【文章內(nèi)容簡介】 轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力。我們采取換肚子的辦法, 把YNK系列中的硬齒面漸開線齒輪分別換成中硬齒面的雙圓弧齒輪、中硬齒面的點線嚙合齒輪, 開發(fā)出了:HNK系列中硬齒面雙圓弧齒輪減速器和DNK系列中硬齒面點線嚙合減速器。這兩類減速器的承載能力都比中硬齒面的漸開線齒輪提高1～2倍, 達硬齒面的55%～75%, DNK的噪聲還低5～10dB(A), 性能價格比高, 市場前景看好。我們把YNK、HNK、DNK三類減速器采用相同的外形尺寸, 給用戶的選擇提供盡可能大的靈活性。我們成功地開發(fā)出DQJ、DZQ系列起重機用點線嚙合齒輪減速器, 以取代QJ、ZQ系列漸開線齒輪減速器。 DQJ，DZQ系列中硬齒面點線嚙合齒輪減速器是為替代QJ系列漸開線中硬齒面的起重機減速器和軟齒面的ZQ，JZQ減速器而開發(fā)的。由于其承載能力高，噪聲明顯低，價格比硬齒面減速器低得多，用于起重機減速器時會顯示出極大的生命力和優(yōu)勢，預(yù)計不久就會成為眾多起重機用戶的首選產(chǎn)品。 DQJ系列減速器的外形安裝尺寸和QJ系列相同，承載能力提高一檔，傳遞同樣功率，重量可減輕30%左右。 起重機提升機構(gòu)減速器的輸入、輸出軸端在同一側(cè)，分別和電動機和卷筒相聯(lián)，減速器中心距不宜太小。當采用硬齒面減速器時，往往會造成承載能力和造價的浪費（結(jié)構(gòu)不允許?。?，這時采用DQJ系列點線嚙合齒輪減速器，即可滿足強度、壽命和可靠度要求，又可降低噪聲，提高起重機的性能檔次，又可降低成本，不失為最佳選擇。 DZQ系列減速器的外形安裝尺寸和ZQ系列相同，承載能力提高幅度更大，主要是為原采用ZQ，JZQ減速器的老用戶的設(shè)備更新而設(shè)計的。預(yù)計更新后，使用壽命可以提高5倍以上。并成功開發(fā)出PR系列硬齒面的模塊式齒輪減速器系列。PR系列的研制是我公司迎接我國加入WTO，實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品質(zhì)量質(zhì)的飛躍的重大戰(zhàn)略舉措。它以趕超世界先進水平為目標, 以獨創(chuàng)的模塊化設(shè)計方法為手段,以生產(chǎn)世界一流的能與國外抗衡的產(chǎn)品和企業(yè)取得規(guī)模效益為目的。PR系列是以全新的設(shè)計思想設(shè)計的，以全新的制造和質(zhì)量意識制造的全新產(chǎn)品，既凝聚了世界眾家之長, 又處處考慮了結(jié)合國情。PR系列的研制, 我們花費了八年的時間。1993年后開始準備, 收集研究國外資料, 研究新的模塊化設(shè)計方法。1997年開始設(shè)計計算, 先后設(shè)計出大的型譜方案數(shù)十個,小的型譜方案數(shù)千個，經(jīng)過多次篩選和試用, 直到2000年才正式確定型譜。 1997年至1998年作了四種材料的彎曲疲勞極限的試驗, 為強度計算提供基礎(chǔ)依據(jù)。1998年至2000年, 用了三年多時間作了12臺樣機的疲勞壽命試驗和型式試驗。2000年完成典型規(guī)格的箱體3維設(shè)計和有限元結(jié)構(gòu)分析。從樣機到最后定型，減速器的外形已經(jīng)過3次大的改型。 2000年完成用戶選型專家系統(tǒng)編制。2001年開始單件小批生產(chǎn)。2002年已把把PR系列全面推向市場。在港口，礦山，煤炭，鋼鐵，化工，電力，起重運輸，核工業(yè)，造紙等許多行業(yè)取代國外產(chǎn)品獲得成功的應(yīng)用。PR系列模塊式齒輪減速器包括P系列圓柱齒輪減速器，R系列圓錐—圓柱齒輪減速器和V系列豎立軸減速器三大類產(chǎn)品。 本系列減速器的齒輪精度按ISO1328 1: 1995《圓柱齒輪精度制》，齒輪強度計算按ISO6336：1996《直齒和斜齒輪承載能力計算方法》。