機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗磨損的改造措施

劉東

摘 要：隨著機(jī)械自動化生產(chǎn)模式的廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)企業(yè)更多地依賴于機(jī)械設(shè)備的加工制造，針對機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損對成套設(shè)備的不利影響，有必要及時設(shè)計(jì)有效的抗磨方法，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用性能，降低實(shí)際生產(chǎn)故障的發(fā)生率，在機(jī)械運(yùn)行過程中，機(jī)械結(jié)構(gòu)的磨損是一個非常普遍的問題，也是一個嚴(yán)重的問題，在機(jī)械加工過程中，磨損通常會降低安全系數(shù)、操作性能和生產(chǎn)質(zhì)量。因此，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)建立有效的抗磨問題，并有效解決了機(jī)械機(jī)構(gòu)中的磨損問題，并提出了相應(yīng)的改造方案。

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 抗磨損 改造手段

引 言

機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能與生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、加工成本等諸多指標(biāo)的控制密切相關(guān)，機(jī)械結(jié)構(gòu)決定成套設(shè)備的運(yùn)行性能，也是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格控制的結(jié)構(gòu)內(nèi)容，傳動結(jié)構(gòu)是設(shè)備的核心部件。負(fù)責(zé)傳遞各種動能，以提供機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，并協(xié)調(diào)機(jī)器的控制性能，過度磨損是機(jī)械設(shè)備應(yīng)用中的常見問題，傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要注重耐磨改造方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)傳動機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)，提出了有效的抗磨設(shè)計(jì)方法。

1、抗磨損改造的意義

在目前的機(jī)械生產(chǎn)中，機(jī)械的使用是非常普遍的，它在生產(chǎn)活動中起著不可替代的作用，機(jī)械結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和運(yùn)行過程中最常見的問題是機(jī)械磨損問題，機(jī)械磨損對生產(chǎn)有很大的影響，也會給成套設(shè)備帶來負(fù)面陰影。因此，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有效的抗磨中采用相應(yīng)的改造方案是非常重要的，對于目前的機(jī)械設(shè)備來說，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是一個非常關(guān)鍵的部分，擔(dān)負(fù)著動能的有效傳遞的責(zé)任，也起著結(jié)構(gòu)操作的作用，機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作過程中的磨損是一個非常普遍的問題，在旋轉(zhuǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要一種有效的抗磨方案，并制定了抗磨優(yōu)化方案，該問題與機(jī)械成套設(shè)備的安全運(yùn)行和有效運(yùn)行有關(guān)，該研究將提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的耐磨性。

2、傳動機(jī)構(gòu)磨損造成的危害

我國市場經(jīng)濟(jì)面臨著經(jīng)濟(jì)全球化和經(jīng)濟(jì)區(qū)域化兩種發(fā)展態(tài)勢，新時期的市場環(huán)境促進(jìn)了生產(chǎn)型企業(yè)生產(chǎn)方式的改進(jìn)，重要的是要引進(jìn)大量的機(jī)械設(shè)備來輔助產(chǎn)品加工，自動化生產(chǎn)提高了運(yùn)行效率，提高了先進(jìn)設(shè)備和科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用效率。另一方面，對機(jī)械設(shè)備加工和生產(chǎn)的過度依賴也導(dǎo)致機(jī)器結(jié)構(gòu)的不同程度的磨損，傳動機(jī)構(gòu)的磨損有許多潛在的危害。（1）性能危害。在機(jī)械設(shè)備中，傳動機(jī)構(gòu)是結(jié)構(gòu)的一個非常重要的部分，它由多個傳動部件組裝而成，負(fù)責(zé)動力的傳遞、變化和調(diào)節(jié)。傳動機(jī)構(gòu)磨損過大，直接降低了動力機(jī)械的運(yùn)行性能，不能正常調(diào)節(jié)功率大小，設(shè)備不能按照正常的指令完成操作。例如，在齒輪傳動結(jié)構(gòu)中，齒輪的尺寸和尺寸磨損過大，并且螺距誤差過大，由于齒輪不匹配降低了設(shè)備的運(yùn)行效率。（2）安全隱患。零件的磨損容易造成瞬間脆斷，使正常運(yùn)行的機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)故障，干擾內(nèi)部機(jī)構(gòu)的動力傳遞順序。鏈傳動被用作驅(qū)動由金屬鏈驅(qū)動的齒輪的例子，齒輪或金屬鏈被磨損。兩者之間的協(xié)調(diào)性減弱，金屬鏈斷裂，導(dǎo)致機(jī)器故障。如果鏈條傳動機(jī)構(gòu)高速運(yùn)行，金屬鏈就會飛出，容易損壞操作者，這對機(jī)械設(shè)備和操作者是非常有害的。機(jī)械磨損造成的損壞：一是故障，傳動結(jié)構(gòu)的磨損超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，生產(chǎn)設(shè)備的故障率增加，妨礙了企業(yè)生產(chǎn)活動的連續(xù)性。二是效率，產(chǎn)品的效率與預(yù)期的產(chǎn)出指標(biāo)不一致，返工處理次數(shù)增加，影響生產(chǎn)效率。

