传动改进（精选九篇）
传动改进 篇1
如图1, 磁力泵是利用磁性联轴器永磁体磁力传动的工作原理来实现扭矩的无接触传递的一种新型泵。当电动机带动外磁转子 (即外磁缸) 总成旋转时, 通过磁场的作用, 磁力线穿过隔离套带动内转子 (即内磁缸) 总成和叶轮同步旋转, 由于介质封闭在静止的隔离套内, 从而达到无泄漏抽送介质的目的。磁力泵是一种由设计保证的全密封、无泄漏、无污染的新型工业用泵, 可以彻底解决机械传动泵的轴封泄漏问题。
优点: (1) 取消了泵的机械密封, 完全消除了离心泵机械密封不可避免的跑、冒、滴、漏的弊病, 是实现零泄漏、无污染的较好选择, 可以实现设备的本质安全。 (2) 泵的过流部件选用不锈钢及工程塑料制造, 可以达到耐腐蚀目的。 (3) 磁性联轴器和泵体结合为一体, 具有结构紧凑以及磁性联轴器可以对传动电机起到超载保护作用的特性。 (4) 易损件较少, 维修方便, 使用寿命延长。
缺点: (1) 传动效率低, 与离心泵等比较, 在相同工艺条件下能量消耗较大。 (2) 现在国内使用的钕铁硼 (NdFeB) 等永磁体材料的性能还不完全稳定, 工艺选择还有一定的局限性。一般情况下, 工艺要求的介质额定温度、压力和磁力泵的泵体材料有关。当泵体为金属材质或F46衬里时, 工作介质的额定温度不超过80℃, 额定压力不超过1.6MPa。当泵体为非金属材质时, 工作介质的额定温度不超过60℃, 额定压力不超过0.6MPa。当工作介质的额定温度不小于350℃时, 磁力泵还存在失磁的危险, 很难实现长周期安全运行, 则需要另行设计。 (3) 适合于输送介质的密度不超过1300kg/m3, 粘度不超过30×10-6m3/s的不含铁磁性和纤维的液体。对于密度高、粘度大的介质, 由于传动的扭矩相对较大, 暂时还没有很好的应用。 (4) 轴承一般采用被输送的介质进行润滑冷却, 故磁力泵严禁空载和反转运行。 (5) 磁性材料带来的失效分析比较专业, 在实际运行中的故障解决比较困难。
1.泵壳2.静环3.动环4.叶轮5.密封圈6.隔板7.外磁缸总成8.隔离套9.内磁钢总成10.泵轴11.轴套12.联接架13.电机
2 故障分析及改造措施
我单位原来使用的离心泵故障发生频繁, 机械密封容易失效, 泄露点多, 维修量大, 泵房化产品气味较浓, 存在较大的安全隐患。2006年用磁力泵代替了原来的涡轮泵, 但在使用中出现了以下一些问题。
2.1 磁力泵推力轴承快速磨损
吹出苯原料泵, 型号50CQ-40磁力泵, 流量220L/min, 扬程40m, 配置电机功率4kW/台。该泵在运行一段时间后, 后轴承发生严重磨损, 后止推轴承碎裂, 叶轮叶片与泵体前盖、泵体组件都发生磨损。
第一次运行时间较长 (约48h) , 噪声较大, 停泵后盘车很重, 拆检发现叶轮和靠近联轴器端的止推轴承严重磨损。叶轮和止推轴承磨损方向一致, 均表现为叶轮向进口端窜给, 即外观表现轴向力不平衡非常明显。将原来叶轮平衡孔扩大, 组装后没有任何效果, 仅运行了2h就出现了同样问题。第二次拆检的外观表现依然为轴向力不平衡, 而且前端的止推轴承磨损深度约2-3mm, 可能是原来的石墨止推轴承耐磨性能较差。止推轴承材质改换为1Cr13后同样没有解决问题。综合分析认为, 当泵内轴承与推力盘两侧介质压差较小时, 介质润滑的流速缓慢, 甚至不能流动, 这样, 相互摩擦产生热量不易带走, 致使该泵介质汽化加剧, 产生干磨, 快速导致止推轴承失效。因此, 止推轴承的磨损是导致磁力泵推力轴承快速磨损的主要原因。
改造措施: (1) 增加支撑轴承和止推轴承的润滑。该型磁力泵采用了轴向力自动平衡装置, 属于一种动态平衡。但是如果前端轴承和止推轴承润滑不良, 则自冲洗冷却效果不好, 苯类介质汽化干摩擦必然会导致轴承和止推轴承的快速磨损。经过粗略计算介质流动的沿程阻力损失以及压力分布, 在前端止推轴承和支撑轴承处压差不大于0.1MPa, 因此, 增加该处的润滑就成为解决故障的关键。 (2) 降低轴向力不平衡。增大叶轮的背叶间隙1mm。 (3) 提高介质流动效果。在前、后端支撑石墨轴承配合面各增加4个直槽 (深度约3-4mm, 宽度和端面槽宽相等) , 加深端面槽深以提高介质流动效果。 (4) 提高润滑压力和流速。堵住2个支撑石墨轴承之间的介质润滑孔 (见图2) , 迫使冷却润滑液从轴承内壁经过, 避免产生干摩擦, 通过进行强制流动而提高润滑压力和流速。
1.叶轮端石墨轴承2.隔离套3.中间衬套4.联轴器端石墨轴承
2.2 磁力泵振动大
