鼓形齒式聯(lián)軸器的使用性能和常見(jiàn)故障原因
鼓形齒式聯(lián)軸器的使用性能要求其具有補償兩軸相對位移性能,而兩水平軸線(xiàn)傳動(dòng)軸系的角位移較終是反映在一對嚙合齒之問(wèn),所允許的偏轉角度,它取決嚙合齒之問(wèn)的側隙大小。而側隙的選擇是比較關(guān)鍵性的。由于考慮到齒輪聯(lián)軸器不同于齒輪傳動(dòng),在結構上,一對內外齒輪是組裝在一起后,是以同一個(gè)圓周速度一起轉動(dòng)的。鼓形齒式聯(lián)軸器研制有不同的技術(shù)方案,鼓形齒式聯(lián)軸器按內、外齒分度圓等厚度計算齒厚的設計方法,具有以下特點(diǎn):
一、聯(lián)軸器互換性:
互換性要求是鼓形齒式聯(lián)軸器研制過(guò)程中的一個(gè)難點(diǎn)。一般國內很多廠(chǎng)生產(chǎn)的聯(lián)軸器沒(méi)有互換性的。目前大多數鼓形齒式聯(lián)軸器其兩半內齒圈的絞制螺栓孔都是采用配鉆鉸的方法,然后打上標記對號入座進(jìn)行裝配的。用這種方法制造的聯(lián)軸器是不能互換的。根據市場(chǎng)的需求,特別是冶金行業(yè)的特別要求,在設計中鼓形齒式聯(lián)軸器要求兩半內齒圈聯(lián)接絞制螺栓孔相對于定心圓的位置度公差為φ0.02這一要求是在加工和數控鎖床上確定的。這樣,確定了互換性要求,在工業(yè)生產(chǎn)中不但降低了工人維修換備件的勞動(dòng)強度,而且縮短了在線(xiàn)的維修時(shí)問(wèn),有著(zhù)明顯的經(jīng)濟效益。
二、嚙合精度不錯:
鼓形齒的制造一般是在滾齒機上使滾刀軌跡按照設計所要求的位移圓半徑,用仿形模板加工出來(lái)的,國內的生產(chǎn)廠(chǎng)家幾乎全部都用這種方法。用模板仿形加工時(shí),技術(shù)的關(guān)鍵在于銑齒銑到齒形中部弧面轉向時(shí),由于慣性,摩擦阻尼、傳動(dòng)絲杠問(wèn)隙以及傳動(dòng)鏈剛性不足產(chǎn)生的彈性變形等非線(xiàn)性因素的影響,一般很難加工出正確的鼓形齒圓弧面,經(jīng)常需要有技術(shù)很熟練的工人根據白己的工作經(jīng)驗進(jìn)行掌握。鼓形齒式聯(lián)軸器,其鼓形齒圓弧面用數控成形,比一般仿形加工成形的鼓形齒精度不錯。
鼓形齒式聯(lián)軸器的鼓形齒外齒軸套達到標準7級精度,其周節限偏差fpt,周節累積公差Fp,公法線(xiàn)平均長(cháng)度公差Fw均達到JB10095-88標準中7級精度。鼓形齒圓弧表面粗糙度Ra值不大于1.6μm。由于齒輪精度不錯,使嚙合時(shí)同時(shí)接觸的齒數增多,使接觸應力減小,這對于提升聯(lián)軸的接觸強度,增大傳遞力矩,減少振動(dòng)、降低噪聲、提升傳動(dòng)平穩性的使用壽命有著(zhù)重要的意義。
三、確定側隙的方法:
確定側隙的方法與參數的確定、刀具的選用有關(guān),可采用標準的刀具和刀具。
當采用齒頂高系數為1,頂隙系數為0.25的標準刀具時(shí),由于外齒的齒頂高和內齒的齒根高相等,用標準的插齒刀僅靠徑向切入不能達到齒厚要求,切向變位插齒。
另一種實(shí)用的方法是把標準的插齒刀磨去齒頂即成用插齒刀,只采用徑向進(jìn)給,插至全齒深即可達到齒厚要求。
