JSBX系列模块化行星减速机的研发
一、立项依据
1.国内外现状、水平和发展趋势;
行星减速机是通用减速机中重要的组成部分,在国内外有着广泛的市场。
由于行星减速机固有的结构原理优势,在一些需要大速比、大扭矩、大功率、小体积及强冲击等场合,有着不可替代的应用,比如像工程机械、矿山机械、水泥机械、起重及风电新能源等行业。
国内于1976年设计定型了NGW系列行星减速机,并制定了标准,由于工艺能力及设计工具的限制,技术指标较低,齿轮精度低,噪音大,单位重量承载能力低,比国外同期水平有很大的差距。
随着技术的进步,加工能力的提升,新的设计思想方法的出现,原标准减速机大大落后。
于1993年国内设计开发了新一代行星减速机,性能指标有很大的提升,但是和国外同期的相比,差距仍然较大。
齿轮精度,减速机的噪音,可靠性等方面比国外低。
相同额定扭矩的条件下,国内的减速机重量是国外的1.4倍左右,资源没有充分利用。
最高输入转速,最大扭矩等都比国外的低。
此系列减速机也已经不适应社会的发展,急需应用新技术、新工艺、新设计方法研发新一代行星减速机。
随着国内外经济的快速发展,行星减速机发展趋势是:
1)高水平、高性能。
要求体积小、重量轻、噪音低、效率高、可靠性高;
2)积木式组合设计。
基本参数采用优先数,尺寸规格整齐,零件通用性和互换性强,系列容易扩充和花样翻新,有利于组织批量生产和降低成本;
3)型式多样化,变型设计多。
摆脱了传统的单一的底座安装方式,增添多种出轴形式、输入端方便与减速电机组合,扩大使用范围。
4)功率更高,扭矩更大
2.项目开发的目的、意义;
JSBX系列模块化行星减速机的研究开发,是在对国外同期行星减速机进行充分研究的基础上,再结合国内市场及技术的实际情况而开展的,能满足市场的需求。
JSBXZ系列模块化行星减速机,由我公司独立研发,采用内齿圈和箱体是一体式结构,力求达到承载大体积小。
同级内齿圈、行星架、行星轮太阳轮组成一个模块。
输出方式有4种,输入形式有3种,整机可以组合成多种形式,减少零件种类,丰富了产品。
未来几年,随着JSBX系列模块化行星减速机的研发成功,原有系列行星减速机将逐步被淘汰,由我公司独立研发的JSBX系列产品将逐渐取代原系列行星减速机的市场,为公司增加产值和利润,有着良好的经济和社会效益,未来市场前景广阔。
3.本项目达到的技术水平及市场前景。
本产品采用硬齿面齿轮技术,具有成熟的制造工艺,可保证产品质量的可靠性和稳定性;外形线条简洁、美观。
该系列采用现代化的电脑设计,加之丰富的生产经验,这两方面实现了出色的结合。
可靠性是该系列减速机重要特性之一。
这种可靠性既源于选料的精良和先进的生产技术,也源于出色的计算机设计,确保了最佳的使用寿命。
可保证产品质量的可靠性和稳定性,其技术水平处于国内领先位置。
有着良好的市场前景。
二、开发内容、关键技术及主要技术和经济指标
1.本项目的主要内容
(1)模块化设计。
以单级行星齿轮传动为基本模块,二级传动齿轮从单级模块中选取组合,对同一种内齿圈的齿轮模块,将齿宽系数、变位系数和模数均设为相同值,尽量减少齿轮模块数目,提高通用化程度。
根据不同的输入输出形式,设计了输入输出模块,输入模块能与其他系列减速机组合。
统一设计额润滑冷却模块,安装附件模块,大大减少了零部件,便于选用组合,满足型号功能要求。
(2)箱体设计。
材料采用QT400-15或者ZG310-570,外观结合工业化的设计理念进行优化,强度借助有限元分析,壁厚合理化。