某型号65CQ-35磁力泵, 流量450L/min, 扬程35m, 配套电机功率7.5kW/台。该泵从开始使用一直伴有杂音, 振动较大。解体检查内部组件, 没有发现存在摩擦和转子弯曲等缺陷, 核对该泵的装配间隙, 全部在标准范围。仅发现原来约5mm (石墨缠绕垫) 的大盖密封垫在紧固压缩后的厚度只有3.5mm, 因此, 判断可能由于密封垫较厚, 在紧固过程中压缩不均致使结合面倾斜而产生了不同心的偏差。
另外, 对管线的支撑和振动进行检查测量, 发现该泵管线相对于磁力泵显得较为粗大, 进口管段支撑不良。由此推断管路振动也是导致泵体振动的原因之一。
改造措施: (1) 增加进口管段和出口管段的刚性支撑。在现场使用中, 测量该泵基础, 泵体和进、出口管线的振动, 发现管路振动明显较大。由于进、出口管线已经安装完毕, 不可能进行管路重新设计, 因此, 只能尽量增加进口管段和出口管段的刚性支撑, 减少管段对泵体的影响, 由此设计了可以进行调节的管路支撑。其测量结果为:改造前振速16mm/s, 改造后振速低于5mm/s。 (2) 减少安装过程的偏差并调整垫片。采用了4mm厚的铝垫片代替原来的缠绕垫片, 并调整叶轮的轴向间隙。开泵后振动值下降, 噪声减小。虽然对管线和大盖密封垫进行了调整, 但是振动较大的故障没有完全消除, 只是降到了报警以下, 还没有达到标准。
3 结语
机械传动技术的改进与发展探讨论文 篇2
2.1 采用更高性能蜗轮
机械传动技术的改进与发展必须得到更高性能蜗轮的支持。技术人员在采用更高性能蜗轮时，首先需要对于部分常用的高性能工程塑料，如聚酰亚胺等材料进行细致的分析。然后在研究其优点与缺点之后来对其机械性能与耐磨性能进行提升，从而能够获得更高性能蜗轮。其次，技术人员为了能够获得高性能的蜗轮可以采取对于现有产品进行填充改性的方法来将各不相同的材料进行混合，构成复合材料，来使其具有更好地机械性能和耐摩擦性能，最终在减少传动磨损的同时有效的延长机械寿命。
2.2 蜗杆加工工艺改进
机械传动技术的改进与发展应当着眼于蜗杆加工工艺的改进。技术人员在进行蜗杆加工工艺改进时首先应当针对蜗轮蜗杆在传动过程中容易磨损并且需要时常更换的特性来对其进行有针对性的工艺改进。其次，由于蜗轮蜗杆有渐开线、阿基米德螺旋线等多种齿面齿形，这导致了其加工方法较为粗糙。因此技术人员在蜗杆加工工艺改进应当将重点集中到提高加工效率和加工精度等方面，从而能够在提升络蜗杆加工的适应性的同时有效的减少工艺误差。
2.3 应用磁力传动技术
机械传动技术的改进与发展离不开应用磁力传动技术的有效支持。技术人员在应用磁力传动技术时首先应当针对传统的机械传动存在的疲劳寿命和磨损寿命等问题进行优化。由于磁力传动基本上无接触并且磨损较少，这在很大程度上延长了机械的使用寿命。但是在这一过程中需要注意的是，由于磁力传动机械的使用寿命受永磁体磁性材料寿命的影响，但是永磁体在温度过高时会有很大概率出现退磁现象。因此技术人员应当注重拓宽磁力传动技术的应用领域，例如可以通过应用大量新技术来合理的规避磁力传动技术自身存在的缺陷。在这一过程中技术人员可以借鉴英国的HMD企业和Seal Loss企业，以及美国的Dresser企业之前在磁力传动技术发展过程中的经验，来期待对于磁力传动技术进行更好的应用。
2.4 提升机械传动功率
机械传动技术的改进与发展需要进一步的提升机械传动功率。众所周知国际上功率最大的磁力驱动泵可以做到350kW以上，因此我国的机械传动技术的改进与发展需要对于机械传动功率进行有效的提升。例如计算人员在提升机械传动功率是可以通过比较Pm与Pam大小。通过对比电机扭矩转速图来校核电机是否满足要求，从而能够在此基础上有效的提升机械传动功率。
3 结束语
印刷用上光机传动结构改进方案 篇3
改进后的印刷用上光机传动结构主要包括压印滚筒、印刷轮、夹纸滚筒、传动结构以及动力装置，如图1所示。下面对改进后的上光机结构和运行过程加以阐述。
从图中可以看出，压印滚筒、印刷轮和辅助齿轮设置在上光机上部，印刷轮为圆形带动轮，设在压印滚筒和辅助齿轮中间，夹纸滚筒设在印刷轮下部。夹纸滚筒通过第一传动结构连接动力装置，从而带动纸张传动。压印滚筒和印刷轮则通过与第二传动结构连接带动夹纸滚筒，因为第二传动结构的传动带一面为平滑面，另一面为凹凸面，凹凸面可与压印滚筒一端的齿轮和辅助齿轮啮合，平滑面则可与印刷轮的粗糙面接触，相互配合传动。当传动结构的动力装置提供动力并带动第一传动结构活动时，夹纸滚筒开始转动，同时带动与夹纸滚筒相连的第二传动结构转动，压印滚筒与辅助齿轮也开始转动，且转动方向与夹纸滚筒转动方向相同。此时，印刷轮的转动方向与夹齿滚筒转动方向相反。
