一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈及其辅助安装工具的制作方法

1.本发明涉及回转窑技术领域，尤其涉及一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈及其辅助安装工具。


背景技术：

2.回转窑是指旋转煅烧窑，按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑，其中石灰窑是一种大型的冶金炉窑设备，主要用于焙烧钢厂、铁厂用的活性石灰或轻烧白云石。随着石灰窑等回转窑向规模化、系列化发展，与其配套的传动齿圈结构也在不断的发展创新。
3.回转窑的传动齿圈套设在窑体外周，回转窑传动装置中的小齿轮与传动齿圈啮合并带动其回转，进而带动回转窑窑体旋转。传动齿圈与窑体之间设有连接装置。以往的连接装置常采用固定连接装置，如将传动齿圈通过铆接或螺栓连接的方式紧固在窑体上，这种连接方式需要在连接装置中的连接板及窑体上开设多个连接孔，不仅降低了设备强度，而且大大降低了连接板的延展性及其适应回转窑受热变形的能力。另外，两者的接触面因加工孔而产生的加工应力，以及安装紧固件时产生的扭转及挤压应力，长时间积累后势必造成连接板变形甚至开裂，更严重的还会造成窑体变形。
4.另外，传动齿圈安装时还存在以下问题：一是为了更换方便，齿圈一般采用由2个半齿圈对合组成的剖分式结构。回转窑生产过程中，2个半齿圈会沿对合面相对偏移产生错位，使对合处用于连接的紧固件产生剪力，如紧固件断裂会使2个半齿圈脱开，不仅影响生产、存在安全隐患，而且降低了齿圈的使用寿命。二是齿面上的润滑油会从齿面向两端面流淌，现有的接油装置回收润滑油不彻底，导致润滑油流淌至设备其他部位，不仅造成浪费，还会污染环境。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈及其辅助安装工具，剖分式齿圈与窑体之间通过弹簧板弹性连接，不仅显著提升了回转窑的强度及使用寿命，同时简化了安装流程，缩短了安装维护时间；通过端面定位组件对齿圈剖分面进行精确定位及多重固定，防止发生错位松脱现象，从而提高齿圈的使用寿命及设备运行的安全性；根据回转窑的结构特点在高低端采用不同结构的接油装置，回收润滑油充分。不仅节约能源，也减少环境污染。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
7.一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈，包括剖分式齿圈、对接把合组件、端面定位组件及弹簧板组件；所述剖分式齿圈套设在回转窑窑体的外围，两者之间通过沿周向设置的多个弹簧板组件弹性连接；剖分式齿圈由2个半环形齿圈对合构成，包括轮齿及轮幅，所述轮齿为斜齿；剖分式齿圈的对合处设有对接把合组件及端面定位组件；对接把合组件由对接法兰及对接螺栓组成，端面定位组件由定位轴套及连接螺杆组成；轮齿对合处分别预留1
～1.5mm的间隙，2个半环形齿圈在靠近对合处的两端分别设对接法兰，同一对合处的2个对接法兰通过对接螺杆及配套的螺母固定连接，并且相配合的2个对接法兰接触面上分别开设半圆槽，2个半圆槽对合后形成定位轴孔，定位轴孔中穿设连接螺杆，连接螺杆的两端分别通过定位轴套与定位轴孔紧密配合，连接螺杆的外端通过配套的螺母锁紧固定；所述弹簧板组件由弹簧板、耳环及销轴组成，弹簧板沿回转窑窑体的切向设置，弹簧板的一端设耳环通过销轴与轮幅铰接，弹簧板的另一端与回转窑窑体焊接固定。
8.所述定位轴套设有肩台，肩台内端面分别压紧在两侧的2个对接法兰端面上。
9.所述弹簧板为长方形片状结构，其宽度方向与回转窑窑体的轴线方向平行；弹簧板与回转窑窑体固定的一端为弧形段，其余为直段；弧形段与回转窑窑体相贴合，并且三面焊接；弧形段的宽度大于直段的宽度；直段与弧形段之间采用圆角过渡。
