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電動滾筒減速裝置的改進(jìn)設(shè)計
電動滾筒減速裝置的改進(jìn)設(shè)計
自1961年第一臺油冷式電動滾筒研制成功至今,，國內(nèi)已形成大規(guī)模的電動滾筒生產(chǎn)行業(yè),。電動滾筒作為一種將電動機和減速器共同置于滾筒體內(nèi)部的驅(qū)動裝置,，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)等各個生產(chǎn)建設(shè)領(lǐng)域。
電動滾筒有著如此廣泛的應(yīng)用,，是由于它具有許多優(yōu)點,。電動滾筒主要用作固定式和移動式帶式輸送機的驅(qū)動裝置，因電動機和減速機構(gòu)內(nèi)置于滾筒內(nèi),，與傳統(tǒng)的電動機,、聯(lián)軸器、減速機置于滾筒外的開式驅(qū)動裝置相比,，具有結(jié)構(gòu)緊湊,、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低,、安裝方便等優(yōu)點,，適合在粉塵及潮濕泥濘等各種環(huán)境下工作。隨著電動滾筒的廣泛應(yīng)用,，又形成一種將電動機外置,、減速機構(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滾筒電動機的散熱問題,，并使維護(hù)和維修更加方便,。
隨著各行各業(yè)對電動滾筒的需求日益增長,，電動滾筒的設(shè)計、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,，傳動裝置的優(yōu)劣直接決定了電動滾筒的性能,。由于電動滾筒使用范圍的不斷擴(kuò)大，各行各業(yè)對電動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,；有的要求斷電時立即制動等等。
為了滿足上述要求,，國內(nèi)市場上廣泛應(yīng)用的電動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)冷式電動滾筒；按減速器傳動結(jié)構(gòu)分為定軸齒輪傳動式,、行星齒輪傳動式,、擺線針輪傳動式及諧波齒輪傳動式電動滾筒等。如此多的傳動機構(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：定軸齒輪傳動的齒輪支承復(fù)雜、傳動機構(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,，目前作為獨立的減速機構(gòu)應(yīng)用十分廣泛,，轉(zhuǎn)動平穩(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)用于油冷式電動滾筒，會很大程度地提高電動滾筒的傳動效率,，并改善其使用性能,。因此,，筆者將變軸承移置到油冷式電動滾筒內(nèi)，形成一種全新的活齒減速油冷式電動滾筒[2],。
1結(jié)構(gòu)簡介
1.1 YD系列油冷式電動滾筒簡介
YD系列電動滾筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有電動機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)動其運動的滾簡體，用來支撐電動滾筒整體的前后軸,、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；6.滾筒體,；7.右端蓋,；8.左端蓋
圖1 YD系列電動滾筒簡圖
該類型電動滾筒是供各種固定式帶式輸送機配套使用的內(nèi)驅(qū)裝置，與驅(qū)動裝置相比,，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。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—減速器形式的外驅(qū)動裝置構(gòu)成膠帶輸送機,，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
在電動滾筒內(nèi)部,，減速裝置采用定軸齒輪傳動,，常采用兩級漸開線圓柱齒輪減速。左,、右法蘭軸分別與電動機的左右端蓋相連,，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)成一個組件,，作為電動滾筒的運動輸出部分(如圖1所示),。傳動原理為：電機軸上裝有齠輪。齠輪與裝在齠輪軸上的齒輪嚙合,，并帶動韶輪軸轉(zhuǎn)動,。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,，從而帶動滾筒體轉(zhuǎn)動[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形式。它集滾動軸承的支撐作用與減速裝置的變速功能于一體,，使傳動鏈顯著縮短,。變速軸承的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由異型軸承,、內(nèi)齒圈,、傳動圈、傳動桿,，圓柱滾子,、雙偏心套及標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承等零件組成，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,。內(nèi)齒圈用鉚釘固定在外圈上，傳動圈用鉚釘固定在中圈上,，雙偏心套與內(nèi)圈配合連接,。傳動桿置于傳動圍的導(dǎo)槽內(nèi)[5.6]。
1.雙偏心套,；2.內(nèi)齒圈,；3.傳動圈；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：電動機轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動雙偏心套轉(zhuǎn)動,，通過標(biāo)準(zhǔn)軸承推動傳動桿在中圈的徑向槽內(nèi)往復(fù)滑動。當(dāng)傳動桿一端沿內(nèi)齒圈齒廓曲線滑動時,，同時驅(qū)動中圈作減速運動,。
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,。同時變速軸承整體裝卸十分方便，且傳動效率達(dá)90％以上,，單機傳動比為6~60,，采用多級則傳動比可更大。由于有半數(shù)滾柱參與承載,，嚙合點多，運轉(zhuǎn)件為滾動形式,，且為軸承鋼制造,，具有傳動平穩(wěn)、噪聲低,、使用壽命長,、抗過載及抗沖擊能力強和使用安全的特點。
變速軸承的傳動比與其安裝形式有關(guān),。當(dāng)內(nèi)齒圈齒數(shù)為z時,，若內(nèi)圈輸入外圈固定，中圈輸出,，其傳動比i=z+1,；當(dāng)內(nèi)圈輸入中圈固定，外圈輸出時,，傳動比i=-z,。在電動滾筒中常采用內(nèi)圈輸人中圈固定，外圈輸出的安裝方式，因為對電動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
2.1 傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計
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)計成對稱性回轉(zhuǎn)零件,。結(jié)合電動滾筒的結(jié)構(gòu)特點，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機與右法蘭軸之間,?？紤]到電動機的結(jié)構(gòu)，在電動機與變速軸承之間還需增設(shè)一個連接法蘭,，才能將變速軸承與電動機連接在一起,。這樣再加上左法蘭軸，實際上是將5個構(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。
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