从提高干熄焦提升机的可靠性和减少故障维修出发，重点关注减速器的设计水平和制造水平将是十分必要的，本文将主要探讨干熄焦提升机减速器的设计。

干熄焦，顾名思义，是与湿熄焦而言的，是利用惰性气体作为冷却介质将红焦熄灭并对其冷却的方法，是一种新型节能环保熄焦工艺， 国内各大钢铁公司和焦化厂已广泛使用。干熄焦提升机是把需要干熄的红焦运送到干熄槽的专用设备。它的主要用途是将运送至提升井架下装满红焦的焦罐提升到塔顶，并沿设置在干熄槽上方的轨道行走，将红焦罐运到设定的干熄槽装入料斗上方，再将红焦罐缓慢卷下落座在该料斗上，焦罐底部闸门自动打开，将红焦装入干熄槽内；装焦结束后，又将空焦罐卷起， 走行至提升机卷塔将空焦罐卷下送回到运载车上送去接焦。提升机由 PLC 与其他设备联动， 机上无人操作，采用变频调速运行。提升机的主要特点是：①工作繁忙：每天满负荷使用 21个小时，约 7 分钟完成一个工作循环，年工作时间为 345 天以上。②速度高，定位精度高： 起升机构提升速度为 20 ～ 30m/min, 定位精度±45mm, 运行机构运行速度为 4 ～ 40m/min, 定位精度 ±20mm。③自动化程度高。提升机的特殊性决定了其必须具有很高的可靠性和良好的维修性，要求其起升和运行机构的减速器传动质量良好，性能安全可靠，以满足其全天候作业方式。

1. 干熄焦提升机减速器的结构形式

因干熄焦提升机的传动形式不同，选择减速器的结构形式有很大差异。目前主要有两种常用的形式，一是单减速器加紧急备用机构， 即在正常的工作电机发生故障时，采用手动离合机构与减速器相连，慢速完成一个工作循环， 然后处理故障；二是采用行星减速器，当一台电机发生故障后，另一台电机可继续工作，提升机系统将以一半的速度长期运行，继续完成生产，不必立即维修。硬齿面行星减速器传动形式，因其具有的独特优势，已成为了使用的首选。

2. 干熄焦提升机行星减速器的设计

干熄焦提升机工况复杂、工作负载大、制动力矩大、起停频繁、维修困难，因此要求提升系统在各个环节上都要保证可靠和安全，而作为承担起升和运行任务的主要设备减速器， 高可靠性和低重量是其最重要的考核指标。一般来说用户协议要求减速器齿轮副的轮齿弯曲强度最小安全系数 SFmin ≥ 1.75，齿面接触强度最小安全系数 SHmin ≥ 1.50，减速器无故障平均使用寿命为 8 年，减速器的制造厂希望能以最佳的性价比满足用户要求，如何实现这些目标， 设计非常关键。以下就目前流行使用的硬齿面行星减速器的设计作些常规性探讨。图一为起升机构中使用的硬齿面行星减速器的一种传动结构形式。

2.1 齿轮的设计

2.1.1圆柱外啮合齿轮副的强度计算有四项，包括齿面接触疲劳强度计算、齿面接触静强度计算、轮齿弯曲疲劳强度计算、轮齿弯曲静强度计算，遵循 GB3811-83《起重机设计规范》中的方法。该方法是在 GB3480《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》基础上结合了起重机的工作特点形成的。行星齿轮副的强度计算遵循GB/T3480 最新标准的方法。计算可使用实践检验过的优秀软件来完成。国内的郑州机械研究所开发的“齿轮传动 CAD 集成系统（ZGCAD）” 软件，是目前强度计算的最好工具，借助该软件可以比选方案达到齿轮副的优化设计。

2.1.2 齿轮的主要技术指标

齿轮采用硬齿面传动技术设计，按用户要求的最小安全系数进行计算。齿轮的精度等级为 6 级 , 采用渗碳淬火 + 磨齿加工的方法加以实现。传动比的分配按使各级传动的承载能力大致相等、使减速器的尺寸和质量较小为原则进行。齿轮和齿轮轴采用锻件，材料为低碳合金钢如 17CrNiMO6、20CrMnMO 等，齿面渗碳淬火， 有效硬化层深度为 0.15 ～ 0.25 Mn（模数）,； 大齿轮的表面硬度为 54 ～ 58HRC, 心部硬度为33 ～ 38HRC；齿轮轴（即小齿轮）的表面硬度为 58 ～ 62HRC, 心部硬度为 38 ～ 42HRC。所有齿轮进行齿廓和齿向修行，齿根进行抛丸工艺强化处理。输出轴上的大齿轮允许采用焊接结构。行星齿轮副指标略。

2.2 行星包设计要点

图二为图一中的行星差速机构（行星包） 的示意图。它属于 NGW 型减速的 2K-H 传动类型。在干熄焦硬齿面行星减速器中，行星包是最核心的部件，双速度功能因它而产生。它的设计要点有三点：①太阳轮采用浮动结构，高速输入轴与太阳轮通过齿轮联轴器联接，输入轴支承在行星架内。②行星架具有双重功能， 既作行星轮支架用又作传动轴使用，传递扭矩， 可采用铸造结构（材料为 ZG35CrMO）或焊接结构制造。③大齿轮及其支承结构。大齿轮既参与外啮合又参与内啮合，兼内外齿轮的功能， 内齿轮的齿面必须采用氮化处理。其齿轮参数选择（如图一）可使 Za=Z1，Zb=Z2 以便于搭配速比。两边的支承盖，需开孔作润滑行星轮及其轴承用。

2.3传动比的计算

行星差速 ( 行星包 ) 传动，可以合成和分解运动，是典型的齿轮功率分流技术的应用， 图一的行星减速器具有三种传动比。

1） 电动机 1 制动（即出现故障时）：i1=（1+ Zb/ Za）×Z4/ Z3×Z6/ Z5×Z8/ Z7;

2） 电动机 2 制动（即出现故障时）：i2= Z2/ Z1×（1+ Za/ Zb）×Z4/ Z3×Z6/ Z5×Z8/ Z7;

3） 电动机 1 和 2 两电机同时工作 ( 即转速叠加输出）：i3=i1/2= i2/2。推导过程略。

通过以上计算表明，在 1）和 2）的情形下，

即单电机工作，减速器因行星传动的固有特性， 能够以一半的速度运行，不存在超负荷的问题， 也不会影响连续生产，所以深受用户偏爱。

2.4其它关键因素

干熄焦提升机减速器的轴承使用寿命一般在 50000h 以上，须选用质量比较稳定的品牌， 国外如 SKF、FAG 等，国内有哈、瓦、洛等。箱体采用焊接结构，利用有限元等方法对箱体结构进行分析，以提高箱体的可靠性，并减少材料浪费。密封采用骨架油封，使用质量较好的产品。减速器润滑，起升机构一般采用油池润滑，行走机构采用强制润滑系统，润滑油使用L-CKC320 牌号。

3. 结论

干熄焦提升机减速器，因其使用在特殊场合，所以须具备最基本的功能：两种速度（正常速度和应急速度），硬齿面行星减速器非常适合该特性。特别强调的是，无论采用什么传动结构和形式，减速器都必须具有很高的可靠性和较长的使用寿命。作为设计者，只有充分利用目前齿轮传动的先进技术，才能设计出高品质的减速器，提高齿轮传动的质量，为干熄焦生产大大提高生产效率，创造更大的效益。