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蝸輪蝸桿絲桿升降機的結構性能優化

2015-03-27 11:57:52 格魯夫機械 www.kamijm.cn 點擊數:
蝸輪蝸桿絲桿升降機的結構性能優化

蝸輪蝸桿升降機是一種基礎升降設備,應用廣泛,使用環境各異。市面上現有的升降機,應用于高溫、多塵、潮濕、防塵措施極易失效的惡劣環境中,設備故障率高的原因,對現有機型結構進行分析,并針對性的對升降機結構進行優化改進,提高升降機在惡劣環境中的穩定性可靠性,同時降低設備故障率。
    在冶金行業無縫鋼管精整線中,廣泛的應用六輥矯直機鋼管進行矯直,為了適應不同規格鋼管矯直,矯直輥孔型應能適應不同規格鋼管,即孔型可調。目前主流的六輥矯直機,輥系調整機構中,應用蝸輪蝸桿升降機,對矯直輥進行角度調整,蝸輪蝸桿升降機固定在擺動座上,絲桿的一端與轉耳鉸鏈聯接,轉耳固定在輥盤上,升降機通過電機帶動,使絲桿伸縮運動,從而帶動輥盤轉動,調整矯直輥角度,對孔型進行調整,若桿一對輪盤作用一個力F,由于F非輪盤切向力,必對輪盤徑向產生一個作用力F2,因此輪盤對桿一產生一個反作用力Fn,反作用力Fn可分解為對桿一的軸向力Fn1和徑向力Fn2 ,因此,工作過程中,蝸輪蝸桿升降機的絲桿不僅受有軸向力,同時受到非軸向力的作用。絲桿做伸縮運動,固對絲桿采用橡膠波紋防塵套,由于絲桿位于輥邊上,矯直機常對高溫管熱矯,在高溫、多渣、水淋的環境下,防塵套極易破壞失效,進而導致升降機故障。
    現有機型結構及其存在的缺陷:
    目前,市面上的蝸輪蝸桿升降機(例如:QWL10M-1-A-Ⅲ-b-800;JB/T8809-1998),蝸輪靠兩個推力軸承定位承力,絲桿穿蝸輪(蝸輪中部帶絲牙)中心過,由于蝸輪為銅材質,設計中考慮到成本原因,蝸輪在保證強度下,盡量用料要少,固蝸輪成扁平狀,絲桿與蝸輪的接觸絲長即蝸輪的寬度。由于接觸絲長很短,因此在殼體兩端各設置一個支撐套對絲桿起對中支撐作用,保證絲桿與蝸輪工作過程中的同軸度。此結構存在以下缺陷:
    1.1.支撐套內孔易磨損擴大。絲桿與蝸輪的螺紋配合處為間隙配合,工作中絲桿受有非軸向力作用下,絲桿軸中線偏斜于蝸輪軸中線,壓在支撐套內圓面,與支撐套發生相對轉動而產生磨擦,頻繁工作中,支撐套內圓面易磨損擴大。支撐套磨損擴大后,絲桿軸中線偏斜蝸輪軸中線的角度將越來越大,蝸輪兩側的推力球軸承受力的不均勻性也越來越大,導致推力球軸承的壽命大大降低。在絲桿防塵套失效的情況下,絲桿表面涂有潤滑脂,周圍環境中的塵渣,極易粘附在絲桿表面上,更加劇了支撐套的磨損。
    1.2.絲桿支撐套型式蝸輪蝸桿升降機,極易導致殼體內部受到污染,大大降低升降機的壽命?,F場使用環境惡劣,絲桿防塵套易損,且絲桿表面帶有潤滑脂,設備工作過程中,周圍環境中的污染源(例如鋼管矯直過程中脫落的高溫氧化鐵皮渣)落在絲桿上,粘附其絲桿螺紋的溝槽內及表面上,升降機一旦工作,粘附的污染源隨絲桿伸縮,將污染源從支撐套與絲桿間的間隙進入殼體內部,中圓圈標記處所示,絲桿外螺紋與蝸輪內螺紋咬入過程,蝸輪端面的絲牙不斷的刮落絲桿螺紋溝槽及表面上的污染源,這樣一來,絲桿上粘附的污染源,大部分都掉落于殼體內部,對殼體內部造成嚴重的污染,導致升降機的壽命及穩定性大打折扣。
    針對現有機型結構存在的缺陷,進行如下優化改進:
    2.1.加大了蝸輪的寬度,即加長了絲桿與蝸輪的接觸絲長,由于接觸絲長的加大,蝸輪本身就能對絲桿起到足夠的對中支撐的效果,故而取消了支撐套,避免了支撐套存在的磨損帶來的系列不利影響。新的蝸輪寬度端面,略超出壓蓋三的外側面,這樣的好處在于,絲桿外螺紋與蝸輪內螺紋咬入過程中,由于蝸輪端面絲牙對絲桿絲牙溝槽表面的刮擦,刮落的粘附于絲桿上的污染源,掉落于殼體的外部,避免了現有機型絲桿將污染源直接帶入殼體內部的危害,保證殼體內的清潔潤滑,從而提高了升降機的壽命及穩定性。
    2.2.在蝸輪的兩端增加了一對深溝球軸承。由于蝸輪的寬度增加,取消了支撐套,固絲桿所受的非軸向力完全作用于蝸輪上。通過對蝸輪兩端增加一對深溝球軸承,將來自絲桿的非軸向力通過蝸輪與深溝球軸承導向殼體,避免了非軸向力的存在對推力球軸承產生的受力不均,改善了推力球軸承的受力狀況。同時,深溝球軸承的增加,對于蝸桿蝸輪副的中心定位更加的穩定,也一定程度上改善了蝸桿蝸輪副的工作狀況。
    新型結構型式的升降機通過在六輥鋼管矯直機上的試用情況看,優化后的新型結構型式,有針對性的改進了現有機型結構存在的缺陷,改善了蝸輪蝸桿升降機各部件的工作狀況,提高了升降機對惡劣環境的適應能力,尤其提高了升降機在多塵、潮濕、高溫環境下的穩定性可靠性。對于現代化的鋼鐵生產流水線,大大提高了生產連續性,有效降低了設備的停機時間,同時,降低了鉗工的勞動強度。

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