优化外形,增大散热面积,美化外观。
(3)行星架设计。
材料采用QT700-3或者ZG35CrMo,整体式结构,强度借助有限元分析,壁厚合理化,重量轻,刚性好。
(4)选用高承载能力轴承增大轴承规格。
行星轮轴承及行星架轴承承受载荷大,受力复杂,空间有限,对此选用了满装滚子高承载能力轴承,加大了轴承型号。
(5)齿轮采用20CrMnMo低碳优质合金钢经锻造、渗碳淬火、磨齿等关键工序制造;内齿圈选用42CrMoA,调质并氮化处理。
(6)齿轮的精密修型技术;
(7)出轴处密封。
采用合金铸铁浮动密封环,及端面防水密封,适用于恶劣的环境。
2.运用的关键技术
1)采用三维设计,对行星架、内齿圈及齿轮进行有限元分析,并据此对齿轮精密修形。
2)采用封闭式差动轮系传动结构,利用功率分流原理,弹性及浮动均载,提高承载能力,减小体积;
3)增大输出轴轴承规格,改进了轴承支承结构、轴向固定结构,润滑回油结构,提高了整机的运行可靠性。
4)齿轮设计高度模块化。
这种模块组合避免了设计和费用的浪费。
这样既形成了批量化生产的经济性,又降低了库存成本,真正实现了仓储式生产管理模式;
5)齿轮采用修形工艺,箱体采用优化的降噪结构设计,降低减速机噪音;
3.主要技术指标或经济指标。
1)技术指标
a. JSBX系列模块化行星减速机共有27个规格,按照组合形式分有7种,输出轴形式有4种,装配形式有20种。
b.最高输入转速1500rpm,最小速比25,最大速比4000,额定最大输出扭矩2600kNm。
c.空载运行时噪音小于82分贝。
d.单级减速机械效率不低于98.5%。
2)经济指标
相同的承载能力,减速机外形安装尺寸为原来减速机的83%,重量仅为原来的68%,相同产量,消耗材料仅为原来的70%。
通过模块化设计,零件通用性提高,零件总量下降20%。
至2018年12月前,生产样机并进行小批量生产投入市场,以满足市场的需求。
三、开发试验方法及技术路线(工艺路线)
四、现有开发条件和工作基础
1.承担单位开展本项目的优势(人才、设施条件);
公司具备从研发、设计、制造全套技术力量和先进的测试手断,拥有从德国、日本引进的一大批国内、外先进设备和检测仪器。
自2015年以来,公司作为全国齿轮标准化技术委员,参与了近20项齿轮方面国家标准和行业标准的审查把关。
“xx”商标被认
定为“中国驰名商标”。
研发中心已被认定为xx省减速传动工程技术研究中心,xx省企业技术中心。
研发人员310人,占职工总数的12%,大专以上科技术人员850人,占32%。
其中高级工程师2名,中级工程师17名。
公司一直坚持“技术驱动创新”,截至2017年1月,公司已累计申请专利75项(其中发明专利12项、实用新型专利59项、外观设计专利4项),已进入实审的发明专利12项。
创新引进可支撑全球化运作的PLM 管理系统,产品设计采用三维智能互联软件Creo4.0,持续信息化和工业化两化融合建设
本项目已开展了市场调研和立项前期准备工作,准备了相关数据资料,部份研发工作已开始。
五、计划进度(包括总的研究期限、年度计划进度)
按照公司2018年度产品研发计划,研发二部由xx工程师带队组织部分技术人员对JSBJE系列塑料挤出专用减速器进行研发。
要求按下表进度进行,历时一年的时间完成全系列产品,与销售联合迅速全面地将新产品推向市场,力争取得可观的经济效益。
本项目研发时间2018年1月——2018年12月,完成时,形成样机。
六、经费预算
项目预计总经费万元。
项目经费支出预算表。