3、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗磨損的改造措施

3.1齒輪傳動抗磨損設(shè)計(jì)改造

在我國常用機(jī)械設(shè)備中，齒輪傳動是一種常見的傳動結(jié)構(gòu)，齒輪傳動利用齒輪的嚙合作用實(shí)現(xiàn)動力傳遞。在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)齒輪磨損，嚴(yán)重時會導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備難以運(yùn)轉(zhuǎn)。對此，加強(qiáng)齒輪傳動抗磨損的設(shè)計(jì)改造，提高機(jī)械抗磨損能力等，具有重要意義。（1）閉式齒輪設(shè)計(jì)改造。閉式齒輪，主要是指2齒輪相互接觸傳送。在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中，齒輪之間不斷接觸摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，齒輪溫度升高，齒輪之間的磨損程度增加。對此，齒輪設(shè)計(jì)改造中，在增強(qiáng)齒輪硬度、提高齒輪抗摩能力的同時，應(yīng)選擇耐熱性較強(qiáng)的齒輪。若成本允許，可挑選高強(qiáng)度金屬材料作為齒輪原材料，以提高齒輪的抗摩能力以及機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量與壽命。（2）開式齒輪設(shè)計(jì)改造。在機(jī)械傳動中，開式齒輪是其中的重要部分，應(yīng)用較為廣泛，它的應(yīng)用，提高了機(jī)械生產(chǎn)效率。開式齒輪中的齒輪是完全暴露的，在無保護(hù)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)工作，若不加強(qiáng)保養(yǎng)與清理，導(dǎo)致齒輪在存在灰塵、碎屑情況下仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，極易導(dǎo)致齒輪磨損。

3.2鏈傳動抗磨損設(shè)計(jì)改造

在機(jī)械抗磨損設(shè)計(jì)中，應(yīng)加強(qiáng)鏈條的抗磨損設(shè)計(jì)。在鏈傳動結(jié)構(gòu)中，鏈輪是受力載體，以鏈條轉(zhuǎn)動作為動力，在這一過程中，若鏈條出現(xiàn)磨損，極易在高速轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生松動或移位，甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，為工作人員帶來安全隱患。在鏈傳動中，主要參數(shù)有鏈輪齒數(shù)與鏈條節(jié)距，對2個參數(shù)的優(yōu)化也有相關(guān)抗磨損改造措施。（1）鏈輪齒數(shù)設(shè)計(jì)改造。在鏈轉(zhuǎn)動抗磨損設(shè)計(jì)中，鏈輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)改造應(yīng)遵循2點(diǎn)：①保障鏈傳動的平穩(wěn)性；②保障鏈傳動的荷載能力。在機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)行中，荷載大小直接關(guān)系著鏈條與鏈輪間的摩擦力，對此，應(yīng)降低鏈傳動荷載，提高鏈輪的抗磨能力，提高鏈傳動的平穩(wěn)性。在鏈傳動設(shè)計(jì)中，為提高鏈條與鏈輪間的抗磨能力，應(yīng)選擇強(qiáng)度較高的金屬材料作為原材料，利用合適工藝保障鏈傳動的平穩(wěn)與安全。若鏈條齒數(shù)為奇數(shù)，則鏈節(jié)與每個鏈輪都能嚙合，將磨損均勻分?jǐn)?，以提高鏈條與鏈輪間的抗磨損能力。若鏈輪齒數(shù)與鏈條節(jié)數(shù)為質(zhì)數(shù)，鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)，設(shè)計(jì)人員只需計(jì)算鏈條承受力，選擇合適的鏈輪規(guī)格，既能保障機(jī)械的有效傳輸，又可提高機(jī)械設(shè)備的抗磨損能力。（2）鏈條節(jié)距設(shè)計(jì)改造。通過數(shù)據(jù)分析可知，隨著節(jié)距增大，鏈傳動結(jié)構(gòu)的荷載性能更高。但在實(shí)際工作中，節(jié)距的增大，鏈條與鏈輪間的摩擦力也相應(yīng)增大，機(jī)械長期運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動配件受到損害，機(jī)械設(shè)備受到影響。對此選擇節(jié)距較小的鏈條，能夠有效提高鏈傳動的抗磨能力。

結(jié)束語

通過對傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的相應(yīng)改造，可以有效地提高機(jī)械的安全系數(shù)和運(yùn)行性能，對于機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，抗磨設(shè)計(jì)是一種常見的典型的改造。因此，相應(yīng)的設(shè)計(jì)者必須將機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)本身的性能和特性結(jié)合起來，充分做好抗磨結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造工作。

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