压印滚筒通过横向拉持装置的拉持，调整与印刷轮的间隙。如图2所示，横向拉持装置的手动部设有第一啮合部，第一啮合部与转向螺杆一端的第二啮合部啮合，手动部转动时可带动转向螺杆的左右移动。转向螺杆的另一端设有第三啮合部，第三啮合部与轴套外表面的第四啮合部啮合，转向螺杆左右移动时可带动轴套转动，使设在轴套中的压印滚筒进行左右移动，调节与印刷轮的间隙。此时，光油因表面张力的作用附着在印刷轮上，最终通过印刷轮间隙印刷到纸张上。此外，靠近夹纸滚筒处设有刮板，可刮除残留在夹纸滚筒上的光油。
由于通过第二传动结构的为具有凹凸面与平滑面的传动带，有利于减轻印刷轮运行时的振动，避免上光时出现振动纹路的问题，可大幅提升上光质量。同时，由于印刷轮为圆形带动轮，也可避免因传动带磨损或绷紧而导致印刷轮产生的振动。
发动机正时传动与改进 篇4
发动机的正时传动, 在大部分柴油机上, 曲轴和凸轮轴都同时设置在缸体上, 两者的中心距适中。由于齿轮传动简单可靠, 齿轮加工已程序化, 比较可靠经济, 所以采用齿轮传动。
而对于轿车用发动机而言, 为提高进气效率和功率, 采用了双凸轮轴四气门或五气门顶置缸盖的结构, 曲轴和凸轮轴两者的中心距大幅加大, 而且曲轴孔和凸轮轴孔不在同一个零件上, 加上定位误差和加工误差的多次重叠, 齿轮的中心距精度不能保证。另一个原因是轿车前机舱外廓尺寸也对发动机外廓尺寸有所限制, 齿轮传动已不能适应, 因此, 轿车用发动机通常采用的是柔性传动, 即正时齿形带传动和正时链传动。
刚性的正时齿轮传动
在最初的柴油机上采用刚性的齿轮传动, 缸体前设齿轮室, 考虑到密封和齿轮润滑要求, 设有齿轮室盖及密封垫。柴油机往往在缸体上同时布置曲轴和凸轮轴, 凸轮轴齿轮采用中间齿轮与曲轴齿轮实现同向旋转。柴油机的凸轮轴通过气门挺柱、气门挺杆、气门摇臂、气门、气门锁夹和气门弹簧等一系列零件来实现驱动缸盖上气门的开闭。由于齿轮传动对中心距要求十分严格, 在缸体加工线上, 往往采用曲轴孔、凸轮轴孔和惰轮轴孔三孔在三轴组合镗床上采用一次定位夹紧加工, 目的是保证齿轮传动对中心距的严格要求, 同时也限制了曲轴和凸轮轴的设计布置空间。但在缸体上布置曲轴和凸轮轴, 必然增大柴油机机体外形尺寸, 使柴油机整机显得十分笨重。
柔性的正时带传动
我国汽车工业特别是乘用车领域的快速发展, 要求轿车用汽油机高功率、低噪声、低排放和轻量化。同时, 轿车中发动机大多采用横向布置, 对发动机外形尺寸要求适应轿车前舱尺寸。由于要求功率大, 所以采取提高发动机的转速 (6000r/min以上) 和进/排气的效率, 延用了四气门 (或五气门, 增加进气量) , 双凸轮轴顶置的缸盖结构, 来提高发动机的进/排气的效率。把进气凸轮和排气凸轮分开设置, 在缸盖上布置成进气凸轮轴和排气凸轮轴的平行结构 (柴油机凸轮轴把进气凸轮和排气凸轮设计在同一根轴上) 。
凸轮轴通过气门挺柱直接驱动气门的开闭, 由于传动链大大缩短, 传动效率和传动精度都提高了。凸轮轴从缸体移到缸盖上, 使凸轮轴与曲轴中心距加大, 要想用齿轮传动, 用增加中间齿轮的数量来实现凸轮轴与曲轴大距离的传动显得十分困难, 甚至不可行, 也不符合轿车对车用发动机重量轻、结构紧凑的要求。为此, 轿车采用柔性传动来代替刚性的齿轮传动。
起初, 车用汽油机大多采用正时带传动 (见图1) 来代替正时齿轮传动。正时带轮为铁基粉末冶金高温压制, 装在曲轴正时带轮通过正时链传动排气凸轮轴上的链轮, 排气凸轮轴和进气凸轮轴之间用齿轮传动, 正时之比为凸轮轴带轮齿数与曲轴正时带轮齿数之比, 为2∶1。为保证柔性的正时带在传动时具有一定的张力, 往往采用正时带张紧轮机构, 来预张紧正时带。柔性的正时带传动为轿车发动机采用双凸轮轴顶置的缸盖结构的传动设计成为可行, 设计空间变得更加自由。
但是正时带传动也存在不足。由于正时带传动是无润滑油的干式传动, 易发热, 而正时带的材料一般用氰化丁腈橡胶和尼龙纤维线热压成形。橡胶在高温下, 弹性快速下降, 质地变硬和老化, 正时带齿磨损加快, 个别造成正时带断裂, 发生发动机停机重大事故。同时由于橡胶对润滑油的敏感性, 当缸盖罩与缸盖之间密封失效, 润滑油外泄时, 正时带一旦接触润滑油其弹性会迅速下降, 迅速变硬变脆, 正时带的抗拉强度下降, 使正时带传动快速失效。
柔性的正时链传动
现在比较高档的轿车用发动机, 正向大功率、低噪声的方向发展, 针对正时带传动的耐高温差、干式传动、无润滑的条件等问题, 设计人员采用了柔性的正时链传动 (见图2) 。曲轴正时链轮通过正时链传动排气凸轮轮轴上的链轮, 排气凸轮轴和进气凸轮轴之间也采用链传动。正时链传动除具有正时带传动的优点外, 也克服了正时带传动的缺点。为此, 在发动机缸体的前端设有前链室和前链罩, 构成了一个密封的空间, 既满足正时链传动时对润滑的要求, 提高了正时链的寿命, 而且实现了润滑油的冷却循环, 使发动机的散热好, 前链罩还能防止外面灰尘的侵入。相对于正时带传动, 正时链传动寿命更长, 噪声更低。正时链传动正在高级轿车用发动机上越来越得到广泛的应用。