這兩個最新國際標準是ISO經(jīng)過20年的努力，以德國DIN標準為母型，吸取其他發(fā)達國家標準的先進成份制訂的，所反映的是國際齒輪的最新研究成果和國際間認同的準則，具有權(quán)威性。 齒輪和熱處理的質(zhì)量按ISO63365:1996 《直齒和斜齒輪承載能力計算方法》控制。 由于減速器還沒有統(tǒng)一的國際標準，本系列減速器的技術(shù)條件就參考了剛剛制訂的ISO/WD13593技術(shù)報告中的有關(guān)內(nèi)容，具有超前性。PR減速器還符合美國ANSI/AGMA6010E88《閉式直齒和斜齒輪傳動裝置標準》。 1)熱處理按最高標準控制齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼 17Cr2Ni2MoA或 20CrNi2MoA滲碳淬火 精加工制成，齒輪和熱處理的質(zhì)量按ISO63361996的最高級別ME級控制。而國外許多公司不是用這種好材料，據(jù)了解，某公司的齒輪電機齒輪用的就是20CrMnTi, 這種材料我們認為是一種差的材料，從來不用。國外許多公司齒輪和熱処理的質(zhì)量不是按ISO63361996的最高級別ME級控制的，而是按ISO63361996的中等級別MQ級控制的，比如HANSEN 公司就是這樣。 2)采用更高的精度并修形齒輪的精度等級為 ISO1328 1: 1995的5級精度（ 相當于德國DIN 標準的5級），而國外公司一般都按6級精度（不排除加工后的實際精度也有達到5級精度的齒輪），有的公司的齒輪電機齒輪的精度為6 ~ 7 級。齒輪均進行恰到好処的齒廓修整，小齒輪均進行恰到好的螺旋綫修整，齒向載荷分布均勻，強度高，低噪音，低振動。3)單圓弧圓滑過度，齒根噴丸強化，殘余壓應(yīng)力高，齒根彎曲強度高。而國外公司一般不噴丸。我們的齒根比許多國外公司作得好。不少國外公司的齒根由于R小，磨齒時常常磨到齒根，使危險截面應(yīng)力集中，產(chǎn)生拉應(yīng)力，大大降低齒根彎曲強度高。下圖為兩種齒根的對比。 國外公司產(chǎn)品的多級之間不是等強度，最高和最低安全系數(shù)差別往往很大，也就是說，其模塊化設(shè)計往往以犧牲一部分強度為代價，而我們采用獨創(chuàng)的模塊化方法設(shè)計，不但有效地避免了國外模塊式設(shè)計所造成的各級間強度不均衡和強度浪費，規(guī)格的確定更合理，而且系列的主要零件品種規(guī)格比國外許多公司的少得多，更容易形成批量。 由于采用了以上措施，PR系列減速器的實際使用功率可比我國現(xiàn)行的硬齒面減速器提高一倍以上。隨機抽取規(guī)格作對比，可看出PR系列可和國外任何公司產(chǎn)品的承載能力,質(zhì)量相競爭。國內(nèi)減速器的噪聲指標中小規(guī)格為85dB(A)。經(jīng)實測PR系列都在70dB(A)左右，大規(guī)格的一般也小于80dB(A)，達到國外最先進的水平。 人們利用計算機能對各種可能的設(shè)計方實進行計算、分析和比較，并通過優(yōu)選，求嚙合線與相對速度夾角中，對彈流潤滑計算以及幾何參數(shù)計算等方面編制了程序。還有，,，國內(nèi)在研究應(yīng)用微機對弧齒錐齒輪的切齒調(diào)整卡進行計算，并大大提高了工效。此外，根據(jù)數(shù)控原理，應(yīng)用微機對環(huán)面蝸桿螺旋齒面進行拋物線修形，已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)。雖然這方面的工作在國內(nèi)還處于起步階段，但它對提高齒輪制造質(zhì)量和技術(shù)水平具有重要意義。而在國內(nèi)傳動件產(chǎn)品的出口方面，目前仍以多中、小功率中、小規(guī)格產(chǎn)品批量出口或隨主機出口為主要形式，這一方面的市場份額仍比較小，努力提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可擴性，積極開拓國際市場，應(yīng)是國內(nèi)企業(yè)尋求市場機發(fā)展的一個重要出路。 