肖鵬高，李鄭凱，金會(huì)濤
（洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）
引言
立磨減速機(jī)裝置用于把主電機(jī)的扭矩傳給立磨磨盤，使磨盤作中速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將磨盤的載荷傳給與減速機(jī)輸出軸相聯(lián)結(jié)的法蘭盤，再通過法蘭下部的推力軸承傳給減速機(jī)箱體，最后傳入地下。立磨減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能是向減速機(jī)的推力軸承提供定量高壓油，起靜壓支承作用；以及向減速機(jī)內(nèi)的齒輪和軸承提供低壓油，起潤(rùn)滑、冷卻和沖洗作用。本文介紹了立磨減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中常用的三種高壓分流方式，并對(duì)三種分流方式進(jìn)行了對(duì)比分析。
01 立磨減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理
立磨減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)由高壓供油系統(tǒng)和低壓供油系統(tǒng)組成，原理見圖1。
圖1 立磨減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)原理
(1)低壓供油系統(tǒng)。減速機(jī)電機(jī)開啟前，先開啟低壓泵電機(jī)2，低壓泵1從減速機(jī)箱體吸油，經(jīng)單向閥4—過濾器6—冷卻器7—流量計(jì)8后，一部分油液經(jīng)減壓閥9向高壓系統(tǒng)供油；其余油液流向滑動(dòng)軸承油池和齒輪箱各軸承、齒輪潤(rùn)滑點(diǎn)作潤(rùn)滑和冷卻用，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)油液進(jìn)行清潔過濾。
(2)高壓供油系統(tǒng)。低壓油流穩(wěn)定后，再開啟高壓泵電機(jī)12，4個(gè)高壓泵11從低壓系統(tǒng)吸油，每個(gè)高壓油泵輸出的油液經(jīng)分流裝置13分流后輸岀同流量的4路高壓油，向減速機(jī)的16個(gè)推力軸承輸送，使止推壓力板浮起，在平面推力軸承與止推壓力板之間形成一定厚度的油膜，以避免出現(xiàn)混合摩擦而損壞軸承。高壓油流穩(wěn)定后，即可開啟減速機(jī)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)減速機(jī)。
02 常用的高壓分流方式
2.1 采用液壓同步馬達(dá)的分流裝置
液壓同步馬達(dá)是將若干個(gè)結(jié)構(gòu)和排量相同的液壓馬達(dá)機(jī)械串聯(lián)在一起形成的同步分流器。在理論上，如果每一聯(lián)馬達(dá)的內(nèi)泄漏量為零，則進(jìn)出每一聯(lián)的油液體積流量相同叫從而實(shí)現(xiàn)流量同步。采用液壓同步馬達(dá)的分流裝置如圖2所示。高壓油泵輸出的油液經(jīng)液壓同步馬達(dá)分流后輸出同流量的4路高壓油，液壓同步馬達(dá)的4個(gè)出油口處均自帶溢流閥，防止因其中一路高壓油路壓力超高而損壞設(shè)備，影響其他油路的正常供油。
圖2 采用液壓同步馬達(dá)的分流裝置
采用液壓同步馬達(dá)的分流裝置一般選用齒輪式同步馬達(dá)，其流量分配精度主要取決于馬達(dá)的加工精度，誤差可達(dá)1%～3%。立磨減速機(jī)一般選用ISO VG320重負(fù)荷工業(yè)齒輪油，液壓同步馬達(dá)在高粘度、高轉(zhuǎn)速的工作場(chǎng)合下，往往會(huì)產(chǎn)生比較大的噪聲和振動(dòng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境造成噪聲污染，影響出油口壓力傳感器的輸出信號(hào)及使用壽命。采用液壓同步馬達(dá)的分流裝置在設(shè)計(jì)中需要考慮減振和降噪，設(shè)計(jì)中可采取在液壓同步馬達(dá)底座上安裝減振墊，將液壓同步馬達(dá)進(jìn)出油口管路設(shè)計(jì)成軟管等方案。
