時間。    
               
              減速機的種類    
               
              減速機是一種相對精密的機械,使用它的目的是降低轉速,增加轉矩。它的種類繁多,型號各異,不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多,按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器;按照傳動級數不同可分為單級和多級減速器;按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器;按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。以下是常用的減速機分類:    
               
              ⑴擺線針輪減速機   ⑵硬齒面圓柱齒輪減速器  ⑶行星齒輪減速機  ⑷軟齒面減速機
               
              ⑸三環減速機  ⑹起重機減速機  ⑺蝸桿減速機   ⑻軸裝式硬齒面減速機  ⑼無級變速器    
               
              蝸輪蝸桿減速機的主要特點是具有反向自鎖功能,可以有較大的減速比,輸入軸和輸出軸不在同一軸線上,也不在同一平面上。但是一般體積較大,傳動效率不高,精度不高。諧波減速機的諧波傳動是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運動和動力的,體積不大、精度很高,但缺點是柔輪壽命有限、不耐沖擊,剛性與金屬件相比較差。輸入轉速不能太高。行星減速機其優點是結構比較緊湊,回程間隙小、精度較高,使用壽命很長,額定輸出扭矩可以做的很大。但價格略貴。(end)   
               
               國內外減速器的現狀 
               
               1.國外減速器現狀?齒輪減速器在各行各業中十分廣泛地使用著,是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大,或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的減速器,以德國、丹麥和日本處于領先地位,特別在材料和制造工藝方面占據優勢,減速器工作可靠性好,使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主,體積和重量問題,也未解決好。最近報導,日本住友重工研制的FA型高精度減速器,美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器,在傳動原理和結構上與本項目類似或相近,都為目前先進的齒輪減速器。當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發展。因此,除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外,還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創新,平動齒輪傳動原理的出現就是一例。減速器與電動機的連體結構,也是大力開拓的形式,并已生產多種結構形式和多種功率型號的產品。目前,超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫療、生物工程、機器人等領域中,微型發動機已基本研制成功,美國和荷蘭近期研制的分子發動機的尺寸在納米級范圍,如能輔以納米級的減速器,則應用前景遠大。  
               
              2.國內減速器現狀?國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主,但普遍存在著功率與重量比小,或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外,材料品質和工藝水平上還有許多弱點,特別是大型的減速器問題更突出,使用壽命不長。國內使用的大型減速器(500kw以上),多從國外(如丹麥、德國等)進口,花去不少的外匯。60年代開始生產的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大,體積小、機械效率高等優點?。但受其傳動的理論的限制,不能傳遞過大的功率,功率一般都要小于40kw。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質方面沒有突破,因此,沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。90年代初期,國內出現的三環(齒輪)減速器,是一種外平動齒輪傳動的減速器,它可實現較大的傳動比,傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕,結構簡單,效率亦高。由于該減速器的三軸平行結構,故使功率/體積(或重量)比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上,這在使用上有許多不便。北京理工大學研制成功的"內平動齒輪減速器"不僅具有三環減速器的優點外,還有著大的功率/重量(或體積)比值,以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優點,處于國內領先地位。國內有少數高等學校和廠礦企業對平動齒輪傳動中的某些原理做些研究工作,發表過一些研究論文,在利用擺線齒輪作平動減速器開展了一些工作。
               
              二、平動齒輪減速器工作原理簡介,平動齒輪減速器是指一對齒輪傳動中,一個齒輪在平動發生器的驅動下作平面平行運動,通過齒廓間的嚙合,驅動另一個齒輪作定軸減速轉動,實現減速傳動的作用。平動發生器可采用平行四邊形機構,或正弦機構或十字滑塊機構。本成果采用平行四邊形機構作為平動發生器。平動發生器可以是虛擬的采用平行四邊形機構,也可以是實體的采用平行四邊形機構。有實用價值的平動齒輪機構為內嚙合齒輪機構,因此又可以分為內齒輪作平動運動和外齒輪作平動運動兩種情況。外平動齒輪減速機構,其內齒輪作平動運動,驅動外齒輪并作減速轉動輸出。該機構亦稱三環(齒輪)減速器。由于內齒輪作平動,兩曲柄中心設置在內齒輪的齒圈外部,故其尺寸不緊湊,不能解決體積較大的問題。?內平動齒輪減速,其外齒輪作平動運動,驅動內齒輪作減速轉動輸出。由于外齒輪作平動,兩曲柄中心能設置在外齒輪的齒圈內部,大大減少了機構整體尺寸。由于內平動齒輪機構傳動效率高、體積小、輸入輸出同軸線,故由廣泛的應用前景。? 
               
