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我国是世界产煤大国，为适应煤炭需求的迅猛增加，很多煤炭挖掘机械的装机功率都成倍增加，因此对机械传动部分的要求愈来愈高，传统的定轴轮系传动结构已不能适应新的工作要求，煤炭挖掘机械采用行星齿轮传动势在必行。
行星减速机的行星齿轮传动具有功率分流的特点，其各中心轮可构成共轴线性传动，而且合理应用了内啮合齿轮副，因此可以做到体积小、质量轻、结构紧凑和承载能力强等特点。另外，行星齿轮传动结构的对称性，也使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力相互平衡，从而有利于提高传动效率，效率值可达0.97～0.99；由于采用了多个结构相同的行星轮，均匀分布在中心轮周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡，使参与啮合的齿轮数增多，实现了行星传动的运转平稳，增强了抵抗冲击和振动的能力，工作可靠性更高；而且只要选择合适的行星齿轮传动类型及配齿方案，便可以用少数齿轮来获得很大的传动比。
下面以PWZW900挖掘煤炭用行星减速机为例进行分析（图1）。 （图片）
图1 PWZW900挖掘煤炭用行星减速机的剖面图 PWZW900减速机采用三级减速（速比可达1000:1），各级减速采用外形逐级递增的方式（输入功率一定，速度降低转矩会增大），这样可限制输入功率，满足输出扭矩要求的同时避免输入功率过大造成浪费。图1所示输入行星机构由太阳轮1、3个行星轮2、内齿圈3和行星架4组成，其中行星架和太阳轮是浮动的（速度较高，太阳轮末端轴承采用间隙配合，为轴向定位）；中间级行星机构由太阳轮5、3个行星轮6、内齿圈7和行星架8组成，其中行星架和太阳轮是浮动的；输出级行星机构由太阳轮9、4个行星轮10、内齿圈11和输出轴12组成，其中太阳轮浮动。动力马达力矩通过减速机输入轴传递到太阳轮1，由太阳轮1与多个行星轮2产生外啮合（力矩分流），行星轮2与内齿圈3内啮合，内齿圈3固定，扭矩转化到行星架4；行星架与第二级太阳轮5通过花键连接，依次传递到输出轴12。输出端盖通过圆柱销和止口定位，依靠螺钉紧固在设备的机壳上以承受扭矩。该行星机构承载能力大，结构紧凑，传动比大，适应了挖掘机械的发展需要，同时也可使用在掘进机械和顶管机械等工程机械中。
对PWZW900挖掘煤炭用行星减速机的结构性能分析如下：
（1）图中输出轴承分布在输出轴的两端，把轴承距离最大化，实现了径向受力最大化。轴承系列为调心滚子轴承，满足承载力的同时，也实现了加工和安装误差的补偿（如图2）。（图片）
图2 PWZW 900的输出轴承分布在轴的两端，可实现径向受力最大化 （2）输出方式采用内花键输出（通常挖掘机械主刀盘是通过传动轴过渡传递的），这种方式满足了传动轴减速机输出的最大径向受力，受力支点近似在输出轴承上（如图1）。
（3）多级减速；为提高工作时的效率，应尽量避免机械摩擦，此减速机在各级中间太阳轮前增加了一个轴承，来防止行星架之间产生机械摩擦，同时降低了噪声与温升（如图1）。
（4）各级行星轮内轴承采用调心滚子轴承来替换传统的圆柱滚子轴承，能够更好的防止加工和安装误差对齿轮啮合的影响（如图1）。
（5）行星架采用分体笼式结构，有效避免了受力不均的情况，分体结构中与太阳轮连接部采用锻件合金钢，非主受力部件采用普通铸钢，可以降低铸造成本又能保证质量，分体间联结采用螺钉与定位销共存（如图3）。（图片）
图3 行星架采用分体式结构，有效避免了受力不均的情况 （6）行星架与中间太阳轮采用花键联结，保证足够的力矩传递，与中间太阳轮联结增强了销轴的轴向定位，防止减速机高速运转时离心力不均导致的行星架整体轴向串动（如图4）。（图片）
图4 行星架与太阳轮采用花键联结，保证了足够的力矩传递 （7）各法兰部件为了减轻重量，在不影响受力的情况下增加了工艺孔，增大了内腔空间体积，可以更加有效的润滑各零部件（如图5）。（图片）
图5 法兰部件在不影响受力的情况下增加了工艺孔，能更加有效地减轻质量和润滑各零部件 （8）减速机外形最大尺寸为900mm，最大转矩达340000Nm，有效节约了安装空间，减轻了机重。
（9）由于挖掘机械工作环境较为恶劣，针对密封需求，在输出/输入法兰端面上增加“O”形密封圈，保证了安装后减速机内部的密封等级，输出轴在转速≤5m/s，使用温度在-35～200℃，工作介质为水、汽和油的情况下可采用轴用方形圈GSI来密封（耐压范围0～40MPa）,各零部件固定联结时均增加了“O”形密封圈。
为使行星减速机的设计更合理，性能更好，在齿轮材料上采用了低碳合金钢。外齿轮精度等级可达6级，齿面采用渗碳处理，保持心部韧性的同时提高了齿面硬度（表面HRC58-62，芯部HRC33-42），内齿轮也进行了特殊的调质处理。
在煤巷掘进机中，行星传动主要用于被广泛使用的外伸缩悬臂式工作机构中，在该机构中，减速装置需与电动装置一起装入伸缩架中，这就要求传动装置体积小，结构紧凑。同时，由于地下作业，工况较为恶劣，对减速机的密封、润滑和冷却都提出了新的挑战，图1设计的行星减速机在润滑上采用了油脂与稀油共同润滑的方式，可根据工况任意选择（稀油润滑建议在速度较高时使用）。
3/6/2010
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