结语
我国汽车正向着混合动力、纯电动及清洁能源的方向发展。但是, 现在可以预计, 正时链传动尚有较长的生命周期。就当前轿车用发动机来说, 由于正时链具有多种优势, 特别在轿车用直列发动机和大功率V形发动机上正时链传动代替正时带传动正在成为一种趋势, 正时链传动已成为现今轿车用发动机上正时传动的首选。
机械传动技术的改进与发展探讨 篇5
1 机械传动技术简析
机械传动技术是一项系统性的技术, 这主要体现在系统组成部分、技术应用目的、蜗轮材料应用、改进与发展方向等环节。以下从几个方面出发, 对机械传动技术进行了分析。
1.1 系统组成部分
技术人员在机械传动技术应用时首先需要考虑到系统组成部分的实际情况。众所周知机械系统往往是由原动机和传动机构、执行机构等部分组成。在这一结构中原动机为系统的运动提供动力, 而执行机构则随着机器功能的不同而具有完全不同的功能, 但是总的来说仍旧属于具体功能的执行器。但是由于传统的动力机构比较单一, 而与之相对的执行机构则更加复杂, 因此才需要用传动机构将动力源提供的动力进行变化来适应不同的执行机构。在这一过程中需要注意的是:只要有运动的地方就一定会有传动机构存在, 并且现今许多机械传动形式已经不仅仅局限于传统的齿轮传动等接触式传动, 在这一过程中随着传统模式的不断增加与优化, 机械系统的构成也将会更加合理、更加高效。
1.2 技术应用目的
机械传动技术的应用有着鲜明的目的与改进目标。在进行机械传动技术进行研究时技术人员一方面应该着眼于继续寻找新的传动形式, 但是也需要对于现有传动形式进行优化和改进。其次, 技术人员在机械传动技术的应用过程中首先需要提高承载能力和传动效率, 与此同时也要尽可能的降低传动机构的运作成本。此外, 技术人员在机械传动技术的应用过程为了能够使传动机构具有更强的适应性则可以选择在特殊环境下完成运作, 这也是机械传动技术得以改进与发展的根本原因之一。
1.3 蜗轮材料应用
机械传动技术的发展离不开蜗轮材料的有效应用。近年来国内外许多学者都做过关于蜗轮材料应用与改进的研究。根据这些学者的研究成果我们可以得知改善蜗轮材料能够切实的减小蜗轮蜗杆接触面间的摩擦力并且可以有效的降低齿面工作温度, 从而能够使齿面不容易胶合, 最终能够提高承载能力和效率。其次, 根据近年来一些外国学者的研究表明, 使用卡普隆制作的普通圆柱蜗轮与ZQ419-4材料制作的普通圆柱蜗轮相比具有更高倍数的额定扭矩, 并且还具有10%左右稳定的传动效率提升。其次, 卡普隆制作的普通圆柱蜗轮的整体性能也优于锡青铜相比之下成本也比锡青铜低很多。从而这一例子中我们可以看出蜗轮材料未来具有极高的应用价值和应用前景。
1.4 改进与发展方向
在机械传动技术的改进与发展之前技术人员首先应当弄清未来的发展方向。一般而言, 机械传动技术的改进与发展首先需要对于传统的传动形式如齿轮传动、蜗轮蜗杆传动进行进一步的优化。这一工作可以从从提高制造精度、安装精度等方面着手, 也可以从减少传动过程中的振动和噪声来进行。其次, 由于传统的传动形式需要消耗很大的功率来克服接触面间的摩擦阻力, 因此技术人员在对其进行改进与发展的过程中可以通过选用绝缘材料制作机体来消除摩擦阻力, 并且通过合理选用机体材料和更加科学的结构设计来将感应损耗降到最低, 最终期待达到更高的传动效率。
2 机械传动技术的改进与发展
机械传动技术的改进与发展是一个长期过程, 以下从采用更高性能蜗轮、蜗杆加工工艺改进、应用磁力传动技术、提升机械传动功率等方面出发, 对机械传动技术的改进与发展进行了分析。
2.1 采用更高性能蜗轮
机械传动技术的改进与发展必须得到更高性能蜗轮的支持。技术人员在采用更高性能蜗轮时, 首先需要对于部分常用的高性能工程塑料, 如聚酰亚胺等材料进行细致的分析。然后在研究其优点与缺点之后来对其机械性能与耐磨性能进行提升, 从而能够获得更高性能蜗轮。其次, 技术人员为了能够获得高性能的蜗轮可以采取对于现有产品进行填充改性的方法来将各不相同的材料进行混合, 构成复合材料, 来使其具有更好地机械性能和耐摩擦性能, 最终在减少传动磨损的同时有效的延长机械寿命。
2.2 蜗杆加工工艺改进