10.所述连接螺杆与对接螺栓相互垂直，连接螺杆平行于回转窑窑体的轴线，对接螺栓沿回转窑窑体横向水平设置。
11.一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈，还包括接油装置；所述接油装置包括高端接油盘及低端接油盘；高端接油盘设于剖分式齿圈对应回转窑窑体较高的一端，低端接油盘设于剖分式齿圈对应回转窑窑体较低的一端；高端接油盘是截面为l形的圈体，低端接油盘是载面为f形的圈体；剖分式齿圈的两侧端面上分别开设环形凹槽，高端接油盘的一个侧边设凸台嵌装在对应的环形凹槽内，并且嵌装处涂抹密封胶，高端接油盘另一侧的立边形成1道挡油环；低端接油盘的一个侧边设凸台嵌装在对应的环形凹槽内，并且嵌装处涂抹密封胶，低端接油盘另一侧的2个立边形成2道挡油环；高端接油盘与剖分式齿圈之间、低端接油盘与剖分式齿圈之间还通过沿周向均匀设置的多个紧固螺钉进行固定。
12.一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈的辅助安装工具，包括打正装置；所述打正装置由打正支架、径向调节螺栓及轴向调节螺栓组成；打正支架由左上立板、右上立板、水平板、左下立板及右下立板组成；左下立板与右下立板相对设置于水平板的底部，左上立板与右上立板相对设置于水平板的顶部；左上立板、右上立板分别位于剖分式齿圈的轮幅两侧，左上立板、右上立板上对称设置轴向调节螺栓；左下立板的底端、右下立板的底端分别与回转窑窑体固定，水平板在对应剖分式齿圈的轮幅的正下方设径向调节螺栓。
13.一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈的辅助安装工具，还包括弹簧板压紧装置；所述弹簧板压紧装置由左支架、右支架及压紧螺栓组成；左支架、右支架对称设于弹簧板的两侧，且均为l形支架，l形支架的立边底端与回转窑窑体固定，横边向内侧延伸并在弹簧板的上方设压紧螺栓。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1)齿圈与窑体之间通过弹簧板弹性连接，不仅显著提升了回转窑的强度及使用寿命，同时简化并缩短了窑体的安装维护时间；
16.2)通过端面定位组件对齿圈剖分面进行精确定位及多重固定，防止发生错位松脱现象，从而提高齿圈的使用寿命及设备运行的安全性；
17.3)根据回转窑的结构特点在高低端采用不同结构的接油装置，回收润滑油充分。不仅节约能源，也减少环境污染；
18.4)釆用打正装置及弹簧板压紧装置作用专用安装工具，在齿圈安装时便于进行打正及临时固定，有效提高安装效率，保证安装精度。
附图说明
19.图1是本发明所述大型回转窑用焊接式弹性齿圈的结构示意图。
20.图2是图1的侧视图。
21.图3是图1中的a-a视图。
22.图3a是图3中的i部放大图。
23.图4是图1中的b向视图。
24.图5是图1中的c-c视图。
25.图6是图1中的d-d视图。
26.图7是本发明所述弹簧板的展开图。
27.图中：1-回转窑窑体2-剖分式齿圈2.1-轮齿2.2-轮辐3-对接把合组件3.1-对接法兰3.2-对接螺栓4-端面定位组件4.1-定位轴套4.2-连接螺杆5-弹簧板组件5.1-弹簧板5.2-耳环5.3-销轴6-下部油池7-接油装置7.1-高端接油盘7.2-低端接油盘7.3-凸台7.4-密封胶7.5-紧固螺钉8-齿圈外罩9-打正装置9.1-径向调节螺栓9.2-轴向调节螺栓10-弹簧板压紧装置10.1-压紧螺栓11-几何剖分面12-齿形剖分面
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
