淺談機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的改造方案分析

雷長勇

（江蘇省常熟職業(yè)教育中心，江蘇 常熟 215500）

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的顯著提升，機(jī)械自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)中，在當(dāng)前的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，各類生產(chǎn)活動都對機(jī)械設(shè)備的品質(zhì)提出了更高的要求，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)在日常的運(yùn)行過程中很容易產(chǎn)生磨損的現(xiàn)象，如果不能夠?qū)δp情況進(jìn)行一定的改造，那么，就會對整個設(shè)備的安全性能產(chǎn)生極大的威脅。從另外一個角度來說，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中相關(guān)抗磨損措施的應(yīng)用可以進(jìn)一步提升機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的整體應(yīng)用性能，降低故障率的發(fā)生。

1 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中磨損改造方案設(shè)計(jì)的重要性分析

在機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的日常運(yùn)行過程中，磨損現(xiàn)象是一直存在的，也是無法避免的，而且隨著機(jī)械設(shè)備使用年限的增長，磨損現(xiàn)象也會更加嚴(yán)重，而且各個零件在日常的工作過程不斷地發(fā)生著摩擦現(xiàn)象，產(chǎn)生了大量的摩擦力，如果磨損現(xiàn)象比較嚴(yán)重，就會對整個設(shè)備的安全運(yùn)行情況造成極大的威脅。在目前的日常維護(hù)過程中，大多數(shù)工作人員還是依靠更換零件來降低零件之間的機(jī)械磨損，雖然這種方式有著一定的作用，但是，從長遠(yuǎn)的角度來看，其經(jīng)濟(jì)成本比較高昂，且需要耗費(fèi)大量的時間，所以，從這個角度來說，在機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中進(jìn)行磨損方案的改造，對于機(jī)械自動化程度的發(fā)展具有非常積極的意義，且磨損設(shè)計(jì)也必然會成為機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)容。

2 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中磨損現(xiàn)象所產(chǎn)生的危害分析

首先，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中的磨損現(xiàn)象會對整個機(jī)構(gòu)的性能產(chǎn)生較大的危害，在機(jī)械設(shè)備中，傳動機(jī)構(gòu)是非常核心的部分，可以對整個傳動機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)輸工作、調(diào)節(jié)性能進(jìn)行總體上的協(xié)調(diào)，還可以對系統(tǒng)中的多種傳動配件進(jìn)行合理的調(diào)配，如果傳動機(jī)構(gòu)的相關(guān)零部件出現(xiàn)了較大的磨損，那么，就會對整個系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生非常不良的影響，無法實(shí)現(xiàn)整體調(diào)控。

其次，磨損現(xiàn)象也會帶來極大的安全性危害。在機(jī)械設(shè)備中，很多零部件都是比價(jià)精密的，當(dāng)然也是非常容易發(fā)生磨損現(xiàn)象的，尤其是在長時間的磨損情況下，磨損的力度在不斷地發(fā)生變化，極有可能使得某些零部件出現(xiàn)突然的斷裂，造成機(jī)械結(jié)構(gòu)在短暫的時間中突然終止運(yùn)行，對于整個機(jī)械機(jī)構(gòu)造成非常大的安全性危害。舉個例子來說，機(jī)械設(shè)備中的鏈傳動構(gòu)件在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，很容易在運(yùn)行中產(chǎn)生嚴(yán)重的鏈條斷裂的事故，對于整個機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生非常不良的影響，甚至在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，機(jī)械設(shè)備中的金屬鏈條飛出，對周圍的操作人員的生命安全造成了極大的威脅。

3 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中抗磨損方案設(shè)計(jì)

3.1 齒輪抗磨損方案分析

在機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中，通常是由大量的齒輪所組成，而在齒輪傳動的過程中，需要兩個大小不同的齒輪配件相互結(jié)合，并且按照實(shí)際運(yùn)行的條件，對齒輪、齒槽等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在機(jī)械傳動的過程中，齒輪主要是用于動力的傳遞，如果長期處于磨損狀態(tài)，就非常容易影響整個系統(tǒng)的操縱性能，嚴(yán)重時會引發(fā)整個生產(chǎn)線的故障，從目前機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的齒輪形狀來看，主要分為閉式齒輪和開式齒輪兩種類型，不同的類型需要采用不同的抗磨損方案。齒輪的傳動結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

圖1 齒輪的傳動結(jié)構(gòu)示意圖

對于閉式齒輪來說，機(jī)械設(shè)備的齒輪傳動過程中需要相互接觸與摩擦，從而產(chǎn)生一定的機(jī)械能，并且將這些機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而熱能的釋放使得齒輪周圍的溫度得以顯著地提升，從而使得齒輪出現(xiàn)比較大的磨損情況。從這一特點(diǎn)來看，全面地提升齒輪的抗疲勞程度對于磨損情況的緩解有著非常好的功效。例如，在實(shí)際設(shè)計(jì)改造的過程中，可以選用高強(qiáng)度的金屬材料全面地提升齒輪的彎曲疲勞程度。對于開式齒輪改造方案來看，開式齒輪往往完全暴露在外部環(huán)境中，如果不對其施加一些保護(hù)性的措施，那么，就會產(chǎn)生大量的碎屑，而且空氣中的灰塵也會進(jìn)入整個設(shè)備中，最終導(dǎo)致磨損現(xiàn)象的發(fā)生。在抗磨損方案的設(shè)計(jì)過程中，企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的相關(guān)應(yīng)用情況，對相關(guān)的模數(shù)參數(shù)進(jìn)行合理化的調(diào)整，同時，在日常的運(yùn)行過程中，要及時地進(jìn)行潤滑處理。

