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電動(dòng)滾筒減速裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)
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0 更新時(shí)間:2018-12-29 【
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電動(dòng)滾筒減速裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)
自1961年第一臺油冷式電動(dòng)滾筒研制成功至今,國內(nèi)已形成大規(guī)模的電動(dòng)滾筒生產(chǎn)行業(yè)。電動(dòng)滾筒作為一種將電動(dòng)機(jī)和減速器共同置于滾筒體內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)裝置,在我國國民經(jīng)濟(jì)中起到了越來越重要的作用,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、煤炭、交通、能源、糧食、煙草、化工、建材、郵電、航空、農(nóng)林、印刷、商業(yè)等各個(gè)生產(chǎn)建設(shè)領(lǐng)域。
電動(dòng)滾筒有著如此廣泛的應(yīng)用,是由于它具有許多優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)滾筒主要用作固定式和移動(dòng)式帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置,因電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)內(nèi)置于滾筒內(nèi),與傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)置于滾筒外的開式驅(qū)動(dòng)裝置相比,具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn),適合在粉塵及潮濕泥濘等各種環(huán)境下工作。隨著電動(dòng)滾筒的廣泛應(yīng)用,又形成一種將電動(dòng)機(jī)外置、減速機(jī)構(gòu)內(nèi)置的結(jié)構(gòu)形式,妥善地解決了大功率小尺寸電動(dòng)滾筒電動(dòng)機(jī)的散熱問題,并使維護(hù)和維修更加方便。
隨著各行各業(yè)對電動(dòng)滾筒的需求日益增長,電動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)不斷提高,原材料不斷改進(jìn),高新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。其中,傳動(dòng)裝置的優(yōu)劣直接決定了電動(dòng)滾筒的性能。由于電動(dòng)滾筒使用范圍的不斷擴(kuò)大,各行各業(yè)對電動(dòng)滾筒性能也提出了更高的要求,如有的要求功率很大、卻又希望筒長很短,有的要求帶速極低(達(dá)到0.05m/s以下),有的要求噪音很低,有的要求隨著工況條件的改變、帶速也能相應(yīng)改變,有的要求單向轉(zhuǎn)動(dòng);有的要求斷電時(shí)立即制動(dòng)等等。
為了滿足上述要求,國內(nèi)市場上廣泛應(yīng)用的電動(dòng)滾筒主要有以下幾種類型:按冷卻方式不同分為油浸式、油冷式及風(fēng)冷式電動(dòng)滾筒;按減速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分為定軸齒輪傳動(dòng)式、行星齒輪傳動(dòng)式、擺線針輪傳動(dòng)式及諧波齒輪傳動(dòng)式電動(dòng)滾筒等。如此多的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在很大程度卜滿足了廣大用戶的要求,但仍有一些問題需要解決,如:定軸齒輪傳動(dòng)的齒輪支承復(fù)雜、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸向和周向尺寸限制問題、結(jié)構(gòu)的對稱、工藝性及傳動(dòng)效率問題等[1]。
推桿式活齒減速器又稱變速軸承,目前作為獨(dú)立的減速機(jī)構(gòu)應(yīng)用十分廣泛,轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、效率高、承載能力大,正反轉(zhuǎn)靈活,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小。若將這種變速軸承應(yīng)用于油冷式電動(dòng)滾筒,會很大程度地提高電動(dòng)滾筒的傳動(dòng)效率,并改善其使用性能。因此,筆者將變軸承移置到油冷式電動(dòng)滾筒內(nèi),形成一種全新的活齒減速油冷式電動(dòng)滾筒[2]。
1結(jié)構(gòu)簡介
1.1 YD系列油冷式電動(dòng)滾筒簡介
YD系列電動(dòng)滾筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有電動(dòng)機(jī)和減速裝置這兩大部分(如圖l所示),此外還有用來支撐輸送帶并驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的滾簡體,用來支撐電動(dòng)滾筒整體的前后軸、支座,以及聯(lián)接滾筒體與前后軸的端蓋,壓蓋、軸承、密封圈等零部件。
1.齠輪軸;2.內(nèi)齒圈;3.齒輪;4.齠輪;5.電機(jī);6.滾筒體;7.右端蓋;8.左端蓋
圖1 YD系列電動(dòng)滾筒簡圖