29.如图1、图2所示，本发明所述一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈，包括剖分式齿圈2、对接把合组件3、端面定位组件4及弹簧板组件5；所述剖分式齿圈2套设在回转窑窑体1的外围，两者之间通过沿周向设置的多个弹簧板组件5弹性连接；剖分式齿圈2由2个半环形齿圈对合构成，包括轮齿2.1及轮幅2.2，所述轮齿2.1为斜齿；剖分式齿圈2的对合处设有对接把合组件3及端面定位组件4；如图1-图3所示，对接把合组件3由对接法兰3.1及对接螺栓3.2组成，端面定位组件4由定位轴套4.1及连接螺杆4.2组成；轮齿对合处分别预留1～1.5mm的间隙，2个半环形齿圈在靠近对合处的两端分别设对接法兰3.1，同一对合处的2个对接法兰3.1通过对接螺杆3.2及配套的螺母固定连接，并且相配合的2个对接法兰3.1接触面上分别开设半圆槽，2个半圆槽对合后形成定位轴孔，定位轴孔中穿设连接螺杆4.2，连接螺杆4.2的两端分别通过定位轴套4.1与定位轴孔紧密配合，连接螺杆4.2的外端通过配套的螺母锁紧固定；所述弹簧板组件5由弹簧板5.1、耳环5.2及销轴5.3组成，弹簧板5.1沿回转窑窑体1的切向设置，弹簧板5.1的一端设耳环5.2通过销轴5.3与轮幅2.2铰接，弹簧板5.1的另一端与回转窑窑体1焊接固定。
30.所述定位轴套4.1设有肩台，肩台内端面分别压紧在两侧的2个对接法兰3.1端面上。
31.如图7所示，所述弹簧板5.1为长方形片状结构，其宽度方向与回转窑窑体1的轴线方向平行；弹簧板5.1与回转窑窑体1固定的一端为弧形段，其余为直段；弧形段与回转窑窑体1相贴合，并且三面焊接；弧形段的宽度大于直段的宽度；直段与弧形段之间采用圆角过渡。
32.所述连接螺杆4.2与对接螺栓3.2相互垂直，连接螺杆4.2平行于回转窑窑体1的轴线，对接螺栓3.2沿回转窑窑体1横向水平设置。
33.一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈，还包括接油装置7；如图3所示，所述接油装置
7包括高端接油盘7.1及低端接油盘7.2；高端接油盘7.1设于剖分式齿圈2对应回转窑窑体1较高的一端，低端接油盘7.2设于剖分式齿圈2对应回转窑窑体1较低的一端；高端接油盘7.1是截面为l形的圈体，低端接油盘7.2是载面为f形的圈体；剖分式齿圈2的两侧端面上分别开设环形凹槽，高端接油盘7.1的一个侧边设凸台7.3嵌装在对应的环形凹槽内，并且嵌装处涂抹密封胶7.4，高端接油盘7.1另一侧的立边形成1道挡油环；如图3a所示，低端接油盘7.2的一个侧边设凸台7.3嵌装在对应的环形凹槽内，并且嵌装处涂抹密封胶7.4，低端接油盘7.2另一侧的2个立边形成2道挡油环；高端接油盘7.1与剖分式齿圈2之间、低端接油盘7.2与剖分式齿圈2之间还通过沿周向均匀设置的多个紧固螺钉7.5进行固定。
34.一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈的辅助安装工具，包括打正装置9；如图5所示，所述打正装置9由打正支架、径向调节螺栓9.1及轴向调节螺栓9.2组成；打正支架由左上立板、右上立板、水平板、左下立板及右下立板组成；左下立板与右下立板相对设置于水平板的底部，左上立板与右上立板相对设置于水平板的顶部；左上立板、右上立板分别位于剖分式齿圈2的轮幅2.2两侧，左上立板、右上立板上对称设置轴向调节螺栓9.2；左下立板的底端、右下立板的底端分别与回转窑窑体1固定，水平板在对应剖分式齿圈2的轮幅2.2的正下方设径向调节螺栓9.1。
35.一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈的辅助安装工具，还包括弹簧板压紧装置10；如图6所示，所述弹簧板压紧装置10由左支架、右支架及压紧螺栓10.1组成；左支架、右支架对称设于弹簧板5.1的两侧，且均为l形支架，l形支架的立边底端与回转窑窑体1固定，横边向内侧延伸并在弹簧板5.1的上方设压紧螺栓10.1。
36.本发明所述一种大型回转窑用焊接式弹性齿圈，套设在回转窑窑体1的外部，用于拉动回转窑窑体1旋转。