3.2 鏈傳動抗磨損方案設(shè)計(jì)分析

鏈傳動也是機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中非常重要的組成部分，從其受力分析的角度來看，鏈傳動結(jié)構(gòu)的受力載體主要分為兩個鏈輪，鏈輪在長時間的工作過程中很容易出現(xiàn)松動、發(fā)熱、變形的情況，所以，針對鏈傳動進(jìn)行抗磨損方案的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)將鏈齒輪數(shù)與鏈條節(jié)距均考慮在內(nèi)。

首先，需要對鏈輪的齒數(shù)進(jìn)行合理化的改造與設(shè)計(jì)。在改造的過程中，應(yīng)當(dāng)保證鏈條傳動的平穩(wěn)性得以保證，而且還要充分地保證鏈傳動的荷載能力。在材料的選擇方面，為了使得鏈輪的抗磨損能力進(jìn)一步提升，那么，可以選擇高強(qiáng)度的金屬材料，并且在生產(chǎn)工藝中按照行業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)工藝進(jìn)行加工與制造，從而使鏈傳動過程更加的平穩(wěn)與安全。此外，需要我們注意的是，鏈條的齒數(shù)如果是單數(shù)，那么，鏈節(jié)和鏈輪之間能夠起到良好的嚙合作用，其抗磨損的能力也會進(jìn)一步得到提升，但是，如果鏈條的節(jié)數(shù)為偶數(shù)，那么，工作人員就需要根據(jù)大概的荷載情況進(jìn)行受力情況的計(jì)算，并且根據(jù)這一計(jì)算結(jié)果來選取合適的鏈輪規(guī)格，不但需要保證設(shè)備能夠有效地傳輸，而且還要使其抗磨損水平得以顯著地提升。其次，需要對傳動機(jī)構(gòu)中鏈條的節(jié)矩進(jìn)行合理的改造，從一般規(guī)律來看，鏈條的節(jié)距增大的化，那么，鏈傳動結(jié)構(gòu)就能更大地發(fā)揮荷載方面的性能，但是，在具體的運(yùn)行環(huán)境中，節(jié)距的增加將會顯著地增加鏈輪與鏈條之間的摩擦力，所以在長期的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，配件的作用極易發(fā)生變化，所以，在具體的設(shè)計(jì)過程中，在保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，盡可能地選擇節(jié)距較小的鏈條，從而起到良好的抗磨損效果。除此之外，在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)整個機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的整體情況進(jìn)行合理的計(jì)算，從而準(zhǔn)確地得到鏈條的節(jié)距，進(jìn)而保證鏈傳動工作的高效性，同時，降低磨損的水平。

3.3 其他零部件的抗磨損改造設(shè)計(jì)方案分析

第一，需要重點(diǎn)改造繩帶傳動過程中的磨損情況，在整個機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過程中，繩帶傳動主要是借助相關(guān)的摩擦力而進(jìn)行工作的，其主要構(gòu)成為主動輪、傳輸帶以及動輪等結(jié)構(gòu)，這種傳動的形式組成比較簡單，而且組裝的工序也相對不復(fù)雜，所以，在一些便捷的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中有著非常廣泛的應(yīng)用。但是，在設(shè)備高速的運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，磨損現(xiàn)象也是比較嚴(yán)重的，尤其是皮帶磨損更為顯著，所以在抗磨損改造方案的設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)主動輪和動輪的實(shí)際運(yùn)行要求進(jìn)行改造與設(shè)計(jì)，同時，可以選擇質(zhì)量好的皮帶參與整個傳動過程中。

第二，蝸輪蝸桿傳動的磨損改造分析。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)在傳動的過程中主要是通過使用兩交錯軸之間的運(yùn)動和動力進(jìn)行有效的機(jī)械傳遞，蝸輪蝸桿通常位于兩個交錯軸的中間部位，從形狀上來看，類似螺桿的形狀，而且蝸輪蝸桿的主要運(yùn)行結(jié)構(gòu)也是使用螺旋旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，兩組配件在傳動的過程中相互配合，共同運(yùn)行，有著很高的效率，但是，這種結(jié)合運(yùn)行同時也會承載更多的荷載，那么在長時間的運(yùn)行過程中，極易產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象。所以，針對這種磨損情況進(jìn)行方案改造設(shè)計(jì)時，需要傳動系統(tǒng)中的蝸桿長度和蝸輪的周長保持一致，結(jié)合實(shí)際運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)特點(diǎn)，避免系統(tǒng)中出現(xiàn)嚴(yán)重的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況，從而全面地提升抗磨損的性能。

4 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及工業(yè)化程度的提升，機(jī)械化、智能化、自動化的操作技術(shù)已經(jīng)滲透到工業(yè)生產(chǎn)的各個方面，尤其是機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)增，在機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過程中，磨損情況一直都是影響整個系統(tǒng)傳動質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，也是當(dāng)前學(xué)者們研究的重要內(nèi)容。上文的研究從目前機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的主要磨損現(xiàn)象入手，對其中的磨損方案進(jìn)行了深入的探討，希望能夠?yàn)闄C(jī)械工程的發(fā)展提供有價(jià)值的參考。