我國減速器與國外的差距 簡而言之，我國原有減速器與國外的差距主要表現(xiàn)在兩個方面：技術(shù)水平的差距和生產(chǎn)規(guī)模的差距?，F(xiàn)結(jié)合介紹國外技術(shù)的發(fā)展，著重講技術(shù)水平的差距。1）能力又大幅度提高以FLENDER公司為例, 同樣（或基本接近）的中心距1995年樣本的額定功率比1988年樣本提高10～20%, 1997年樣本又比1995年樣本提高了約20% , 1999年樣本又比1997年樣本提高了約10%。除個別公司外, 國外著名公司產(chǎn)品樣本的承載能力大致在同一條水平線上。承載能力能提高的主要原因, 是技術(shù)的成熟、質(zhì)量控制水平的提高和穩(wěn)定, 部分公司采用了修形技術(shù)等。而我國現(xiàn)在仍然一直在唱主角的ZBJ1900488和TB/T05093減速器的額定功率僅分別和FLENDER 1985，1988年樣本值相當，即使能達到標準的水平(很多廠達不到),也比人家落后16年,且差距越來越大。同時,由于國外質(zhì)量控制水平的提高和穩(wěn)定,選用系數(shù)減小。實際選下來，有時國外的減速器可能比我們國產(chǎn)的輕一半左右，就造成選國外的報價會比國產(chǎn)的便宜。質(zhì)量不如人家，價格上的優(yōu)勢又喪失，國產(chǎn)減速器就壓根沒法與國外競爭。2）模塊化設(shè)計方面作了新的努力比利時HANSEN公司最早在減速器設(shè)計中成功地應(yīng)用了模塊化技術(shù), 開發(fā)出HPP系列。住友公司引進HANSEN技術(shù), 推廣了HPP產(chǎn)品。80年代國外大多公司的產(chǎn)品（FLENDER、SEW、Thyssen…）的中心距等主要參數(shù)都采用了R20優(yōu)先數(shù), 大大減少了主要件的品種規(guī)格, 部分實現(xiàn)了模塊化設(shè)計, 我國的幾個標準基本上都以此為母型開發(fā)的。這類方法總地說仍是模塊化程度不高, 零件難以形成大的批量。90年代FLENDER徹底甩掉原來的系列體制, 按模塊化的思路開發(fā)出方形的H—B系列。 HANSEN又丟棄了多面安裝的HPP的長方外形, 開發(fā)出P4系列, 其小規(guī)格仍繼承了HPP的中心距。Sew（Santasalo）在繼續(xù)保留原優(yōu)先數(shù)中心距的產(chǎn)品外, 又在中小常用規(guī)格開發(fā)出M, MC系列。住友公司仍是采用HPP的外形, 采用25176。齒形角, 4級用同樣的箱體的辦法, 開發(fā)出8000系列，2001年又開發(fā)出9000系列。各公司的模塊化設(shè)計各有特色，共同點幾乎都是把輸入錐齒輪軸部分作成單獨模塊組裝到圓柱齒輪箱體上，使兩類產(chǎn)品的箱體通用。3）進一步采取降噪措施FLENDER、HANSEN都是通過改進齒輪的參數(shù)和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計來降低噪聲。按HANSEN公司標準, P4的噪聲比HPP低 dB(A)。4）進一步改進密封和外觀密封是各國外公司的重點改進點之一，既要無滲漏，又要摩擦磨損少，功耗發(fā)熱少。HANSEN，F(xiàn)LENDER，SEW，F(xiàn)ALK等公司都研制了自己的密封結(jié)構(gòu)。高速軸多為非接觸的迷宮式。許多公司越來越重視減速器的外觀造型設(shè)計，如HANSEN的P4減速器的外型就是請專業(yè)人員設(shè)計的。許多減速器都像工藝品一樣漂亮。 而國產(chǎn)減速器不但外形差，漏油等現(xiàn)象仍很普遍，難以根制。 國產(chǎn)減速器技術(shù)水平的差距還表現(xiàn)在傳動效率低，熱功率低，可靠性差等方面。國外公司的通用減速器生產(chǎn)都已形成相當?shù)囊?guī)模，因而可有效地降低成本，增強競爭力。如日本住友公司的一個制造所就月產(chǎn)齒輪電機25000臺；月產(chǎn)模塊化通用減速器850臺。