齿轮传动装置是球磨机的关键部件，而齿轮轴毂连接配置方法是关系到球磨机运转是否正常的一个重要因素。球磨机在工作时，主电动机传动能矩带动传动装置的轴旋转，通过小齿轮轮毂与轴的连接装置，将力矩传递给小齿轮，并通过大小齿轮的相互啮合，将传动能矩传递给球磨机筒体，实现球磨机的正常运转。

为提高球磨机运转的平稳性及承载力，球磨机大小齿轮的安装采用斜齿结构，因此在球磨机的轴毂连接处存在轴向力与径向力；由于大小齿轮之间采用润滑油作润滑剂，在球磨机运转过程中润滑油容易飞溅进入小齿轮的轴毂连接处，造成此处摩擦力较小。在以上双重因素影响下，不合理的轴毂连接方式可能产生轴向窜动、径向打滑，严重时甚至造成齿轮折齿和断齿现象，影响球磨机运转的可靠性；因此，有必要对球磨机轴毂连接方式进行探讨。

1、平键连接方法

平键连接方法靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。其优点是结构简单，对中性好，装拆、维护方便。但该方法也有其局限性。目前球磨机齿轮多为斜齿结构，在啮合过程中会产生轴向力，仅采用平键连接，不能承受斜齿啮合过程的轴向力，轴毂之间有可能产生轴向窜动，导致连接不可靠。

2、楔键连接方法

楔键连接方法靠楔键的楔紧作用传递扭矩。该方法结构简单，承载能力高，能承受冲击载荷，对轴的强度削弱小；但装配困难，对配合尺寸精度要求较高。由于拆开过盈连接需要很大的外力，往往要损坏零件的配合表面，所以一般过盈连接属于不可拆连接。另外，该方式可能出现以下隐患：

（1）导致小齿轮变形，圆度难以保证，从而造成轴和轮毂配合产生偏心和偏斜，无法保证精确的传动比，影响大小齿轮啮合的平稳性与可靠性。

（2）在啮合过程中小齿轮磨损快，需要停机检修和更换小齿轮啮合面，靠楔键的楔紧作用拆卸换面困难。

（3）拆除时会将轴表面或孔表面划伤，导致维修和更换量都相当大，直接影响生产效率。

3、胀套连接法

胀套连接法是通过拧紧高强度螺栓使包容面间产生压力和磨擦力来实现负载传送的一种无键连接方法。

胀套连接的优点是对中性好、定位精度高、应力集中小、便于制造与装配。但在球磨机实际工作过程中，该连接方法可能存在以下缺点：

（1）一旦超过转矩，小齿轮相对于轴有可能产生微小转动，难以保证精确的传动比及齿轮啮合的可靠性。

（2）轴毂连接处于充有润滑油的密封环境中，该处摩擦因数低，长期使用容易松动，极易造成小齿轮轴毂间径向打滑及轴向窜动。

（3）小齿轮轴毂间径向打滑，大小齿轮相啮合的齿面发生相对滑动，打滑瞬间局部应力增大，极易造成轮齿折断导致报废，造成巨大的经济损失。

（4）胀套连接属于内部的静摩擦连接，出现问题时不易及时检测。

当一个胀套满足不了载荷要求，可用多个载荷串联使用，但是单个胀套传递载荷的能力将随着胀套数目的增加而降低，且受结构尺寸的限制不易过多。

从国内球磨机的实际使用情况来看，上述几种连接方式在1250kW功率以下使用没有出现问题，但随着磨机功率的增加，转矩增大，隐患有所增加。据生产现场反馈，在1400kW功率以上的球磨机中出现过打滑和窜动现象；因此，对于功率较大的球磨机，建议采用以下新型连接方式。

4、复合连接方式

将平键装配在球磨机轴与斜齿轮轮毂之间，拧紧装配在轴与斜齿轮轮毂间隙处的弹性环上拉紧螺栓，通过所产生的摩擦压力，实现轴与斜齿轮轮毂的连接。

一方面通过平键与键槽的配合实现轴与斜齿轮的定位连接，保证轴与斜齿轮定心性及配合精度，该机械式连接消除了球磨机轴毂之间打滑隐患，提高了可靠性；另一方面通过拧紧轴与斜齿轮轮毂间隙处弹性环上的拉紧螺栓所产生的摩擦压力，来实现轴与斜齿轮轮毂的连接。随着轴向拉紧力的增大，径向产生的静摩擦力不仅能够传递转矩，而且能够承受斜齿轮对轴的轴向力，防止轴的轴向窜动，进一步保证球磨机轴毂连接的可靠性。因此，该连接方式对大中型磨机而言，有效解决了轴与轮毂连接处径向打滑、轴向窜动、轴和轮毂配合偏心及偏斜问题，间接保护了齿轮，消除了折齿安全隐患，降低了噪声，延长了设备的使用寿命，节省了维修和更换成本，性价比较高。

5、其他方式

除了以上连接方式，还有将小齿轮与轴做成整体的方式，这样就可以完全消除轮毂之间窜动打滑等安全隐患。然而，整体锻造小齿轮轴从选材上来说，其成本远远高于上述其他连接方式；从维修成本上来说，小齿轮一旦磨损，就需要整体更换齿轮轴，更换成本大大提高。但如果大小齿轮速比较大且无法调整，建议采用整体式齿轮轴结构。

不同连接方式的特点和适用范围对比如下表所列。

6、结论

（1）对于小型磨机，采用胀套连接方式可满足设备需求；对于大中型磨机，仅采用胀套连接可能发生打滑现象，从而造成停机等安全隐患。

（2）对于大中型磨机，采用弹性环与键的新型复合连接方式，可大大提高运行可靠性，降低维修和更换成本。

（3）整体式小齿轮轴结构，从材料、维修成本等方面考虑，建议在大小齿轮速比较大，且无法调整的情况下采用。