专利名称：硬齿面榨糖机用减速机及硬齿面加工方法
技术领域：
本发明涉及一种硬齿面榨糖机用减速机及硬齿面加工方法。
背景技术：
减速机是榨糖机的必要配套设备，我国上世纪六七十年代，榨糖机减速机一般采用大齿轮中硬齿面材料，其中，大齿轮中硬齿面材料采用35CrMo或45等调质用钢，热处理采用调质处理，然后滚齿，齿面硬度范围为HB250～300；小齿轮氮化材料采用35CrMoVA等氮化用钢，两次调质后经过精加工、粗精滚齿，最后齿面渗氮，氮化的小齿轮精度一般为7级，齿面硬度范围为HV500～550。
采用上述方式生产的减速机一般只能满足日榨二、三千吨或四千吨甘蔗的榨糖机。因此，在当时的历史条件下，中硬齿面齿轮和渗氮齿轮基本可以满足要求。但是九十年代以后，新上糖厂规模都较大，日榨五千吨以上甘蔗的生产线很多，日榨八千吨的生产线也不算希奇，由于这种减速机用于榨糖机后，齿面磨损严重，且使用三到四个榨季后，齿面就会开始出现点蚀现象，一般使用五年，就要更换备用齿轮箱，此外，减速机的体积庞大，精度一般只有7级到8级，不能满足新上大型糖厂的生产要求。
发明内容
本发明的目的在于针对中硬齿面的减速机用于榨糖机的产量低，且齿面磨损和点蚀现象严重，使用寿命短，体积庞大，精度低的实际问题，提供一种硬齿面榨糖机用减速机及硬齿面加工方法。
本发明的目的是这样实现的一种硬齿面榨糖机用减速机，由I级齿轮轴、I级大齿轮、II级齿轮轴、II级大齿轮、III级齿轮轴、III级大齿轮按照中心驱动功率双分流的方式组成，其特征在于I级齿轮轴、I级大齿轮、II级齿轮轴、II级大齿轮、III级齿轮轴、III级大齿轮的采用高强度优质合金钢制作，齿面硬度为HRC58～62。
在本发明中所述制作I级齿轮轴、I级大齿轮、II级齿轮轴、II级大齿轮、III级齿轮轴、III级大齿轮的高强度优质合金钢为20CrNi2MoA，或20CrMnMo，或20CrMnTi，或20Cr2Ni4，或12CrNi3Mo。
一种硬齿面的加工方法，其特征在于将合格的毛坯粗车、滚齿后，进行渗碳、检查渗碳层深及金相组织、淬火、低温回火形成硬齿面，再经过齿根喷丸强化处理、精车各部，最后磨齿形成高精度硬齿面，齿轮精度等级不低于ISO1328国际标准之6级精度。
在硬齿面的加工方法中渗碳温度920～930℃，齿部有效渗碳层深0.4～6mm，淬火温度800～840℃，低温回火温度180～230℃，金相组织要求符合国家标准GB/T8539-2000《齿轮材料及热处理质量检验的一般规定》及企业标准Q/NGC32.5-1998《热处理渗碳淬火技术要求》。
本发明的目的优点在于减速机全部齿轮采用硬齿面后，大大提高了齿轮的耐磨性和承载能力，减少或避免点蚀现象的发生，延长了减速机的使用寿命，同时减轻了减速机的整体重量，缩小了减速机的体积，提高了齿轮的精度等级。本发明的硬齿面的加工方法涉及的工艺成熟，易于实施。
图1是本发明的结果示意图。
图中1、第I级齿轮轴，2、第I级大齿轮，3、第II级齿轮轴，4、第II级大齿轮，5、第III级齿轮轴，6、轴承，7、第III级大齿轮组件，8、箱体。
具体实施例方式
附图非限制性地公开了本发明实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步地说明。