机械传动技术的改进与发展应当着眼于蜗杆加工工艺的改进。技术人员在进行蜗杆加工工艺改进时首先应当针对蜗轮蜗杆在传动过程中容易磨损并且需要时常更换的特性来对其进行有针对性的工艺改进。其次, 由于蜗轮蜗杆有渐开线、阿基米德螺旋线等多种齿面齿形, 这导致了其加工方法较为粗糙。因此技术人员在蜗杆加工工艺改进应当将重点集中到提高加工效率和加工精度等方面, 从而能够在提升络蜗杆加工的适应性的同时有效的减少工艺误差。
2.3 应用磁力传动技术
机械传动技术的改进与发展离不开应用磁力传动技术的有效支持。技术人员在应用磁力传动技术时首先应当针对传统的机械传动存在的疲劳寿命和磨损寿命等问题进行优化。由于磁力传动基本上无接触并且磨损较少, 这在很大程度上延长了机械的使用寿命。但是在这一过程中需要注意的是, 由于磁力传动机械的使用寿命受永磁体磁性材料寿命的影响, 但是永磁体在温度过高时会有很大概率出现退磁现象。因此技术人员应当注重拓宽磁力传动技术的应用领域, 例如可以通过应用大量新技术来合理的规避磁力传动技术自身存在的缺陷。在这一过程中技术人员可以借鉴英国的HMD企业和Seal Loss企业, 以及美国的Dresser企业之前在磁力传动技术发展过程中的经验, 来期待对于磁力传动技术进行更好的应用。
2.4 提升机械传动功率
机械传动技术的改进与发展需要进一步的提升机械传动功率。众所周知国际上功率最大的磁力驱动泵可以做到350k W以上, 因此我国的机械传动技术的改进与发展需要对于机械传动功率进行有效的提升。例如计算人员在提升机械传动功率是可以通过比较Pm与Pam大小。通过对比电机扭矩转速图来校核电机是否满足要求, 从而能够在此基础上有效的提升机械传动功率。
3 结束语
随着机械力学、材料科学等学科的持续发展, 机械传动技术的改进与发展作为一项长期工作得到了更多重视。因此技术人员应当从机械传动技术自身的机械特性和摩擦特性出发, 通过大量技术实践来为机械传动技术的改进与发展奠定更好的技术基础。
摘要：机械传动技术作为机械系统运作的重要前提, 有着很高的技术价值。文章从对机械传动技术进行简析入手, 对于机械传动技术的改进与发展进行了分析。
关键词：机械传动技术,改进,发展
参考文献
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[4]戴雪晴, 周哲波.无接触传动技术[J].煤矿机械, 2014, 1 (3) :479-481.
废边卷取机传动装置改进 篇6
关键词：拉矫机组,卷取机,卷轴卡死
一、引言
废边卷取机作为板带冷轧厂精整机组的重要设备, 其工作的稳定性、可靠性直接影响整套机组的工作效率。公司1#拉矫机组是2003年从德国SUNDWIG公司引进的成套设备, 投产初期由于废边卷设备状态不稳定、卷轴卡死和侧挡板螺栓断裂故障频繁, 严重影响了机组产能的发挥。解决废边卷取机卷轴卡死和侧挡板螺栓断裂问题, 成为当时设备人员的当务之急。
二、废边卷取机结构、功能介绍
板带冷轧厂精整机组为了满足客户定制带钢宽度以及轧制毛边切除的要求, 需要对带钢必须进行切边作业。带钢通过圆盘剪切除多余的废边丝, 废边丝通过废边导槽引入废边卷取机芯轴上缠绕, 废边卷取机由电机驱动旋转将杂乱无章的废边丝卷成废边卷。
1#拉矫机组废边卷取机由电机驱动, 通过齿形皮带带动皮带轮和衬套, 衬套和侧挡板由6颗M16的螺栓连接, 通过导向键将转动力传递到卷轴上, 使卷轴进行卷废边丝作业。卷轴上方有一根压辊, 作用是将卷起的废边卷压紧。当废边卷达到规定的卷径后进行卸卷作业, 此时卷轴沿着导轨轴向抽出 (电机、皮带轮、衬套、侧挡板不动) , 将卷紧的废边卷倒出 (图1) 。
三、废边卷取机存在问题、原因分析及改进措施
1. 废边卷取机卷轴卡死
废边卷取机改造前, 卷轴是靠3个单独的导向键传动 (图2a) , 由于卷轴和导向键接触面积小, 加上卷轴移动频繁, 而且卸废边卷时卷轴要进行正、反转, 因此导向键和卷轴容易磨损, 磨损后造成卷轴和导向键错位卡死。
对废边卷取机卷轴和导向键进行改造 (图2b、图3) , 增加卷轴和导向键的接触面积, 另外在接触面上增加加油孔, 减少卷轴和导向键的磨损, 使废边卷取机连接可靠。
2. 废边卷取机侧挡板螺栓断裂
侧挡板单个螺栓抗剪强度校验, 螺栓材料为Q235, 查表得σs=240 N/mm2, τ=σs/S=200 MPa。因为τ=Fs/[π/ (4d02) m], 所以Fs=30772 N。式中Fs单个螺栓所受的横向工作载荷 (N) , τ抗剪切强度, d0螺栓剪切面的直径, m螺栓受剪面数。因为Fs=KfT/fs (r1+r2+r3+…+rn) , 所以可求得T=1968.6 N·m, 式中T螺栓阻抗力矩, Kf安全系数, Kf=1.1~1.5, fs接合面间摩擦系数, fs=1.1~0.16, r各螺栓中心与侧挡板中心距离, 1、2、3为螺栓序号。