              三、本項目的技術特點與關鍵技術? 1.本項目的技術特點,本新型的"內平動齒輪減速器"與國內外已有的齒輪減速器相比較,有如下特點:
               
              (1)傳動比范圍大,自I=10起,最大可達幾千。若制作成大傳動比的減速器,則更顯示出本減速器的優點。
               
              (2)傳遞功率范圍大:并可與電動機聯成一體制造。
               
              (3)結構簡單、體積小、重量輕。比現有的齒輪減速器減少1/3左右。
               
              (4)機械效率高。嚙合效率大于95,整機效率在85以上,且減速器的效率將不隨傳動比的增大而降低,這是別的許多減速器所不及的。 
               
              (5)本減速器的輸入軸和輸出軸是在同一軸線上。本減速器與其它減速器的性能比較見表1。因缺少數據,表中所列的各減速器的功率/重量比是最優越的。  
               
              表1 各類減速器比較  型號 功率(kw) 減速比 質量(kg) QI-450 93 31.5 1820 ZSY-250 95 31.5 540 NGW-92 88.1 31.5 577 SEW(德國) 90 28.6 1 1300 NP-100 100 30 400  注:NP-100為內平動齒輪減速器,SEW減速器的質量含電機。  
               
              2.本項目的關鍵技術?由圖2可知,"內平動齒輪減速器"是由內齒輪Z2、外齒輪Z1和平行四邊形機構組合而成的。它的傳動原理是:電機輸入旋轉運動,外齒輪作平行移動,其圓心的運動軌跡是一個圓,與之嚙合的內齒輪則作定軸轉動。因為外齒輪作平行移動,所以稱謂平動齒輪機構。齒輪的平行移動需要有輔助機構幫助實現的,可采用(6~12副)銷軸、滾子作為虛擬輔助平動機構,也可以采用偏心軸作為實體輔助平動機構。內平動齒輪減速器的關鍵技術和關鍵工藝是組成平行四邊形構件的尺寸計算及其要求的加工精度、輪齒主要參數的選擇。這些因數都將影響傳動的能力和傳動的質量?偟恼f,組成本減速器的各零部件都要求有較高的精度,它們將決定著減速器的整體傳動質量。3.本項目的概況本項目已獲得中國實用新型專利,專利號:ZL95227767.0?。?本項目自1995年試制出第一臺樣機(功率2.5kW,傳動比I=32)后,陸續與一些廠礦合作,設計了下面幾種不同功率、不同傳動比的減速器。
               
              (1)電動推拉門用減速器,功率550W,傳動比I=26,與電機連成一體。
               
              (2)攪拌機用減速器,功率370W,傳動比I=17。
               
              (3)某軍品用的兩種減速器,一種功率370W,傳動比I=23.5;另一種功率370W,傳動比I=103的二級傳動減速器。
               
              (4)鋼廠大包回轉臺減速器,功率7.5kw,傳動比I=64。
               
              (5)鋼廠輥道減速器,功率7.5kw,傳動I=11。在本專利的基礎上,已研制出一種新型超大型減速器,功率可達1000kw,目前正在研制超小型(外型尺寸為毫米級)的微型減速器。    
               
              市場需求 分析 1.市場需求前景?同平動齒輪減速器由于體積小,重量輕,傳動效率高,將會節省可觀的原料和能源。因此,本減速器是一種節能型的機械傳動裝置,也是減速器的換代產品。?本減速器可廣泛應用于機械,冶金、礦山、建筑、航空、軍事等領域。特別在需要較大減速比和較大功率的各種傳動中有巨大的市場和應用價值。
               
               2.社會經濟效益?現有的各類減速器多存在著消耗材料和能源較多,對于大傳動比的減速器,該問題更為突出。而本新型減速器具有獨特的優點。由于減速裝置在各部門中使用廣泛,因此,人們都十分重視研究這個基礎部件。不論在減小體積、減輕重量、提高效率、改善工藝、延長使用壽命和提高承載能力以及降低成本等等方面,有所改進的話,都將會促進資源(包括人力、材料和動力)的節省。 可以預見,本新型減速器在國內外市場中的潛力是很大的,特別是我國超大型減速器(如水泥生產行業,冶金,礦山行業都需要超大型減速器)大多依靠進口,而本減速器的一個巨大優勢就是可以做超大型的減速器,完全可以填補國內市場的空白,并將具有較大的經濟效益和社會效益。   
               
              國內減速機目前呈現出三國狀態,主要浙江的溫州、江蘇的泰興、山東淄博等地做為生產基地,而三地各自生產的產品都不相同,目前國內主要減速機廠家有江蘇泰隆減速機股份有限公司等為代表.
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