該類型電動(dòng)滾筒是供各種固定式帶式輸送機(jī)配套使用的內(nèi)驅(qū)裝置,與驅(qū)動(dòng)裝置相比,具有結(jié)構(gòu)緊凄,占空間面積小,使用維護(hù)方便,操作安全可靠,密封性好等特點(diǎn)。適用于粉塵濃度大、潮濕泥濘的工作場所,可滿足各種逆止、包膠等要求。它能代替電機(jī)—減速器形式的外驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成膠帶輸送機(jī),用于輸送煤炭、礦石、砂子、水泥,面粉等散裝物料,也可以輸送麻包、設(shè)備等成件物品,容易實(shí)現(xiàn)集中控制[1]。
1.2 定軸齒輪減速裝置的結(jié)構(gòu)分析
在電動(dòng)滾筒內(nèi)部,減速裝置采用定軸齒輪傳動(dòng),常采用兩級漸開線圓柱齒輪減速。左、右法蘭軸分別與電動(dòng)機(jī)的左右端蓋相連,構(gòu)成一剛性軸組件,減速裝置在右法蘭軸一側(cè)。右法蘭軸為非對稱性回轉(zhuǎn)零件,其與電機(jī)連接端有一開口,便于齒輪通過(如圖2所示)。開口處設(shè)有2個(gè)同心且平行于法蘭軸軸線的軸承座孔,用來安裝齠輪軸。因此,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性差,特別是兩軸承座孔軸線與法蘭軸軸線之間的距離公差,以及兩軸線之間的平行度公差難以保證,廢品率極高。內(nèi)齒圈用螺栓緊間在右端蓋上,左、右端蓋固定在滾筒體上,這樣四者構(gòu)成一個(gè)組件,作為電動(dòng)滾筒的運(yùn)動(dòng)輸出部分(如圖1所示)。傳動(dòng)原理為:電機(jī)軸上裝有齠輪。齠輪與裝在齠輪軸上的齒輪嚙合,并帶動(dòng)韶輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。齠輪軸與裝在端蓋上的內(nèi)齒圈嚙合,端蓋又與滾筒體相連,從而帶動(dòng)滾筒體轉(zhuǎn)動(dòng)[3,4]。
圖2 右法蘭軸結(jié)構(gòu)簡圖
1.3變速軸承簡介
變速軸承是上世紀(jì)80年代在國內(nèi)興起的一種新劃傳動(dòng)形式。它集滾動(dòng)軸承的支撐作用與減速裝置的變速功能于一體,使傳動(dòng)鏈顯著縮短。變速軸承的結(jié)構(gòu)如圖3所示,由異型軸承、內(nèi)齒圈、傳動(dòng)圈、傳動(dòng)桿,圓柱滾子、雙偏心套及標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承等零件組成,異型軸承又巾外圈、中圍及內(nèi)圈組成,并且可以相對轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)齒圈用鉚釘固定在外圈上,傳動(dòng)圈用鉚釘固定在中圈上,雙偏心套與內(nèi)圈配合連接。傳動(dòng)桿置于傳動(dòng)圍的導(dǎo)槽內(nèi)[5.6]。
1.雙偏心套;2.內(nèi)齒圈;3.傳動(dòng)圈;4.標(biāo)準(zhǔn)軸承;5.活齒
圖3 變速軸承簡圖
變速軸承的工作原理:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)雙偏心套轉(zhuǎn)動(dòng),通過標(biāo)準(zhǔn)軸承推動(dòng)傳動(dòng)桿在中圈的徑向槽內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)。當(dāng)傳動(dòng)桿一端沿內(nèi)齒圈齒廓曲線滑動(dòng)時(shí),同時(shí)驅(qū)動(dòng)中圈作減速運(yùn)動(dòng)。
變速軸承的輸入軸與輸出軸在同一軸線上,結(jié)構(gòu)緊湊,便于整體布置。同時(shí)變速軸承整體裝卸十分方便,且傳動(dòng)效率達(dá)90%以上,單機(jī)傳動(dòng)比為6~60,采用多級則傳動(dòng)比可更大。由于有半數(shù)滾柱參與承載,嚙合點(diǎn)多,運(yùn)轉(zhuǎn)件為滾動(dòng)形式,且為軸承鋼制造,具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、使用壽命長、抗過載及抗沖擊能力強(qiáng)和使用安全的特點(diǎn)。
變速軸承的傳動(dòng)比與其安裝形式有關(guān)。當(dāng)內(nèi)齒圈齒數(shù)為z時(shí),若內(nèi)圈輸入外圈固定,中圈輸出,其傳動(dòng)比i=z+1;當(dāng)內(nèi)圈輸入中圈固定,外圈輸出時(shí),傳動(dòng)比i=-z。在電動(dòng)滾筒中常采用內(nèi)圈輸人中圈固定,外圈輸出的安裝方式,因?yàn)閷﹄妱?dòng)滾筒來說采用這種形式布置非常方便,并且結(jié)構(gòu)簡單[3]。
2活齒減速裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)
2.1 傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
活齒減速器即變速軸承的輸入、輸出端在同一軸線上,這樣各零件可以設(shè)計(jì)成對稱性回轉(zhuǎn)零件。結(jié)合電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用內(nèi)圈輸入、中圈固定、外圈輸出這種結(jié)構(gòu)形式的變速軸承,這就需要將變速軸承置于電動(dòng)機(jī)與右法蘭軸之間??紤]到電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),在電動(dòng)機(jī)與變速軸承之間還需增設(shè)一個(gè)連接法蘭,才能將變速軸承與電動(dòng)機(jī)連接在一起。這樣再加上左法蘭軸,實(shí)際上是將5個(gè)構(gòu)成組合在一起,構(gòu)成了一條剛性軸。連接法蘭固定在電機(jī)的右端蓋上,連接法蘭、變速軸承與右法蘭軸三者采用帶定位銷的螺栓連接,并串聯(lián)鋼絲防松。