初沉池刮泥机的减速机国产化技术应用

刮泥机是一种排泥设备，主要用于污水处理厂直径较大的圆形沉淀池中，排除沉降在池底的污泥和撇除池面的浮渣。

1 项目背景

咸阳路污水厂有5座初沉池、10座二沉池和2座污泥浓缩池，共配套17台刮泥机。刮泥机由驱动装置、工作桥、主刮泥装置、辅助刮泥装置、中心转盘、导流筒、撇渣装置、溢流堰板和挡渣板、集电装置等组成。其中驱动装置是带动刮泥板、刮渣装置等运转的部件，采用减速机将电动机高速运转的动力转换成低速运转从而带动刮泥机按照一定的速度缓慢转动。故减速机的正常运行是影响刮泥机能否正常运行的直接因素。

初沉池刮泥机减速机国产化技术应用针对的是初沉池刮泥机配套的美国西方技术的行星减速机。国外进口品牌减速机更换配件比较昂贵并且供货周期很长，给污水厂的日常工艺运行、养护维修成本均造成了很大影响。通过这次技改技革，将减速机的配件进行国产化，既满足了工艺运行需求，又大幅降低了维修成本。

2 技术研究过程

根据污水厂刮泥机使用实际情况，对刮泥机的减速机进行了工作原理分析、技术改造理论剖析与论证。改造前，刮泥机上装配的减速机为美国西方技术二级输出行星齿轮减速机，其主要构造为太阳轮、行星轮和齿圈，太阳轮位于机构的中心。行星轮内侧与太阳轮啮合，行星轮外侧同齿圈啮合，行星轮通过滚针轴承安装在行星轮轴上，行星轮轴对称固定在行星架上。行星轮除绕行星轮轴自转外，还由行星架带着绕太阳轮公转。动力从太阳轮输入，从行星架输出，外齿圈锁死，实现大传动比的减速传动，见图1。

图1 行星齿轮构造

行星齿轮传动具有许多独特的优点，例如：体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大；传动效率高；传动比大，可以实现运动的合成和分解；运动平稳、抗冲击和震动能力强。

但是，其不足之处体现在结构复杂，制造和安装比较困难。减速机在长期运行中，常会出现磨损、渗漏等故障，最主要的几种是：

1）减速机轴承室磨损，其中又包括壳体轴承箱、箱体内孔轴承室、变速箱轴承室的磨损；

2）减速机齿轮轴轴径磨损，主要磨损部位在轴头、键槽等；

3）减速机传动轴轴承位磨损；

4）减速机结合面渗漏。

经过对技术改造方案的反复论证，确定了最终实施方案，项目进入到实施改造阶段。

3 技术改造实施方法

通过对损坏的减速机进行拆解，发现行星齿轮和太阳齿轮均已损坏，外齿圈轻度磨损。制作出可匹配并适用刮泥机减速机运转需求的齿轮是此次技术改造的主要内容。

1）材料的选择。经过对减速机拆解和对齿轮材质的检测，决定采用20MnVB钢进行加工制作。

2）钢材的处理。行星齿轮采用离子渗氮，太阳齿轮采用渗碳淬火，经过热处理获得高硬度齿面。

3）精密度和粗糙度处理。经过精密度加工，行星齿轮制造精度达到6级，太阳齿轮经过磨齿制造精度达到5级，粗糙度为0.2～0.4μm。

4 项目技术特点

技术改造后的减速机，其重量轻、体积小、传动比范围大、效率高、运转平稳、噪声低、适应性强。

1）20MnVB钢材含有钒，具备晶粒较细且有较高强度和耐磨的性能特点。

2）经过热处理，得到高硬耐磨表面，降低了噪音，提高了整机的效率和使用寿命。

3）经过精密度加工，行星齿轮制造精度达到6级，太阳齿轮制造精度达到5级，粗糙度0.2～0.4μm，高精度和低糙度有利于进一步提高承载能力，保证可靠性。

5 结语

初沉池刮泥机减速机国产化技术项目成功应用后，不仅降低了咸阳路污水处理厂维修成本，同时也提高了设备应用时间效益，为污水厂的稳定运行提供了可靠地设备设施硬件保证。