37.回转窑窑体1是低速重载设备，因而传动齿圈的轮齿一般设为斜齿。而对于具有斜齿轮的半齿轮来说，因为齿形是倾斜的，因而剖分齿圈的制作并不是简单的沿几何中心线进行均匀剖分，而是轮齿、轮辐沿各自的剖分面进行剖分，即齿圈的轮幅部分沿几何中心线剖分(即沿几何剖分面均分)，而轮齿则沿倾斜的齿形角进行剖分，轮齿的齿形剖分面位于相邻2个轮齿的根部，沿几何剖分面两侧均布且倾斜设置。因而单个的半环形齿圈的外周轮齿部分会突出于几何剖分面。
38.几何剖分面也是2个半环形齿圈的对接平面。为了防止发生干涉，如图4所示，本发明在2个半环形齿圈的齿形剖分面12之间预留一定间隙(一般为t＝1～1.5mm)，当2个半环形齿圈沿几何剖分面11连接把合后，位于齿形剖分面12处的衔接轮齿之间具有1～1.5mm的间隙。
39.剖分式齿圈2与回转窑窑体1的中心线同轴，通过沿回转窑窑体1圆周切向的拉力，带动回转窑窑体1回转。
40.2个半环形齿圈通过设置在对合处的对接把合组件3进行对接，而端面定位组件4用于将2个半环形齿圈在把合处的齿轮端面进行定位。
41.端面定位组件4中的连接螺杆4.2居中贯穿对接法兰3.1的接合面，与其对应地，对接法兰3.1在结合面处开设贯穿孔，连接螺杆4.2的两端均设置定位轴套4.1，定位轴套4.1的台肩压在2个半环形齿圈对应的对接法兰3.1端面上。连接螺杆4.2的两端通过螺母锁紧固定；通过端面定位组件4可有效防止2个半环形齿圈之间发生错位。
42.弹簧板组件5设置在剖分式齿圈2与回转窑窑体1之间的环形空间内，用于剖分式齿圈2与回转窑窑体1的间接、弹性连接。弹簧板组件5中的多个弹簧板5.1沿圆周方向均匀围绕在回转窑窑体1外侧，当剖分式齿圈2转动时，通过各弹簧板5.1产生拉力，共同拉动回转窑窑体1旋转。弹簧板组件5能够抵消回转窑窑体1因热变形或偏摆而导致的位移，保证不影响齿圈与齿轮的啮合，实现剖分式齿圈2与回转窑窑体1之间的弹性连接。
43.如图7所示，弹簧板5.1优选为长方形结构，其宽度方向与回转窑窑体1的轴线平行布置，沿长度方向一端与回转窑窑体1贴合一段距离，并且贴合段为弧形段；弹簧板5.1的另一端沿回转窑窑体1的切向在剖分式齿圈2的内侧延伸，延伸段为直段。弧形段的宽度大于直段的宽度，变截面处采用圆弧过渡，以减少应力集中。弧形段与回转窑窑体之间采用三面焊接(如图7所示)。直段的外端设耳环5.2，通过销轴5.3与剖分式齿圈2铰接。
44.如图1所示，剖分式齿圈2的外部设齿圈外罩8，底部一侧设下部油池6，剖分式齿圈2跟着回转窑窑体1转动时，通过下部油池6补充润滑油；剖分式齿圈2的两端设接油装置7，用于收集从齿面向两端流淌的润滑油，并在回转过程中起导流作用使收集的润滑油自流至下部油池6内。
45.本发明中，根据回转窑窑体1倾斜设置的结构特点，接油装置7设有高端接油盘7.1及低端接油盘7.2，分别安装在剖分式齿圈2高端及低端的端面上，并随剖分式齿圈2回转。剖分式齿圈2随回转窑窑体1倾斜安装，齿圈高低端的润滑油流速及流量有所不同，流向低端的润滑油量大，而且冲击较大。因而在设计接油盘时，低端接油盘7.2的容量大于高端接油盘7.1的容量，并且低端接油盘7.2内部设隔板，用于二次挡油，充分回收飞溅的油液，并能阻止润滑油横向流动。高端接油盘7.1与低端接油盘7.2的安装方式相同，即在接油盘的端面设置凸台7.3，插入剖分式齿圈2端面上的环形凹槽內，通过紧固螺钉7.5固定，然后在连接处的凹陷内涂抹密封胶7.4，封堵润滑油，防止渗漏。
46.本发明所述弹簧板组件5在安装时采用专用的辅助安装工具进行打正及临时固定。辅助安装工具包括打正装置9及弹簧板压紧装置10。打正装置9设置径向调节螺栓9.1及轴向调节螺栓9.2，通过对轮辐2.2的调整对剖分式齿圈2进行径向及轴向位置的调整，打正装置9一般沿圆周方向均布多件。齿圈打正后，通过弹簧板压紧装置10将弹簧板5.1压在回转窑窑体1的外表面，进行焊前临时固定。待剖分式齿圈2的各项安装指标均符合调试要求后，将弹簧板5.1的弧形段与回转窑窑体1进行焊接固定。回转窑窑体1检验合格后，将辅助安装工具拆除。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。