2.2 采用調(diào)速閥的分流裝置
調(diào)速閥是一種由節(jié)流閥和減壓閥串聯(lián)組成的流量控制閥。該閥用于調(diào)節(jié)流量，使之基本恒定，不受壓力和溫度的影響。采用調(diào)速閥的分流裝置見圖3。高壓油泵輸出的油液分成4路高壓油，在每一路高壓油上均配置一個(gè)調(diào)速閥，根據(jù)每一路高壓油流量需求及調(diào)速閥的流量特性曲線將4路調(diào)速閥都調(diào)整成同樣的開度，即可實(shí)現(xiàn)流量同步。在高壓油泵出油口處設(shè)置一個(gè)溢流閥用于限定系統(tǒng)最高壓力。
圖3 采用調(diào)速閥的分流裝置
調(diào)速閥中的節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)通過的流量，減壓閥則自動(dòng)補(bǔ)償負(fù)載變化的影響，使節(jié)流閥前后的壓差為定值，消除了負(fù)載變化對(duì)流量的影響叫在工作過程中高壓油經(jīng)過節(jié)流閥和減壓閥時(shí)會(huì)存在節(jié)流損失和壓差損失，產(chǎn)生無效的熱能，因此采用調(diào)速閥的分流裝置效率相對(duì)較低，在負(fù)載較低時(shí)更加明顯。
調(diào)速閥中的節(jié)流閥前后壓差與減壓閥彈簧力成正比，在實(shí)際工作中，彈簧壓縮量存在一定變化量，因此節(jié)流閥前后壓力差及流量都不是絕對(duì)恒定，其流量調(diào)節(jié)誤差在5%以內(nèi)，調(diào)節(jié)精度比液壓同步馬達(dá)低一些。其優(yōu)點(diǎn)是成本較低，備件采購比較方便。
2.3 直接采用多壓力輸出口柱塞泵
多壓力輸出口柱塞泵可以在一個(gè)泵體上配置兩個(gè)或多個(gè)相互獨(dú)立的壓力輸出口(多個(gè)相同或不同流量)，根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)柱塞單獨(dú)輸出或多個(gè)柱塞組成一個(gè)輸出口，同流量輸出口的柱塞泵流量調(diào)節(jié)誤差可達(dá)2%以內(nèi)。多壓力輸出口柱塞泵能在不同負(fù)載條件下分別輸出獨(dú)立的油路，既不需要增加分流裝置，又不會(huì)因?yàn)楦邏河吐坟?fù)載不同而相互影響。直接采用多壓力輸出口柱塞泵的原理見圖4。一個(gè)泵體上配置4個(gè)流量相同的壓力輸出口，不需要另外配置分流裝置即可實(shí)現(xiàn)流量同步，只需要在每一路高壓油上配置一個(gè)溢流閥和一個(gè)壓力傳感器即可。
圖4 直接采用多壓力輸出口油泵
和上面兩種分流方式相比，直接采用多壓力輸出口柱塞泵的流量分配精度更高，潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和使用效果上來看，采用多壓力輸出口柱塞泵是最優(yōu)選擇，但是其結(jié)構(gòu)精密，價(jià)格昂貴，目前只有國外少數(shù)廠家能生產(chǎn)，采購的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本最高。
03 高壓分流方式對(duì)比分析
從價(jià)格，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，流量調(diào)試，分流精度幾個(gè)方面對(duì)三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，見表1。
表1 高壓分流方式對(duì)比
結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用效果來看，采用液壓同步馬達(dá)的分流裝置價(jià)格適中，無需調(diào)試即可實(shí)現(xiàn)分流，分流精度完全滿足使用需求，是性價(jià)比最優(yōu)方案。用戶招標(biāo)以及生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)時(shí)可以優(yōu)先考慮此方案。
來源：《水泥工程》2022(5)
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