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１　離心機(jī)工作原理
離心機(jī)是利用離心力分離在液體中含有顆粒的液－固體的懸浮液的設(shè)備,。
它的主要結(jié)構(gòu)如圖１所示,，在外殼４上裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)子，外轉(zhuǎn)子是一個(gè)錐形起沉降作用的轉(zhuǎn)鼓５,，兩端固定在空心轉(zhuǎn)軸２上,，由右邊的皮帶輪９帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子為一個(gè)在空心軸上裝有錐形葉片的螺旋推料器７,，它由左端的差速器１帶動(dòng),，旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)筒相同，差速器為行星輪減速器,，它由外轉(zhuǎn)子通過空心軸２帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),，使螺旋推料器的轉(zhuǎn)速比錐形轉(zhuǎn)鼓快２０－５０ｒ／ｍｉｎ,，這個(gè)差值一般是轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的１－２％，通常稱為差轉(zhuǎn)速,。差轉(zhuǎn)速使螺旋推料器的螺旋葉片與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁間有相對運(yùn)動(dòng),，因而螺旋推料器可以推送固體物料。當(dāng)懸浮液從右端進(jìn)料口６連續(xù)加入時(shí),，由于轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用下,，物料聚集在轉(zhuǎn)鼓大端，形成一沉降區(qū),。在沉降區(qū)里,，懸浮液中的固相物料受離心力的作用而沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，并被螺旋推料器送到轉(zhuǎn)鼓小端的干燥區(qū),，最后從卸渣口甩出,。錐形轉(zhuǎn)鼓大端的端面上開有四個(gè)圓形口,，達(dá)到一定的深度的澄清液從溢流口８流出,，這樣就實(shí)現(xiàn)了固、液的分離,。
２　差速器結(jié)構(gòu)分析
２．１差速器結(jié)構(gòu)
離心機(jī)差速器是由兩極行星齒輪系統(tǒng)組成,，第一級為行星機(jī)構(gòu)，第二級為差動(dòng)機(jī)構(gòu),，齒形為漸開線形,。其第一級與第二級均有三個(gè)行星齒輪。一級輸入軸?。ㄒ患壧栞啠?，通過搖臂與力矩保護(hù)裝置相連接，一級輸出軸與二級輸入軸（二級太陽輪）通過短齒漸開線花鍵聯(lián)接為一體（我們稱這一構(gòu)件為小三星盤蓋）,，二級輸出軸（大三星盤蓋）,，通過花鍵軸與內(nèi)轉(zhuǎn)子相連接。一,、二級內(nèi)齒圈與差速器外殼通過短齒漸開線花鍵聯(lián)結(jié)為一體,，差速器外殼通過聯(lián)結(jié)盤與轉(zhuǎn)鼓相連接。
其工作原理為：當(dāng)離心機(jī)工作時(shí),，轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)差速器外殼（即一,、二　級內(nèi)齒圈）同步旋轉(zhuǎn)。由于一級輸入軸被為矩保護(hù)裝置所固定,，因而形成了一級輸入軸與一級內(nèi)齒圈之間的相對旋轉(zhuǎn),，這種旋轉(zhuǎn)通過與兩者相嚙合的三個(gè)小行星齒輪按一定轉(zhuǎn)差傳遞給二級輸入軸（即行星機(jī)構(gòu)）。二級輸入軸與二級內(nèi)齒圈之間的相對旋轉(zhuǎn),，又驅(qū)動(dòng)二級的三個(gè)大行星齒輪按一定轉(zhuǎn)差把相對旋轉(zhuǎn)傳遞給二級輸出軸（即差動(dòng)機(jī)構(gòu)）,。由于二級輸出軸是通過花鍵軸與內(nèi)轉(zhuǎn)子相連接的,，從而實(shí)現(xiàn)了內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣使離心機(jī)完成了的整個(gè)分離過程,。差速器結(jié)構(gòu)見圖：
２．２主要存在的問題
進(jìn)口差速器的結(jié)構(gòu)中一,、二級內(nèi)齒圈依靠加工過盈量將其鑲?cè)氩钏倨鳉んw內(nèi)，再通過緊固銷徑向定位,，防止內(nèi)齒圈在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),；國產(chǎn)差速器則將一、二級內(nèi)齒圈與殼體制成一體,，同時(shí)國內(nèi)外產(chǎn)差速器的小行星盤蓋與第二級中心太陽齒輪均制成一體,。
上述結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是內(nèi)齒圈和殼體為一整體，第二級中心太陽輪與小行星盤蓋制成鋼性整體,，若加工精度不高,，必然造成各行星輪與太陽輪的嚙合力不均勻，齒面磨損增加或易產(chǎn)生斷齒,。尤其國產(chǎn)差速器有一齒損壞,，就會(huì)導(dǎo)致殼體報(bào)廢　，增加了運(yùn)行成本,。差速器是在高速,、重載、不斷承受沖擊交變載荷的惡劣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn),，故要求差速器的抗過載沖擊及抗扭震性能要好,。目前普遍使用的差速器由于其結(jié)構(gòu)存在缺陷，使其加工難,、噪音大,、壽命短、不易維修,。針對以上缺點(diǎn),，我們對差速器進(jìn)行了改造。
