内啮合齿轮联轴器状态检测用磨损指针设计.pdf

机械工程师 M E C H A N l C A LE N G l N E E R 内啮合齿轮联轴器状态检测用磨损指针设计 李红熙 ( 新疆德勤互力工业技术公司特种设备运营部，乌鲁木齐8 3 0 0 2 2 ) 摘要：针对起重机卷筒组与减速器低速输出轴之间的内啮合齿轮联轴器配合工作面( 齿轮或花键) 的磨损，介绍了在低 速输出轴上安装磨损指针的测量手段。 关键词：桥式起重机；啮合；磨损i 检测 中图分类号：T H 2 12 ；T H 2 1 3 3文献标志码：B文章编号：1 0 0 2 2 3 3 3 ( 2 0 1 6 ) 1 2 0 1 5 6 0 2 O 引言 本装置设计是针对目前冶金企业起重机械起升机构 卷筒组与减速器低速输出轴连接采用内外齿啮合，联接 部位齿轮磨损情况不易检查易造成重大安全事故的现状 而设计。该设计对隐蔽部位齿轮的在线磨损状况检测具 有指导意义。 目前桥式起重机起升机构减速器低速输出轴与卷筒 组的连接配合形式通常采用2 种方式：一是减速器低速齿 轮盘( 轴端形式为c 型) 与卷筒齿圈采用内外齿相啮合的 直接连接方式；二是减速器低速轴花键( 轴端形式为H 型) 通过与之相配合的卷筒联轴器与卷筒组连接，卷筒联轴 器具有承载能力大、可以自动调整卷筒组安装时的微小 偏差、安装维护方便等优点，现普遍应用于桥式起重机起 升机构减速器与卷筒组的低速连接设计中。 1 存在的问题 行车起升机构低速输出轴的齿盘或花键的磨损情 况，在E l 常设备维护工作中不易检查和判断，常规的检查 方法为：利用设备检修的时间，将卷筒组与减速器的低速 配合部位解体检查，此方法需将行车定位，不得推车，利 用厂房上方的电动葫芦吊装卷筒组，高空作业造成维护 工劳动强度大；高空吊装拆检齿圈配合部位作业对设备 检修人员存在较大的不安全因素，也对正常的生产工序 造成较大的影响。 在设备维护点检工作中及时了解和掌握行车起升机构 减速器低速轴与卷筒配合部位的齿面磨损f 青况，可为行车设 备的预知性维修工作提供准确的依据，也是关系到行车起重 机械的安全运行及地面人员、设备安全的重要保证。 存在的问题及设备现状：1 ) 常规的起升机构卷筒组 配合部位的磨损情况检查，是将卷筒组配合部位脱开检 查齿面( 或花键表面) 磨损情况，利用此方法检查磨损情 况存在以下弊端：一是脱卷筒检查的方法对转炉厂的生 产组织造成一定的影响；二是利用此方法即使检查到卷 筒或减速器低速齿面磨损的磨损报废，也会给设备检修 造成被动影响。2 ) 由于行车设备的检修作业环境属于高 空作业环境，利用常规的卷筒齿面磨损情况检查方法实 施检查工作，受作业环境的影响( 夏季检修时厂房内部温 度较高) ，检修时工人劳动强度大，检修时存在较大的危险 因素。3 ) 由于对减速器低速花键与卷筒联轴器( 卷筒组内 外配合齿圈) 的磨损程度未能够及时掌握，导致事故发生 较为突然，对故障的处理造成极被动的影响。4 ) 行车起升 机构减速器低速输出与卷筒的连接形式普遍采用的两种 方式均为内啮合形式，对于配合面的磨损情况都存在不易 检查的缺点，只有通过解体方式才能够实现齿面磨损情况 的检查。桥式起重机的原设计起升机构的卷筒组配合部位 无润滑油路，也就是说，卷筒组齿圈的润滑工作只有在定 期解体检查工作中才能够实施，由于元润滑油路，即使对 齿端面润滑，也不能够实现配合齿轮或花键承载面的完全 润滑。冶金企业钢厂高温环境和使用过程中润滑油脂的流 失是造成相互啮合齿轮啮合面快速磨损的主要原因。 2 理论依据 通过现场观察卷筒组配合部位磨损后的现象发现， 为实现配合部位磨损情况的在线监测，可以在卷筒低速 轴上加装在线监测用磨损指针的方式来实现，现场测量 磨损指针在标定刻度线上的偏移数值，通过计算可及时 掌握主起升机构配合工作面( 齿轮或花键) 的磨损情况，可 对低速输出轴( 齿轮或花键) 磨损报废的减速器或卷筒齿 圈磨损报废的卷筒组及时更换，以消除设备安全隐患。 卷筒齿圈与之相配合的齿圈磨损后，会产生一定的 间隙，减速器在运转过程中，以减速器低速输出轴的某一 齿为基准，那么相配合的齿轮相对磨损后在重载过程中 就会偏转一定的角度，通过角度和弧长成对应关系，计算 可以得出：当角度一定时指针的偏移量与该点至圆心距 离的比值与齿轮分度圆处的磨损量与齿轮分度圆半径的 15 6l 2 0 1 6 年第1 2 期网址：、 w w j x g c sc o r n 电邮h r b e n g i n e e r 1 6 3 t o m 万方数据 机械工程师 M E C H A N I C A LE N G l N E E R 一种自动黑板擦的机械结构设计 余心明 ( 徐州工业职业技术学院，江苏徐州2 2 1 1 4 0 ) 摘要：设计了。种全自动黑板攘的祝械结构，童煮阐述了黑板擦关键部件的结构设计及原理，同时对自动控制过程进行 了运动解析。最后描述了自动黑板擦的创新点及其应用价值。 