N/mm2
由计算得到6颗固定螺栓的阻抗力矩T=1968.6 N·m, 而废边卷取机驱动电机输出力矩T1=2500 N·m, 所以当废边丝卡住时, T1>T, 螺栓断裂。废边机侧挡板和衬套的连接面, 由原来的平面连接改成台阶面连接 (连接面采用过渡配合, 图4) , 这样螺栓受的剪切力就几乎全部消除, 有效的防止了螺栓容易断裂的设计缺陷。设计制做新轴套及圆盘 (图5) , 将其配合形式改为嵌入式, 以提高其连接强度。
四、效果检查
传动链片热处理工艺改进 篇7
传动链片、传动链销是组成传动链条的配件, 此类配件大多采用低碳钢或是低碳合金钢制造, 热处理一般采用传统的渗碳淬火工艺, 这种工艺能提高产品表面耐磨性及使用性能, 但存在工艺繁琐、成本高等缺点。某公司长期委托热处理厂加工的链片厚度为3 mm, 材料为20Cr Mn Ti, 热处理技术要求为:表面硬度45~50HRC, 渗碳层深度为0.8~1.0 mm, 热处理厂原采用的是900±10℃气体渗碳, 840±10℃淬火水冷, 350±10℃回火, 渗碳、淬火采用60 k W滚筒式电阻炉, 回火采用40 k W传动网带电阻炉, 温控精度都在±10℃, 原热处理工艺见图1。热处理行业是一个高能耗的用电产业, 为了环保节能, 节约生产成本, 决定在保证客户质量的情况下对原热处理工艺进行改进。
2 热处理工艺试验
根据文献介绍, 低碳马氏体具有高强度、良好塑性、韧性相结合的特点[1], 20Cr Mn Ti钢因含有Cr、Mn、Ti等合金元素, 比一般的碳素钢具有较好的淬透性, 为了使零件由表面至心部都能获得低碳板条状马氏体, 对20Cr Mn Ti链片采用920±10℃淬火, 加热设备仍采用企业现有的滚筒式电阻炉, 保温40 min后采用自来水水池冷却, 出来后用180℃低温回火。回火后经检测硬度为45~48HRC, 表层的显微组织为板条状马氏体, 心部的显微组织为板条状马氏体+少量铁素体, 铁素体为细小条块状沿晶界析出, 判断为冷却能力不足导致, 心部有铁素体析出, 将会降低零件的强度。为了避免零件心部组织有铁素体组织析出, 笔者将自来水冷却介质改为冷却速度更快、更剧烈的10%Na Cl盐水, 有文献显示低碳马氏体具有较小的热处理脱碳和淬火变形倾向, 几乎不产生淬火裂纹[1], 此次试验工艺采用的淬火、回火温度不变, 只是改变冷却条件, 工艺图如图2, 经检验, 链片的表面硬度为50~52HRC, 表面和心部都获得均匀的板条状马氏体, 硬度达到厂家的原技术要求。
3 试验数据对比
将三组工艺 (原渗碳淬火工艺:900℃±10℃×4.5 h降840℃±10℃×1 h水冷+350℃±10℃×1 h空冷;改进后的淬火工艺一:920℃±10℃×40 min自来水冷+180℃±10℃×1 h空冷;改进后的淬火工艺二:920℃±10℃×40 min10%Na Cl盐水冷却+180℃±10℃×1 h空冷) 所获得的表面硬度、心部硬度、拉力负载极限、能源损耗进行对比, 具体数据见表1。
原来的渗碳淬火工艺经过320℃中温回火后, 表面硬度由最初的58~60HRC下降至50~52HRC, 心部硬度则由44~48HRC下降至35~38HRC;由表1中数据可见, 改进后的淬火工艺二能获得最佳的性能, 拉力极限比原来的工艺提高400 MPa, 最大的特点是试样在超过拉力负载极限时不会产生断裂, 只发生弯曲变形, 而传统的渗碳淬火工艺则会发生断裂的现象;心部硬度也获得大幅度提高, 能源消耗仅是传统工艺的十分之一, 如果按照工业用电1 k W/元的价格计算, 每炉就能节省300元, 为企业节约了成本支出。
3 结语
改进后的淬火工艺二经试验成功后已正式投入生产使用, 事实证明链片的使用寿命获得提升, 工艺时间大幅度缩短, 提高了生产效率、加快生产周期, 同时节能效果显著, 为双方的企业都获得效益。
摘要：介绍了20CrMnTi钢制造的传动链片、传动链销常用的传统热处理工艺, 以及改进后既能节约能源又能提高使用寿命的新工艺。结果表明, 传动链片、传动链销采用淬火-回火工艺, 可以提高心部硬度和拉力负载极限, 获得需要的板条状马氏体组织, 且大幅度节能降耗。
关键词：20CrMnTi,链片,传动链,渗碳淬火
参考文献
[1]王广生.金属热处理缺陷分析及案例[M].北京:机械工业出版社, 1997:74.
[2]李泉华.热处理实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.