３　技術(shù)改造方案
３．１傳遞扭矩方面
我們在設(shè)計(jì)上充分考慮差速器在實(shí)際使用中容易出現(xiàn)的故障,，一級行星機(jī)構(gòu)中,，齒輪模數(shù)是ＤＰ１８相當(dāng)于公制模數(shù)１．４１１ｍｍ（公制模數(shù)＝２５．４／英制徑節(jié)＝２５．４／１８＝１．４１１），不管是操作不當(dāng)也罷,，還是維修不及時(shí)也罷,，在實(shí)際應(yīng)用中，齒輪和齒圈磨損較快,。因此相應(yīng)加大齒輪模數(shù),，這樣可以提高傳動(dòng)強(qiáng)度，使傳遞扭矩能力明顯提高,。我們一級齒輪選用模數(shù)ｍ＝３ｍｍ,，二級齒輪選用模數(shù)ｍ＝４ｍｍ,，從而提高了齒輪的強(qiáng)度，降低了齒輪被損壞的故障率,。
３．２抗扭震性方面
因?yàn)樗蛛x物料的特性,，引起扭震而造成主機(jī)和差速器的損壞是一種危害很大的常見故障。我們具體改造的方法是：大,、小內(nèi)齒圈與差速器殼體,、二級太陽輪與小三星盤蓋　，都是通過短齒漸開線花鍵聯(lián)接傳遞動(dòng)力,。齒圈模數(shù)ｍ＝２ｍｍ,，齒數(shù)ｚ＝１８４，　壓力角α＝３０,。,，二級太陽輪模數(shù)ｍ＝２ｍｍ，齒數(shù)ｚ＝２２,，　壓力角α＝３０,。，采用這種結(jié)構(gòu),，有三方面的優(yōu)點(diǎn)：
１）這種浮動(dòng)方式是靠基本構(gòu)件本身,，沒有固定的徑向支承（通過齒聯(lián)接就有齒　側(cè)間隙）,，在受力不平衡的條件下能夠做徑向游動(dòng),，從而使各行星齒輪均勻分擔(dān)載荷。
２）大,、小內(nèi)齒圈通過齒與殼體聯(lián)接　,，對于裝配和維修都很方便　。
３）二級中心太陽輪與小三星盤蓋通過短齒漸開線花鍵聯(lián)接,，既是一個(gè)浮動(dòng)環(huán),，又改善了加工性能，使兩個(gè)零件的精度都宜保證,。
３．３承載能力方面
改造的行星齒輪支撐結(jié)構(gòu),，直接采用行星軸作為滑動(dòng)軸承來支撐。行星軸采　用特殊牌號的高鉛錫青銅材料制作,，此合金含有極高的鉛?。ǎ校狻〉闹亓繛椤。保叮ァ,。玻玻ィ?，錫　（Ｓｎ　的重量為?。叮ィ福ィ?、少量的鋅（Ｚｎ?。肌。保玻埃ィ?、鎳（Ｎｉ＜ｌ％）,，其余為銅。該合金鑄成的滑動(dòng)軸承,，有優(yōu)異的抗劃傷和抗滯塞特性　,，其使用壽命遠(yuǎn)超過常規(guī)的軸承合金，由于鉛呈顆粒狀存在,，具有自潤滑功能,，因此該合金適用于　高速、磨損厲害,、潤滑條件差的工作環(huán)境,，抗載能力顯著提高。
３．４運(yùn)行溫度方面
改造后的齒輪及零件的精度,、光潔度都要求很高,，外齒的齒形、齒頂都進(jìn)行修緣處理,，從而降低傳動(dòng)元件之間的摩擦阻力,。而且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，行星輪與行星軸之間留有徑向間隙,，使?jié)櫥湍艹浞值亓鞯交瑒?dòng)軸承表面上,，這樣兩者之間形成油膜，所以潤滑性能好,，運(yùn)行溫度低,。
３．５齒輪壽命方面
我們在選材上，所有的外齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金低碳鋼２０ＣｒＭｎＴｉ,，該材料耐磨,、抗彎強(qiáng)度沖擊韌性好。大,、小內(nèi)齒圈采用優(yōu)質(zhì)合金中碳鋼?。矗玻茫颍停铮≡摬牧嫌休^高的疲勞強(qiáng)度和抗沖擊能力,，沖擊韌性良好,。
在熱處理上，所有的外齒輪均采用滲碳淬火方式,，除保證表面硬度外,，還根據(jù)齒輪的磨數(shù)，制定相應(yīng)的滲碳層深度。碳層太薄　,，易產(chǎn)生表面剝落及壓陷,，太厚齒輪太脆　，反而降低齒輪的抗彎強(qiáng)度及耐沖擊能力,。因此在熱處理時(shí),，嚴(yán)格控制爐溫及時(shí)間，保證合理的滲碳層深度,。
對于內(nèi)齒圈,，由于結(jié)構(gòu)原因不能進(jìn)行磨齒，所以我們采用離子氮化處理,。這種熱處理方法,，變形最小，可以保證精度,。通過選材和熱處理方面的改造,，齒輪的使用壽命以前延長近一倍。
４　結(jié)論
經(jīng)過對離心機(jī)差速器進(jìn)行技術(shù)改造,，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上比進(jìn)口差速器簡單,、緊湊，大大改善了加工工藝性能,，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度大大提高,，齒輪的模數(shù)、軸承,、骨架油封,、螺栓等均采用公制標(biāo)準(zhǔn)系列，這樣易于生產(chǎn)和加工,，更易于保證零部件的加工精度,，同時(shí)拆裝方便,，承載能力大,，均載效果好，達(dá)到了運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),，運(yùn)行溫度低,，噪音小，齒輪壽命長等目的,，保證離心機(jī)長周期,、高效的運(yùn)行。