| 标题 | 拉丝机传动系统改造 |
| 范文 | 文明 黎明军 摘要：我公司拉丝机传动结构多为齿轮传动，该传动结构在多年的生产实际中主要表现在箱体进水、漏油，导致轴承、齿轮等备件损坏，造成卷筒摆动，噪音大，现场环境差。为了改变这种状况，根据齿轮传动箱的各种参数确定同步带选取的相应参数；由于从理论上选取同步带的相应参数时，同步带传动在结构上不能满足拉丝机运行需要。根据经验修改相应参数后，能满足拉丝机运行需要。 关键词：齿轮传动箱；同步带传动箱；互换性 目前我国同步带传动主要用于各种轻纺机械、仪器仪表、汽车等及其它轻工机械中。在我们金属制品行业尤其在拉丝机上还不曾使用。同步带在使用过程中兼有带传动和链传动的优点：即传动平稳且噪声低，传动比准确，对轴作用力小，传动效率高，耐油、耐磨性能好；传动结构紧凑；而且齿型带传动本身不需润滑，取代齿轮传动箱后可取消箱体结构，对箱体进水、漏油及噪音等问题得到根本解决。但因从理论上根据齿轮传动箱的各种参数选取同步带的相应参数时，同步带传动箱在结构上不能满足拉丝机运行需要。我们对部分参数根据经验修改，设计出一套非标的同步带及同步带轮；从试验的结果来看，该传动箱能满足拉丝机运行要求。 一、改造前情况 我公司拉丝机齿轮传动减速箱在多年的生产实际中主要集中的问题表现在以下几个方面： （1）冷却水经主轴进入箱体，破坏轴承、齿轮的润滑，导致箱体中齿轮、轴承因润滑不良而造成磨损或损坏。故机故频繁，维护成本高。 （2）箱体进水后箱体内润滑油溢出造成污染环境，严重影响现场文明生产。 （3）箱体齿轮承受较大交变载荷；运行时箱体噪声较大，温度高。 二、设计计算 （1）同步带轮转速计算：拉丝机收线速度按700米/分设计，从整机台的电机功率和卷筒转速来考虑，结合同步带自身设计所需的功率和带速等因素，其第2卷卷筒转速较低，传递功率略大，因此以第2卷作计算依据。则由计算得第2卷卷筒的转速n=181r/min（其中i=2.5）。 n小=n电机/i皮带轮=1480/2.5=592r/min （2）计算功率Pc： a.拉丝机的拉拔功率的计算：根据勒威士公式P=43.56dk2σb0Kq和功率N=PV/1000ηD 可得P=V4356dk2σb0Kq/1000ηD 式中：N—拉拔力（N）P—拉拔功率（kW）ηD—效率 Kq—压缩率系数（查压缩率表）dk—拉拔后钢丝的直径（mm） V—该卷筒的线速度（m/s）σb0—拉拔前钢丝的抗拉强度（N/mm2） 故P=V243.56dk2σb0Kq/1000ηD =245÷60×43.56×2.62×1285.2×0.0092÷1000÷0.95 =14.9kW取P=15kW （该计算中，钢丝直径和抗拉强度以该机台常拉线径取值。） b.Pc=KAP其中KA为同步带传动工况系数，传动箱KA取1.5，则同步带的计算功率Pc为：Pc=KAP成品=1.5×15kW=22.5kW （3）选择带型：根据Pc=22.5kW查同步带选型图应选：传动箱选XH型同步带Pb=22.225mm。 （4）选取小带轮齿数Z1：根据小带轮的最小齿数Zmin表选得：Z1=22。 （5）小带轮节径d1：d1=（Z1×Pb）/π=22×22.225÷3.14=155.72mm。 （6）大带轮齿数Z2：Z2=1480÷181÷2.50×22=71.95取Z2=72。 （7）大带轮直径d2：d2=（Z2×Pb）/π=72×22.225÷3.14=509.62mm。 （8）同步带带速v：v=πd1n小/60000=3.14×155.72×592÷60000=4.82m/s。 （9）初定中心距a0：为了满足改后与改前箱子在不改变工作台的条件下安装能互换，初选取：a0=440mm。 （10）选用带长及齿数： Lp0=2a0+π（d1+d2）/2+2（d2-d1）/4a0 =2×450+3.14×（155.72+509.62）÷2+（509.62-155.72）÷2÷450 =900+1044.58+0.45=1945.03mm 从计算的结果来看，按同步带的节线长度系列表和齿数表选取有： Lp=1955.8mm齿数Zb=88齿 （11）带轮中心距：根据带长、齿数和中心距对照表，查得：a=417.56mm。 （12）小带轮啮合齿数： Zn≈Z1{1/2（d2-d1）/6a} =22×{1/2（509.62-155.72）/6×417.56}=8.68>Zmin=6满足要求。 （13）基本额定功率：P0=（Fpmv2）v/1000，其中：Fp指宽度为bs0带的许用工作拉力，其大小可查表；bs0指带的基准宽度，查表可得；m指宽度为bs0的带单位长度的质量，查表可得。 P0=（Fpmv2）v/1000=（4048.461.484×4.822）×4.82÷1000=19.34kW （14）带宽： bs=bs0=101.6×=120.9mm 在带宽的选择中，根据计算的结果查表，选择同步带的宽为： bs=127mm （15）作用在轴上的力：FR=1000Pc/v=1000×22.5÷4.82=4668.05N。 （16）带轮的结构图：按同步带轮的挡圈尺寸表和该同步带轮在现场中使用的位置，选用双边挡圈，取双边挡圈厚度t=5mm。同步带轮的宽度按同步带轮的宽度表确定，由于在取同步带宽度时是取非标宽度，故确定同步带轮的宽度时可根据标准带轮与带宽规律而定；即取带轮的宽度为：bf=138mm。 （17）同步带工作时须用适当张紧力，以防止同步带松弛或有跳齿现象。我们在两带轮间加一张紧装置，根据带的松紧程度来调节同步带以满足需要。其具体结构见装配图。 三、改造后的效果 样机改造后在公司使用近一年以来，与主速减箱采用闭式齿轮传动比较在使用中明显体现出较好的效果。满足了生产要求，达到了設计效果。 （1）提高了设备的运行能力，降低了机故时间，为生产任务的完成提供了有力的保证。 （2）彻底解决了箱体的进水、漏油问题，无润滑油污染，工人操作环境得到改善。 （3）传动平稳，减少了现场噪音，有利于工人身心健康； （4）拆装方便，降低了维修工人的劳动强度； （5）提高了设备的运行精度，提高了产品的质量，降低了产品的生产成本； （6）该齿形带传动机构可在干式拉丝机（成品机台）上互换且可推广使用。 四、结语 从安装的试验机台使用近一年的情况来看，改造后的传动机构不仅传动平稳，节约备件成本，有利于产品的质量，降低了产品的生产成本；而且还减少了现场噪音，有利于工人的身心健康，工人操作环境也得到改善。但齿形带传动机构的同步带轮由于是倒装，则带轮不需要双边挡圈，只要单边挡圈就可以满足需要，这在我们推广使用中要加以更改。 参考文献： [1]蔡春源.机电液设计手册，北京：机械工业出版社，沈阳：东北大学出版社，1997.1. [2]国家发改委.产业结构调整指导目录[M].北京：国家发改委，2011：8192. [3]徐建平.钢丝与钢绳设备[M].北京：兵器工业出版社，2005. [4]何吉林.钢丝生产[M].北京：兵器工业出版社，2001. 作者简介：文明（1972），贵州钢绳股份有限公司二分厂工程师；黎明军（1975），贵州钢绳股份有限公司设备制造分厂工程师。 |
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