防爆切管在天然氣道切割中的齒輪傳動設(shè)計

防爆切管機的齒輪傳動是機械傳動中應(yīng)用最為廣泛和特別重要的一種機械傳動形式。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，對切管機的齒輪傳動的速度、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正是為了滿足這些要求發(fā)展起來的，在各種機械和高科技領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛用來代替普通的定軸齒輪專動和蝸桿傳動。

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

行星齒輪的套數(shù)也會對切管機的工作效率產(chǎn)生影響。由于一套行星齒輪無法滿足較大的傳動比，有時需要2套或者3套來滿足用戶較大的傳動比的要求，由于增加了行星齒輪的數(shù)量，所以2級或3級減速機的長度會有所增加，效率會有所下降。

本文主要掌握行星齒輪減速器的工作原理，對其的行星傳動進(jìn)行設(shè)計計算。并對行星減速器的齒輪、軸、軸承進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核，對減速器的均載機構(gòu)、箱體零件和潤滑也做了相應(yīng)的分析。

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

至于國內(nèi)對行星齒輪傳動技術(shù)開發(fā)及運用，我國自上世紀(jì)五十年代就開始了，但前期由于受加工手段、設(shè)計理念與水平、熱處理質(zhì)量、材料等方面限制，我國在行星齒輪傳動方面還只是處于起步階段，以至于我國的高性能行星齒輪箱，如磨機齒輪箱等都采用進(jìn)口產(chǎn)品。

自改革開放以來，隨著國內(nèi)多家單位引進(jìn)了國外先進(jìn)的行星傳動設(shè)計和生產(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，使得國內(nèi)的行星傳動技術(shù)與制造技術(shù)有了長足的進(jìn)步。

在基礎(chǔ)研究方面，通過國內(nèi)相關(guān)高校、研究院所以及企業(yè)的合作，在行星傳動的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、均載技術(shù)、系統(tǒng)運動學(xué)與動力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)強度分析及制造裝配技術(shù)等方面都取得了一系列的突破，使得我國全面掌握行星傳動的設(shè)計、制造技術(shù)并形成了一批具有較強實力的研發(fā)制造機構(gòu)。繼西安重型機械研究所聯(lián)合多家單位推出國內(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，國內(nèi)其他單人閏也開發(fā)出了一系列專用行星齒輪產(chǎn)品。在制造手段方面，近二十年來通過引進(jìn)及自主開發(fā)的插齒機、磨齒機、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，在硬件上也切實地保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

行星齒輪傳動可根據(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：H-行星架；K-中心輪；V-輸出機構(gòu)。

行星齒輪傳動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，要求防爆切管機軸向尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、傳動比較大、傳動效率高等特點。再結(jié)合切管機內(nèi)部傳動類型的特點，選擇NGW型行星傳動完全可以滿足要求，但由于NGW型行星傳動的傳動比較小，因此采用二級傳動。