拉网传动轴断裂分析与改进措施 篇8
公司锚网 厂有3台焊网机 , 其中1台焊网机 型号GWC1700, 焊接钢筋网最大宽度1700 mm, 网格尺寸纵向最小80 mm, 横向最小25 mm, 焊接钢筋直径 , 纵筋6~8 mm, 横筋6~10 mm。 具有22个焊点 , 焊接频率40次/min。 PLC编程控制 , 伺服电机驱动。 每天24 h连续运行, 每年运行约350 d。 运行不到1年时间内, 发生过2次拉网小车轴断裂事故, 对生产影响较大。
传动轴配套SEW公司的变速箱, 型号KH67B/A。 变速箱由伺服电机 驱动 , 伺服电机 为奥地利 贝克莱公 司生产 , 型号8LSA74.E2030D000-0。 伺服电机的扭矩通过伺服变速箱的锁紧盘传递给传动轴, 带动轴旋转。 传动轴直径40 mm, 材料40Cr调质处理。 轴结构采用3段式设计, 法兰连接, 带座外球面球轴承 ( UCF208) 支承定位, 圆柱齿轮驱动拉网小车。 2次断裂均发生在中间一段且靠近伺服变速箱处。
二、轴断裂面的分析
从宏观分析可以看出, 断口没有具体的塑性变形如韧窝等, 属脆性断裂。 外貌表现出同一性, 端口表面呈明显的山脊状花样, 且与轴中心线成45°夹角。 表面规则, 金属组织正常, 没有夹杂物, 可断定轴断裂的原因应属于扭转疲劳造成的断裂失效。细微分析, 断面可分为3部分:1疲劳源发生处, 沿轴周缘处分布, 且有多处, 断口平坦光滑, 有细微的条纹;且纹理比较清晰, 指向轴断面的中心。 2疲劳扩展区, 表面比较光滑, 大致呈现出山脊状花样, 所占断面面积较大, 约占总断面面积的1/2~2/3。 3瞬间断裂区, 位于轴断面的中心, 约占断面面积的1/5且非常粗糙。表明该轴是在高应力和大的应力集中条件下断裂的, 耐疲劳寿命较短。 断裂面照片见图1、图2。
三、泵轴径的校核计算
泵轴材料为40Cr钢且通过调质热处理, 断裂位置位于减速机空心轴锁紧盘处, 该段轴径40 mm。 主要承受扭矩, 根据轴所传递的转矩, 按扭转强度条件初步估算轴的直径d, 见式 ( 1) 。
式中T———减速器传递的额定转矩
[τ]— ——40Cr材料的许用切应力
经查T=24 N·m, [τ]为 (40~52) /N·mm-2, 这里取40 N·mm-2, 计算后d ≥15 mm, 远远低于40 mm的设计直径, 强度设计没有问题。
四、 轴的结构设计和安装精度分析
拉网小车结构轴采用3段式设计 , 中间轴通过锁紧盘传递扭矩 , 2根端轴和 中间轴靠法兰盘将扭矩传递到齿轮, 带动齿轮旋转, 靠齿轮和齿条的相 对运动拖 动小车运 动 。安装工艺为:安装拉网小车机架、调水平→安装伺服变速箱→安装中间轴、锁紧→安装两端轴承 座 、轴 、齿轮→通过垫片厚度调整3根轴的水平和齿轮间隙→焊接法兰盘→精调整→锁紧螺栓。
从安装工艺可以看出, 法兰盘和轴的连接, 只能在其他工序完成后, 现场焊接, 不可避免地存在焊接变形和安装误差, 且法兰盘属刚性连接, 没有调整余地。 由此可以确定3根轴存在同心度误差, 两端齿轮不同心, 齿轮旋转时受到齿轮间隙的影响, 轴承受较大的扭矩, 扭矩应力首先在轴的表面形成裂纹, 逐步扩展到内部, 直至断裂。
五、改进措施
传动改进 篇9
机械传动是机械设计课程的核心内容。其中带、链、齿轮传动三章概念众多, 学生在对零件缺乏感性认识的情况下骤然接触, 难以掌握。为改变这种情况, 笔者根据知识本身特点, 对其理论内容重新整理, 提炼出带、链、齿轮内容的相似点, 围绕其结构参数和结构强度相似点, 设计出一套易于掌握的教学方案。
二、挠性传动结构、齿轮传动的相似性分析
带与链属于挠性传动, 其中V型带与滚子链是教学重点与考点。两者在结构参数上有内在联系。
(一) 带、链结构的相似性
V型带核心参数为节宽P。标准V带楔角统一为40°, 此时P值确定, 则带的顶宽、高度、截面积都确定。因而, P值决定了V带的型号尺寸, 进而决定了V的承载能力。具体而言就是P值越大, V带越粗, 在同等速度下, 可传递的功率越大。根据结构需要, V带按标准取不同的长度, 但长度不直接影响V带的强度。
滚子链核心参数为节距P。在使用标准滚子链的情形下, 节距确定, 则相应的棍子直径、内链节宽、销轴直径、内链板高度等参数都确定。因而, P值决定了棍子链的型号尺寸, 进而决定了滚子链的承载能力。具体而言就是P值越大, 链节越大, 在同等速度下, 可传递的功率越大。根据结构需要, 滚子链可选取合适的链节数, 通俗而言就是链长, 链长也不直接影响滚子链的强度。
由上可知, 带和链都由“粗细”和“长短”两要素描述。其中决定“粗细”的参数P是学生必须掌握的核心参数。
(二) 带、链强度设计的相似性
由以上分析可知, P值决定V带和滚子链的强度属性, 那么在设计过程中, 确定P值的方法必然是学生必须掌握的核心内容。
带传动中, P值直接决定带号;链传动中, P值直接决定链号。在设计过程中, 两者可由“普通V带选型图” (图1) 和“单排滚子链额定功率曲线” (图2) 决定, 这两张图表非常相似:横坐标都代表功率, 而纵坐标都代表转速, 曲线则代表了不同的带号 (或链号) 。
进一步探究会发现, 在固定功率下, 随着转速的提升, 所在区域的带或者链对应的P值越大, 即带越粗, 链节越大;而在固定的转速下, 功率越大, 所在区域的带或者链对应的P值也越大。因此, 两图所体现出的工程内涵是一致的。