鼓形齒式聯(lián)軸器采用外齒齒高系數為1,齒根高系數為1.25;內齒齒根高系數為1.0,齒頂高系數為0.8,插齒刀具磨去0.25m高的齒改制。內外齒分度圓齒厚相等,內齒輪插齒時(shí)不需要徑向變位。
四、定心方式:
齒輪聯(lián)軸器的定心方式有四種,分別為外徑定心(兩種)、齒側定心和輻板定心。
外徑定心中有兩種,既外齒頂圓局部與內齒齒根圓配合和外齒齒頂圓與內齒齒根圓配合。
鼓形齒式聯(lián)軸器在設計時(shí)考慮加工的復雜程度和控制的難度,采用鼓形齒外齒軸套齒頂圓球面與內齒圈的齒根圓柱面作為定心表面。
由于內齒齒根圓要求與一般內齒輪不同,標準的內齒齒根圓問(wèn)隙很大,起不到定心作用,因此給出公差,而且為了避免干涉,齒根部不可以留有圓角,才能確定與外齒軸套的定位。這就給內齒齒根圓的加工帶來(lái)困難,一般很難確定H9/h7的配合要求。鼓形齒式聯(lián)軸器采用用插齒刀具,確定內齒齒根精度要求,外齒軸套采用數控機床加工球面,確定了良好的定心性。避免由于齒齒頂問(wèn)隙過(guò)大而在運轉達時(shí)產(chǎn)生偏心振動(dòng)。
鼓形齒式聯(lián)軸器在生產(chǎn)現場(chǎng)常見(jiàn)故障原因分析:
一、下述結構的鼓形齒式聯(lián)軸器在使用時(shí),整個(gè)聯(lián)軸器通過(guò)外齒軸套和內齒圈壓在與減速機輸出軸的端面固定連接的連接盤(pán)上,幾乎整個(gè)鼓形齒式聯(lián)軸器的重力都集中壓在連接盤(pán)上。軋輥在軋制坯料時(shí),受坯料的沖擊和上下軋輥的振動(dòng),連接連接盤(pán)和減速機的鎖緊螺栓既受拉力又受剪切力,在鼓形齒式聯(lián)軸器長(cháng)期旋轉下鎖緊螺栓易被拉斷或剪切斷,而連接盤(pán)處在內齒圈內,不能隨時(shí)被發(fā)現,待全部鎖緊螺栓失效后,整個(gè)鼓形齒式聯(lián)軸器從減速機的輸出軸上脫離,造成設備停機,嚴重地影響了后道加工工序。
二、車(chē)L鋼設備中棒線(xiàn)材的軋機與減速箱連接大多數采用是貫穿式鼓形齒式聯(lián)軸器,鼓形齒式聯(lián)軸器包括軸、外齒軸套、內齒圈和連接盤(pán),連接盤(pán)通過(guò)鎖緊螺栓連接在待裝配減速機輸出軸的端面上,內齒圈通過(guò)花鍵套裝在待裝配減速機的輸出軸上并壓在連接盤(pán)上,外齒軸套通過(guò)花鍵套裝在軸上并與軸過(guò)盈配合,外齒軸套通過(guò)壓板和鎖緊螺栓懸吊在內齒圈上并與內齒圈齒嚙合。
三、從結構及使用情況看,出現上述故障的主要原因是,軋線(xiàn)軋機軋輥經(jīng)過(guò)多次重復使用的,軸徑尺寸發(fā)生變化,鼓形齒式聯(lián)軸器在旋轉下接軸傾角隨之變大,由于連接盤(pán)和內齒圈之間的間隙太小,內齒圈在補償花鍵軸間隙時(shí)徑向擠壓連接盤(pán),軋輥在軋制坯料時(shí),花鍵軸一直存在擺動(dòng),擺動(dòng)使連接盤(pán)的外表面與內齒圈的內表面存在的碰撞,加劇鎖緊螺栓和連接環(huán)套所受的剪切力,導致連接盤(pán)連接螺栓剪斷造成故障。
因此,本文針對上述鼓形齒式聯(lián)軸器故障原因的分析不足之處,為了增加連接盤(pán)與減速機輸出軸的連接方式,減輕鎖緊螺栓所受的拉力或剪切力,避免鼓形齒式聯(lián)軸器在旋轉時(shí)被拉斷或剪切斷,降低立式軋機的設備故障,進(jìn)一步提升生產(chǎn)速率,提出了連接盤(pán)的改進(jìn)方案。