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      克維斯傳動:齒輪制造在減速機中的運用
      作者:無錫市克維斯傳動機械有限公司    發布于:2013-04-27 08:13:50    文字:【】【】【
      摘要:克維斯傳動:齒輪制造在減速機中的運用
      我國是擠泥機的生產大國,每年擠泥機的產量居世界首位。但是,長期以來我國擠泥機的質量和發達國家相比,一直存在著較大的差距。從可靠性方面看,主要是傳動系統零部件的壽命較短,故障較多,維修較為頻繁。發達國家某公司生產的真空擠泥機,許用擠壓力達4MPa,其齒輪的壽命極長,終身不需維修,終身不必更換配件。而國產的真空擠泥機(少數幾家采用硬齒面傳動的除外),一般在正常使用兩年以后,幾乎都會發生程度不等的點蝕,剝落,磨損,塑性變形,斷齒,膠合等齒輪損傷。減速器的無故障工作時間較短,生產時常要停機檢修,有時甚至要更換整臺減速器。既增加了產品成本,又降低了產品的質量。中國入世在即,如何提高國產擠泥機的技術性能,縮小和發達國家的差距,已經是刻不容緩了。

        為了提高磚瓦行業裝備水平,國家建材局早在1991年就發布了真空擠泥機的國家建材行業標準(標準代號JC3432- 91)。該標準中明確規定,真空擠泥機的減速器應符合ZBJ19004中技術要求的規定。也就是說,減速器的齒輪必須是鍛鋼,并經熱處理后齒面硬度達到HB350以上,也就是采用硬齒面傳動。由于鍛鋼沒有鑄造齒輪的各種材料缺陷,經熱處理后具有很高的表面硬度,耐磨性,韌性和抗沖擊性能,使齒輪的接觸強度和彎曲強度都提高了很多。我國現有擠泥機的減速器多數是配用ZQ型標準減速器,齒輪是鑄造材料,齒面(指大齒輪)硬度約為HB220.這種軟齒面傳動的齒輪強度低,承載能力小,傳動不可靠,很不適合磚瓦行業使用。機械行業早在1988年就把它列為淘汰產品,由ZLY等系列硬齒面齒輪減速器所取代。軟齒面和硬齒面齒輪傳動參數的對比見表1.從表1可以看出,在傳遞相同扭矩的情況下,軟齒面傳動裝置的質量是硬齒面傳動的5倍。由于擠泥機的結構限制(尤其是緊湊型真空擠泥機)和經濟性的原因,減速器的結構不可能過分龐大。而磚瓦生產中常常是重載起動和超負荷運轉,很多擠泥機配套的ZQ型標準減速器本來就不適應,加之選型又偏?。ㄓ械?0kW以上動力的擠泥機只配ZQ65型減速器),這就是擠泥機的傳動系統壽命短,可靠性差的根本原因。

        既然軟齒面減速器的性能很差,為什么又能在磚瓦機械中久盛不衰這是因為ZQ型標準減速器已經用了幾十年,大家感到習慣了。另外,價格低廉也是一個重要原因。而按照一般的硬齒面齒輪的制造工藝,硬齒面齒輪的成本確實太高。由于擠泥機是低速傳遞動力的機械,擠泥機對振動和噪音的要求也不高(<85分貝),對齒輪的工作平穩性和齒側間隙的要求也不很嚴格,只是因為擠泥機的工作負荷重,其接觸精度應該高一些。因此,從實際出發,采用一種經濟實用的硬齒面齒輪,是完全可行的?,F將這種硬齒面齒輪介紹如下。

        1硬齒面齒輪的結構。

        小齒輪,其結構和一般齒輪相同。

        大齒輪為組合式結構(見圖2),由鑄造的齒輪輪轂(圖3)