关键词：黑板擦：自动控制；机械设计；结构设计 中图分类号：T H I2 2 ；G 4 8 4文献标志码：B文章编号：1 0 0 2 2 3 3 3 ( 2 0 1 6 ) 1 2 0 1 5 7 0 2 S t r u c t u r a lD e s i g no fa nA u t o m a t i cB l a c k b o a r dE r a s e r Y UX i n m i n g X u z h o uI n d u s t r yP o l y t e c h n i cC o l l e g e ，X u z h o u2 211 4 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h i sp a p e rd e s i g n sm e c h a n i c a ls t r u c t u r eo fa na u t o m a t i cb l a c k b o a r de r a s e r ，a n di n t r o d u c e ss t r u c t u r ed e s i g na n d w o r k i n gp r i n c i p l eo fk e yc o m p o n e n t si nt h eb l a c k b o a r de r a s e r T h em o v e m e n ta n a l y s i so ft h ea u t o m a t i cc o n t r o lp r o c e s si s c a r r i e do u t I n n o v a t i o np o i n t sa n da p p l i c a t i o nv a l u eo ft h ea u t o m a t i cb l a c k b o a r de r a s e ra r ed e s c r i b e d K e yw o r d s ：b l a c k b o a r de r a s e r ；a u t o m a t i cc o n t r o l ；m e c h a n i c a ld e s i g n ；s t r u c t u r a ld e s i g n 0 引言 在现代化的今天，老师除了备课、讲课、批改作业、做 P P T ，在课上还要亲自擦黑板，这对老师的体力是严重的 考验。此外，在擦黑板的时候，离粉尘很近，大量的粉笔灰 被老师吸入，板书带来的“粉笔综合症”已成为广大师生 的头号健康隐患。市面上能解决这个问题的有两种方法， 一种是无尘粉笔，因价格高、不实用，已经被市场淘汰；另 一种是自动水洗黑板擦，这种黑板擦采用水洗板擦，最大 的缺点是只能擦整块黑板，不能够进行局部擦，并且水洗 后的黑板不能立即使用。设计一种能够点擦、局部擦，随 意控制擦除位置的黑板擦具有现实意义。 基金项目：徐州工业职业技术学院院级项目( 2 0 0 8 2 9 ) 1 方案设计 J J 总体设计方案 黑板擦的主要结构分三部分：一是黑板擦的水平移 动，二是黑板擦的上下移动，三是控制黑板擦移动过程中 黑板擦与黑板的接触与分开。第一部分，黑板擦的水平移 动采用的是钢丝绳绕线传动。第二部分，黑板擦的上下运 动，采用的是螺旋传动，把这根轴加工成丝杠，黑板擦中 间做成螺母，让螺母和丝杠配合，控制丝杠的旋转方向就 能控制黑板擦的上下移动。第三部分，黑板擦与黑板的接 触与分开，是采用电磁铁与弹簧来实现的，电磁铁不通电 时，靠弹簧的弹力将黑板擦与黑板紧密接触并有一定的 压力，电磁铁通电时，只要磁力大于弹簧弹力，就可实现 比值相等( 在偏移量较小的情况下可将弧长近似看作一 条直线) ，从而可计算出齿轮的磨损量。 当偏移角度a 为某一数值时，不同的半径所对应的弧 长可通过下列公式计算： A 1 B l = O A l A 声2 O A2 。 式中：A 出：表示角度O l 对应的弧长，m m ；A 。B 。表示磨损量 ( 未知数) ，m m ；O A 表示齿轮的分度圆半径，m m ；O A ：表示 磨损指针偏移量测量点距齿轮分度圆圆心的距离，m m 。 O A 。的数值等于相啮合内外齿轮分度圆直径的1 2 。 在现场实际磨损指针安装时应注意事项：1 ) 磨损指 针安装位置的确定应尽量为一整数，以便于测量数值的 计算。2 ) 指针的测量范围不宜过大，可通过前面的计算公 式计算出起升机构齿轮的磨损报废对应的偏移量下限值 来确定刻度范围。3 ) 测量刻度标尺安装位置应安装在相 对于齿轮或花键与之相对运动的卷筒联轴器端面上( 应 为磨损后两个相对运动平面) 。4 ) 在低速输出轴上安装磨 损指针时应采用轴套固定的方法，严禁直接在卷筒输出 轴上焊接指针。 3 设计效果验证 通过在部分桥式起重机主起升机构上加工制作安装 磨损指针在线监测装置，设备点检作业中能够根据指针 的偏移量及时掌握起重机起升机构低速连接部位的齿轮 磨损状况。通过对典型故障案例验证：通过记录起升机构 低速轴配合花键指针在线偏移数值，计算出配合花键严 重磨损已超过报废标准值，通过对经检修更换下来的减 速器低速花键的磨损表面程度检查、测量验证，花键磨损 量与理论计算量一致，及时有效地避免了重大起重设备 安全事故的发生。 参考文献】 1 机械设计手册编写组机械设计手册 M 北京：化学工业出版 社1 9 8 7 2 罗永新起重运输机械 M 北京：冶金工业出版社，1 9 9 3 ( 编辑启迪) 作者简介：李红熙( 1 9 7 5 一) ，男，工程师，从事特种设备，台金起重机的 设备管理及技术管理工作。 收稿日期：2 0 1 6 1 0 1 0 网址：W W W j x g c s c o m 电邮hr b e n g i n e e r 1 6 3 c o m2 0 1 6 年第1 2 期 15 7 万方数据