实施例1由图1可见，榨糖机减速机的结构是由第I级齿轮轴1、第I级大齿轮2、第II级齿轮轴3、第II级大齿轮4、第III级齿轮轴5、第III级大齿轮组件7中的齿轮部分均采用高强度优质合金钢20CrNi2MoA制作，齿面硬度为HRC58～62，它们分别通过轴承6定位于箱体8中，并按照中心驱动功率双分流的方式组成。在本实施例中，第I级齿轮轴1上的人字齿轮的齿顶圆直径为φ320mm，重量为0.6吨；第I级大齿轮2的齿顶圆直径为φ990mm，重量为0.9吨；第II级齿轮轴3的齿顶圆直径为φ500mm，重量为0.9吨；第II级大齿轮4的齿顶圆直径为φ1640mm，重量为3.5吨；第III级齿轮轴5的齿顶圆直径为φ780mm，重量为3.5吨；第III级大齿轮组件7的齿顶圆直径为φ2660mm，重量为17.3吨。它们都是采用优质高强度优质合金钢20CrNi2MoA制作，第I级齿轮轴1、第I级大齿轮2齿部渗碳淬火有效硬化层深2.0～2.6mm，第II级齿轮轴3、第II级大齿轮4齿部渗碳淬火有效硬化层深3.6～4.1mm，第III级齿轮轴5、第III级大齿轮组件7齿部渗碳淬火有效硬化层深4.8～6.1mm，所有齿轮齿面硬度为HRC58～62，榨糖机减速机的整体减速比为44.6，额定输出扭矩为3206KN*M(320吨*米)。减速机总长为5.3米，总宽为3.4米，总高为3.1米，总体积为55.8立方米，减速机总体重量为87吨。使用中，功率由第I级齿轮轴1输入，第I级齿轮轴1通过人字齿轮分两路带动第I级大齿轮2(由图1可以看出第I级大齿轮2有左右两件)，实现第一次减速；两路第II级齿轮轴3与对应烘套在其上的第I级大齿轮2同时转动传递功率，由第II级齿轮轴3带动第II级大齿轮4，实现第二次减速；第III级齿轮轴5与对应烘套在其上的第II级大齿轮4同时转动传递功率，两路第III级齿轮轴5共同带动第III级大齿轮组件7，实现第三次减速，并由第III级大齿轮组件7的输出方头输出扭矩驱动榨机。
具体实施时，各齿轮部分还可以采用20CrMnMo，或20CrMnTi，或20Cr2Ni4，或12CrNi3Mo等高强度优质合金钢制作。
实施例2取优质高强度优质合金钢20CrNi2MoA锻件正火，取样化验化学成份并做力学机械性能实验；确认材料合格后粗车毛坯，进行超声波探伤检查，用专用圆头留磨滚刀进行滚齿，然后进入热处理工序，对滚齿后工件进行渗碳、检查，渗碳层深及金相组织、淬火、低温回火形成硬齿面，再经过齿根喷丸强化处理、精车各部，最后磨齿形成高精度硬齿面，齿轮精度等级不低于ISO1328国际标准之6级精度。具体实施时，渗碳温度920～930℃，齿部有效渗碳层深0.4～6mm，淬火温度800～840℃，低温回火温度180～230℃，金相组织要求符合国家标准GB/T8539-2000《齿轮材料及热处理质量检验的一般规定》及企业标准Q/NGC32.5-1998《热处理渗碳淬火技术要求》。
实施例3以实施例1的整体减速比和额定输出扭矩为设计的技术要求，采用中硬齿面材料，各级大齿轮中硬齿面材料采用35CrMo，热处理采用调质处理，齿面硬度范围为HB250～300，小齿轮氮化材料采用35CrMoVA，热处理为调质后渗氮，精度为7级，齿面硬度为HV500～550。根据ISO6336-1996(圆柱直齿轮和斜齿轮承载能力计算)和ISO1328-1997(九十年代国际齿轮精度标准)设计，该减速机的各级齿轮尺寸的计算结果如下第I级齿轮轴1上的人字齿轮的齿顶圆直径为φ370mm，比对应渗碳淬火齿轮大了50mm，增大幅度为15.6％；第I级大齿轮2的齿顶圆直径为φ1200mm，比对应渗碳淬火齿轮大了210mm，增大幅度为21.2％；第II级齿轮轴3的齿顶圆直径为φ607mm；比对应渗碳淬火齿轮大了107mm，增大幅度为21.4％；第II级大齿轮4的齿顶圆直径为φ1900mm，比对应渗碳淬火齿轮大了260mm，增大幅度为15.9％；第III级齿轮轴5的齿顶圆直径为φ)915mm，比对应渗碳淬火齿轮大了135mm，增大幅度为17.3％；第III级大齿轮组件7的齿顶圆直径为φ3120mm，比对应渗碳淬火齿轮大了460mm，增大幅度为17.3％；减速机总长为6.2米，总宽为4.0米，总高为3.6米，总体积为89.3立方米，体积增大33.5立方米，增大幅度为60％。可见，在实现同等技术要求的条件下，采用中硬齿面材料的减速机的外形尺寸远远大于采用硬齿面的减速机，换言之，采用硬齿面的减速机比采用中硬齿面的减速机大幅度缩小了体积，节约了空间。
