7555轧机翻转台架用蜗轮蜗杆减速机损坏原因分析及改进

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1、第38卷第2期现代冶金Vo1．38No．22010年4月ModernMetallurgyApr．20107555轧机翻转台架用蜗轮蜗杆减速机损坏原因分析及改进汪朝阳(江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司，江苏淮安223002)摘要：分析了蜗轮蜗杆减速机频繁损坏的现象，通过具体的理论计算和强度校核最终确定了损坏原因，并提出了新的设计方案，进行了重新设计。关键词：蜗轮蜗杆减速机；损坏原因分析；改进设计中图分类号：THl32．44引言江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司(以下简称“淮钢特钢”)轧钢厂三轧车间为一条生产中型规格圆钢(直径中5O～130mm)的生产线。生产线轧机区域共有十四架采用交替(

2、平／立)布置的卡盘式连轧机，其中第一至第六架选用机型为：意大利DANIEII公司的短应力线7555卡盘式轧机(国内制造)，1，3，5机为水平布置，2，4“，6机为立式布置。生产前轧机的装配工作(安装轧辊、导位、轧机预调整)在生图2驱动装置产准备问内进行，机架水平和立式位置的转换采用专用的7555轧机翻转台架(见图1)。此翻转台架动1损坏原因分析力源采用液压马达通过一‘台减速机驱动(见图2)，此减速机在最初使用约3个月左右发生故障。经开箱1．1原有传动方式(设计结构及参数)检查发现蜗轮轮齿损坏严重，箱内油池内含有大量由于该减速机是按照意大利DANIEII公司的铜屑，其余零件完好

3、。订货图进行设计和制造，所用订货图纸(见图3)给出了所有的安装、定位尺寸及该机的主要技术参数，因l安装尺寸受限，无法改变其尺寸，经研究，其采用二I_J级传动，第一级为齿轮级，第二级为蜗轮蜗杆级(见‘图4)，其主要参数如下：齿轮级：速比i===Z／z==：40／一f】19；模数一4；压力角t3=10。2831。蜗轮级：速比．1一L。。』I瞪i—Z／z一38／1—38。蜗杆传动类型：阿基米德圆柱鎏：f雹f_I(ZA)蜗杆传动副。一而：。F射；．替蜗轮蜗杆详细参数为：蜗杆、蜗轮类型：ZA型；图17555轧机翻转台架蜗杆材料：45；蜗轮材料：ZcuSnl0Pbl；中心距：a=收稿日期

4、：2010—01—22作者简介：汪朝阳，男，工程师第2期汪朝阳：7555轧机翻转台架用蜗轮蜗杆减速机损坏原因分析及改进37蜗轮齿面的主要失效形式是胶合磨损，齿面磨、损和承受的接触应力大小有关，再注入影响胶合磨，)(，＼(损的各种修正系数，就可以给出齿面强度计算、校核＼公式H≤[]H]—l式中H为蜗轮齿面接触应力；[]Ⅳ为蜗轮材料的许用应力。技术参数：1．传动Lg81．02；2．输入传速600r／minI．2．2校核计算式3．输出扭矩6400(N·m)Ⅳ一d=lm2LJHL1)图3订货图Ⅳ一√。Kzz≤[]H(1)．,式中K为计算载荷系数，取[K一0．5643；T为180；模数

5、：一8；蜗杆头数：Z一1；蜗轮牙数：Z。一输出转矩(N·mm)，T2=6．4×10N·mm；K为38；特性系数：q一7．88；蜗杆分度圆柱导程角：y一模数影响系数，普通圆柱蜗杆传动K=1；Zzx为齿7。1413；蜗轮变位系数：X。一一0．4375；蜗杆分度数及变位系数影响系数，经查表[1]取zzx=1．1；z圆直径：d=63；蜗杆齿顶圆直径：d。一79；蜗杆旋为材料弹性影响系数，蜗轮材料为锡青铜，蜗杆材料向：右旋；蜗轮分度圆直径：d=304；蜗轮齿顶圆直为钢时，z=160(MPa)“；[]H为蜗轮材料的许径：d2—313；蜗轮宽度：6O用应力，经查表1"13计算得[]=395

6、MPa。将数据带入计算式I．2蜗轮齿面强度校核蜗轮蜗杆发生损坏主要表现为蜗轮齿面胶合磨盯H一一√————{罢—一×俪u×^1．1一损，对材质进行检验并未发现问题，初步判断应为蜗538MPa>[]H轮齿面强度不足。由以上计算(校核)可知，蜗轮齿面强度不足，导1．2．1强度校核依据的准则致蜗轮齿面失效。蜗杆是细长杆，由优质碳素钢或合金钢制造成的高强度元件，除刚度需要校核计算外，齿面强度和2改进措施抗弯强度远高于蜗轮齿面，所以强度设计校核计算蜗轮蜗杆传动类型由阿基米德圆柱(ZA型)蜗仅对蜗轮，不考虑蜗杆(实际使用中也未发现蜗杆损杆传动副更改为平面二次包络环面蜗杆传动副。坏)。又因蜗

7、轮的抗弯强度远高于其齿面强度，故圆2．1环面蜗杆传动的特点柱蜗杆传动的强度设计、校核计算是指蜗轮齿面强度计算。分度曲面为圆环面的蜗杆统称环面蜗杆，环面图4装配图38现代冶金第38卷蜗杆与相配蜗轮组成环面蜗杆副称环面蜗杆传动。环i旋转．同时令环面蜗杆坯件绕另一轴线i旋转(面蜗杆齿面通常用直线(或曲线)刃廓的车刀采用轨和在空问垂直交错)，此时展成的蜗杆称包络环面迹法刨成，亦可用产形面为平面(或曲面)采用展成法蜗杆。这些具有特定齿面的齿轮和它们各自的包络刨成。与圆柱蜗杆相比，面蜗杆传动具有如下特点：环面蜗杆组