        和鍛造的齒圈(圖4)熱壓配合成一體。因為鍛造整體為合金鋼材料的大齒輪費用很高,進行熱處理時,也會因結構龐大而價格昂貴。采用組合式結構,雖然齒圈仍為合金鋼材料(如42CrMo,20CrMnTi等),但其厚度僅為5mn(mn是齒輪的法向模熱處理費用。而齒輪輪轂可以用價格低廉的球墨鑄鐵(如QT500-2),也可用灰鑄鐵(HT200)。齒圈內孔與齒輪輪轂外徑的配合要適當。過盈量太大會造成裝配困難,在加熱裝配的時候,如果裝配溫度太高,還會造成回火脆性,還會產生很大的殘余應力;過盈太小,結合壓強低,齒圈在工作時會打壞,造成傳動失效。選擇過盈量要經過嚴格的計算,才能確定傳遞載荷所需要的結合壓強,從而得出恰當的有效過盈量,輪轂和齒圈的配合,一般為t6。根據過盈量的數值,再計算出齒圈熱裝時的加熱溫度,一般要大于200℃,但要注意避開某些造成材料回火脆性的溫度。為了便于裝配,齒圈的孔端和輪轂的進入端都應該加工倒角。通??扇〉菇铅?10,倒角的寬度A可取10mm,分別如圖5和圖6所示。輪轂和齒圈的配合面的粗糙度一般不得高于6.3,粗糙度過高會影響結合強度。

        2硬齒面漸開線齒輪的加工。

        由于擠泥機減速器的運動精度和工作平穩性的要求都不很高,完全可以在滾齒機上進行加工,從而降低了加工成本。

        由于對接觸精度要求較高,這就需要增加一些加工手段,使齒面的接觸斑點沿齒長不少于70%,沿齒高不少于50%.小齒輪和大齒輪都要進行表面淬火,小齒輪的齒表面硬度一般在HRC54以上,大齒輪的齒表面硬度可稍低一些。在設計齒輪參數時,為了提高小齒輪的強度,小齒輪都是取正變位系數。齒輪材質,齒面的硬度,齒輪的側隙,齒輪的接觸斑點等,這些都是關鍵項目,必須嚴格檢驗把關,以確保齒輪的質量。

        3中硬齒面雙圓弧齒輪的加工。

        擠泥機減速器中的齒輪傳動,也可以采用中硬齒面的雙圓弧齒輪。雙圓弧齒輪的接觸強度高,承載能力強,磨損小而均勻,振動和噪音都較小,傳動較平穩。其加工方法和硬齒面漸開線齒輪差不多。中硬齒面雙圓弧齒輪的結構毛坯的制造和漸開線齒輪相同。因為中硬齒面雙圓弧齒輪的齒面硬度在HB280~350之間,熱處理較為簡單,大齒輪只進行一次調質處理。雙圓弧齒的加工也是在滾齒機上進行,但必須有專用的圓弧齒輪滾刀,所以更換配件比較困難,只有原制造廠才能供應。另外,雙圓弧齒輪對齒輪軸孔和中心距的誤差相當敏感,因而對齒輪箱體加工的精度要求很高。鑄造或焊接的齒輪箱體,必須經過時效處理,以免在使用中變形而影響齒輪傳動效果。

        4結語。

        由于國家限制粘土制磚,利用煤矸石,粉煤灰等工業廢渣制磚的生產線將逐步增多;產品也從普通磚,多孔磚發展到各種空心磚;成型工藝也由軟塑成型發展到半硬塑和硬塑成型;擠泥機的動力由幾十kW增加至幾百kW;許用擠壓力由1MPa提高到4MPa.所有這些,都對擠泥機的傳動系統提出了更高的要求。只有采用硬齒面齒輪傳動取代傳統的軟齒面齒輪傳動,國產擠泥機才能提高到一個新的水平。經過多年的使用實踐證明,上述工藝制造的硬齒面齒輪,其成本較低,其使用壽命和無故障工作時間都大大高于JC3422-91標準,具有很高的可靠性,給用戶帶來了很好的效益,深得用戶的好評,是一項值得推廣的技術。

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