而我國生產(chǎn)齒輪減速器的專業(yè)廠雖高達近200家，但能生產(chǎn)硬齒面齒輪減速器且有一定量的也就是30家左右。硬齒面齒輪通用減速器這一塊，都是單件小批生產(chǎn)，產(chǎn)量最高的年產(chǎn)數(shù)百臺，產(chǎn)值不超過5000萬元，低的也就是幾百萬。把所有骨干企業(yè)加到一起，產(chǎn)值產(chǎn)量也或許敵不上國外公司的一個廠。5）ISO開始著手制訂減速器的技術(shù)條件標準截止目前為止, 除AGMA外, 世界各公司的產(chǎn)品都是按各自的經(jīng)驗和條件生產(chǎn)自己的產(chǎn)品, 沒有統(tǒng)一的標準, 使得工況系數(shù)的選用不一致, 使用壽命沒有統(tǒng)一的規(guī)定, 熱功率計算不準, 某些商業(yè)炒作因素難以排除, 給用戶的選用帶來很大的不便。90年代ISO開始起草ISO/WD13593工業(yè)閉式齒輪傳動裝置“Enclosed Gear Drives for Industrial Applications”的技術(shù)報告草案, 其內(nèi)容包含: 直齒、斜齒輪裝置、承載能力, 計算規(guī)則, 應(yīng)用范圍的通則。其中的工況系數(shù)KSF值采用AGMA的值, 給出了兩種詳細計算熱功率的方法, 并首次提出按滿足100%的載荷運行10000小時加上200%的載荷運行10000次的循環(huán)次數(shù)來確定額定功率的方法。ISO標準的制訂, 必將進一步規(guī)范世界減速器行業(yè)的行為, 促進減速器技術(shù)的發(fā)展。 齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。最近報導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國AlanNewton公司研制的XY式減速器，在傳動原理和結(jié)構(gòu)上與本項目類似或相近，都為目前先進的齒輪減速器。當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應(yīng)用前景遠大。 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器（500kW以上），多從國外（如丹麥、德國等）進口，花去不少的外匯。60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機械效率高等優(yōu)點。但受其傳動的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。90年代初期，國內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動齒輪傳動的減速器，它可實現(xiàn)較大的傳動比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學(xué)研制成功的內(nèi)平動齒輪減速器不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點外，還有著大的功率/重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點，處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。國內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對平動齒輪傳動中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動減速器開展了一些工作。 減速器的市場發(fā)展前景隨著市場需求的回落和國外同行廠商大規(guī)模進入國內(nèi)市場，行業(yè)競爭必將進一步加劇，這也必將促進行業(yè)企業(yè)間的并購、整合甚至轉(zhuǎn)型。在產(chǎn)品的