该减速机的各级齿轮重量计算如下第I级齿轮轴1的重量为1吨，比对应渗碳淬火齿轮重了0.4吨，增重幅度为66.7％；第I级大齿轮2的重量为1.5吨；比对应渗碳淬火齿轮重了0.6吨，增重幅度为66.7％；第II级齿轮轴3的重量为1.5吨，比对应渗碳淬火齿轮重了0.6吨，增重幅度为66.7％；第II级大齿轮4的重量为5.4吨，比对应渗碳淬火齿轮重了1.9吨，增重幅度为54.3％；第III级齿轮轴5的重量为5.8吨，比对应渗碳淬火齿轮重了2.3吨，增重幅度为65.7％；第III级大齿轮组件7重量为25.7吨，比对应渗碳淬火齿轮重了8.4吨，增重幅度为48.6％；减速机总体重量为125吨，重量增加38吨，增加幅度为43.7％。可见，在实现同等技术要求的条件下，采用中硬齿面材料的减速机的重量远远大于采用硬齿面的减速机。换言之，采用硬齿面的减速机比采用中硬齿面的减速机大幅度减轻了整机重量。
权利要求
1.一种硬齿面榨糖机用减速机，由I级齿轮轴、I级大齿轮、II级齿轮轴、II级大齿轮、III级齿轮轴、III级大齿轮按照中心驱动功率双分流的方式组成，其特征在于I级齿轮轴、I级大齿轮、II级齿轮轴、II级大齿轮、III级齿轮轴、III级大齿轮的采用高强度优质合金钢制作，齿面硬度为HRC58～62。
2.根据权利要求1所述的硬齿面榨糖机用减速机，其特征在于所述制作I级齿轮轴、I级大齿轮、II级齿轮轴、II级大齿轮、III级齿轮轴、III级大齿轮的高强度优质合金钢为20CrNi2MoA，或20CrMnMo，或20CrMnTi，或20Cr2Ni4，或12CrNi3Mo。
3.根据权利要求1所述的硬齿面榨糖机用减速机的硬齿面加工方法，其特征在于将合格的毛坯粗车、滚齿后，进行渗碳、检查渗碳层深及金相组织、淬火、低温回火形成硬齿面，再经过齿根喷丸强化处理、精车各部，最后磨齿形成高精度硬齿面，齿轮精度等级不低于ISO1328国际标准之6级精度。
4.根据权利要求3所述的硬齿面榨糖机用减速机的硬齿面加工方法，其特征在于渗碳温度920～930℃，齿部有效渗碳层深0.4～6mm，淬火温度800～840℃，低温回火温度180～230℃，金相组织要求符合国家标准GB/T8539-2000及企业标准Q/NGC32.5-1998。
全文摘要
本发明涉及一种硬齿面榨糖机用减速机及硬齿面加工方法。它将I级齿轮轴、I级大齿轮、II级齿轮轴、II级大齿轮、III级齿轮轴、III级大齿轮的采用高强度优质合金钢制作，齿面硬度为HRC58～62。硬齿面加工方法是将合格的毛坯粗车、滚齿后，进行渗碳、检查渗碳层深及金相组织、淬火、低温回火形成硬齿面，再经过齿根喷丸强化处理、精车各部，最后磨齿形成高精度硬齿面，精度等级不低于ISO1328标准之6级。其优点在于全部齿轮采用硬齿面后，提高了齿轮的耐磨性和承载能力，减少或避免点蚀现象，延长了减速机的使用寿命，同时减轻了减速机的整体重量，缩小了减速机的体积，提高了齿轮的精度等级。本发明的硬齿面加工方法易于实施。
文档编号C21D1/18GK1908461SQ200610088409
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月22日 优先权日2006年8月22日
发明者陈永道, 陈励国, 杨欣荣, 雷海宁, 陈逸华 申请人:南京高精齿轮集团有限公司