在确定了带号与链号后, 其他参数通过一系列固定程序可得到。由此可知, 带、链的强度设计中, 功率—转速图是设计的核心部分。
(三) 强度设计中“工况系数”的相似性
机械零件在工作中, 受冲击、恶劣环境影响、长时间负载等状况不可避免, 若不将其纳入设计考虑, 则零件的疲劳强度往往不能满足要求, 即“欠”强度。通用的处理方法是, 对理论传递功率进行一定的放大, 放大倍数由工况的“恶劣”程度决定, 这一放大倍数就是工况系数。在带和链传动强度设计中, 工况系数的选择方式是一致的, 因而教学中可以将其做同一内容对待。
(四) 挠性传动与齿轮传动的结构相似性
带、链的结构与齿轮有很大的不同, 教学时与挠性传动割裂, 独立成章, 但这样也导致两者衔接时缺乏过渡, 不利于对零件共性的认识。其实稍加注意即可发现, 出现在挠性传动中的P值在齿轮中同样存在。对齿轮而言, P代表齿距, 即齿厚与齿槽宽之和。因为P=mπ, 所以很容易看出P增大, m随之增大。m代表了轮齿的大小, 轮齿越大则单个齿承力能力越强, 由此看出P值仍然是决定齿轮尺寸与承力能力的关键参数。这也就是挠性传动与齿轮传动的相似性。
三、具体教学方案
(一) 带与链的结构参数教学
通过以上论述, 我们得到了三个知识群之间的四点相似性。可以根据这些相似点, 重新组织课程内容。
首先, 第一次课同时讲解带和链。讲授带时只涉及V带的传动原理与结构, 其他类型的带不予提及。以往的课程先罗列带传动的种类, 然后提及带传动的优点、V带的结构、V带受力分析等等。这样教学会使V带结构这一重点内容淹没在大量庞杂的识记内容中。如果在两课时内将V带结构全景展现给学生, 那么就可以有效避免遗忘和其他知识的干扰。同样的情形也适用于滚子链, 授课时只涉及滚子链的结构内容, 对滚子链传动的优缺点, 受力特点等一概不予提及。这样, 在两课时时间里, 学生只需掌握V带的截面结构、节宽P的意义、带型号的描述;滚子链的组合结构、节距P的意义、链条型号的描述。由于知识点高度相似, 因而学生理解和记忆就会事半功倍。余下的课堂时间用来练习带、链型号的意义识别以及带截面图与链结构简图的绘制, 加深理解记忆。此部分应结合实物讲解, 最好有若干不同型号的带与链, 并用课堂实验的方法展现P值对零件承载能力的影响。
其次, 在第二次课上讲述带与链型号的选择。以往的讲授方法必然要涉及详细的带、链失效分析与结构设计流程, 一次课只能详细解决一个问题。由于课时跨度长, 遗忘对学生的影响非常明显。而改良后的课程采用这样的方法:提出设计需求的功率, 工作转速, 隐没其余要求, 仅让学生直接通过图表挑选合适的带型与链号。虽然这样得到的设计结果并不完善, 但学生能一次性抓住两个核心参数的选择, 迅速把握两个零件设计的要领, 不至于像传统课程中那样, 在诸多参数中迷失方向。这一阶段, 要重点向学生解释清楚功率、转速、扭矩三者的关系, 深刻理解两张图表所反映出的相同内涵。
(二) 带与链的强度设计教学
第三次课, 以P值为核心, 分别演示完整的带、链强度设计方法。讲授时要注意逻辑的承接, 重点是让学生认识到设计步骤的合理性与必然性, 而非具体步骤的机械记忆。带和链的讲授在这里要区分主次, 将学生注意力最优时段分配给带传动设计。
此处的难点是, 涉及的参数过多, 学生难以接受。解决方法是隐去细节, 只关注关键尺寸的来源, 而对各类修正系数、经验、理论公式作机械性的接受即可。此时教师必须对理解内容与机械识记内容作出标记。讲解两组内容时, 板书的安排必须体现出类比的特点, 在总结过程中两者必须在比对中进行小结。学生所做的就是对照课本查阅图表、公式进行设计。注意需要留给学生充分的时间进行讨论、揣摩。
第四次课是第三次课程的延续, 教师要督促学生在20—30分钟内完成带传动的书面设计, 并用剩余时间迅速将任务在黑板上演算一遍。学生将自己的设计与教师的设计进行对照, 加深理解。之后进行滚子链的结构设计练习, 由于已经具有带传动的设计经验, 此部分学生可以迅速完成。
至此教师用了八个课时解决了挠性传动的核心内容, 学生已经对带与链有了相当程度的认识。第九课时将带、链的种类, 传动特点, 适用范围这类识记性内容作解释性陈述, 并标明识记内容即可。第十课时用来对带的弹性滑动这一考点作重点说明。最后, 再使用相似性类比的方法讨论工况系数的意义与选择。
(三) 挠性传动向齿轮传动的过渡
一般机械设计教材是不包括齿轮几何参数内容的, 因为在机械原理中已有详细论述。但笔者在教学中发现, 由于知识遗忘, 讲授机械设计时, 学生对机械原理所学知识已经生疏了。而齿轮传动设计的参数与结构参数联系非常紧密, 因而有必要在讲授齿轮强度设计前, 快速复习齿轮结构相关内容。而这些内容的核心就是模数m。通过本文的论述, 我们知道齿轮中的P值和挠性传动中的P值一样, 直接决定轮齿尺寸与承载能力。因而在教学中, 用这个概念进行知识过渡, 自然合理, 学生容易接受。
四、结语
采用本文的教学方法, 在两周半时间里就可以完成挠性传动的全部知识学习。两个知识点齐头并进, 遗忘造成的负面效应被降到最小, 而类比效应又极大地优化了学生知识结构。相比传统教学安排省时且效果好。本方法存在的缺点在于对课堂管理质量要求较高, 如果规划不良造成拖堂将会削弱课改带来的正面功效。
参考文献
[1]濮良贵, 纪名刚.机械设计[M].西北工业大学出版社, 2005.
[2]朱理.机械原理[M].高等教育出版社, 2010.