滚齿机改造.doc

技 术 成 果 发 表

名称 ： 滚齿机项目改造

申报人： 张卫

单位 ： 装备部

时间 ： 2007年12月16日

滚 齿 机 项 目 改 造

摘要

滚齿机是一种较精密的设备，对传动链的要求一般都比较高。Y31125A型滚齿机的加工范围是最大模数M12，最大直径1250mm的各种直齿和斜齿圆柱齿轮，是目前我厂最大的齿轮加工设备。

前言

我厂为开拓市场，充分盘活资产，承接了荆州第四机械厂斜齿轮的试制加工任务，这种齿轮是石油勘探工程车的重要零件之一，该种车辆出口到美国，市场前景看好。斜齿轮零件每台车上有一对，旋向为一左一右。材料为铸钢件，技术要求严格，必须满足美国AGMA齿轮精度要求。我厂的齿轮加工设备中，只有YN31125和Y31125A两台设备能够加工这种尺寸的齿轮。最好是两台设备分别加工不同的旋向。这样，可以避免过多的机床调整。

一 出现的问题
Y31125A型滚齿机是武汉重型机床厂1970年生产的产品，役龄进40年，它的传动简图如下所示：

它的动力由装在立柱内的直流调速电机拖动。由于立柱内的通风、散热条件差，在使用过程中设备维护很不方便。在长时间开机时，立柱内弥漫的油雾覆盖在电机的换向器和集电器上。引起碳刷接触不良，使电器系统的反馈信号失灵，引起主电机失控，产生飞车。由于转速突然提高，机床负荷突然增大，往往产生滚刀崩齿。如果停机不及时，必然造成严重后果。电机是固定在立柱拖板支座上，随着滚刀主轴架上下运动，每当机床立柱内出现故障时，维修人员往往要穿上雨衣，从分齿挂轮箱处钻入立柱内，由于空间狭窄，维修很不方便。机床利用率不高，长期处于闲置状态。我厂承接的这个齿轮产品，附加值高，Y31125A如果能够加工，必定能够为我厂创造可观的价值。装备部决定恢复这台设备，发挥它应有作用。
二 问题的难点
机床目前的状况，最主要的问题是主电机性能不稳定。如何改善，消除机床的这个弊端，是这次工作的重点。有以下两个方案：
1. 更换新的主电机。
2. 想办法改善电机的工作环境，将电机移出，通过机械传动，恢复传动链。
（1） 更换电机的问题： 电机安装在升降拖板的支座上，通过螺栓紧固。通过观察，发现电机安装螺钉分布不均匀，分析原因是电机在轴端处加工了一个方孔，起通风散热的作用，支座由于空间狭小的原因，螺钉孔不等分分布。如果采用更换电机的方案，新的电机外型能否匹配，会不会与其他部件发生干涉。新电机的价格能否接受，采购周期为多长，新电机更换后，工作环境没有太大的变化，是否用一段时间后重复原来的现象，这些问题都要考虑。
（2） 将电机移出： 可大大改善直流电机的工作环境，方便维护和检查。电机移出，固定方法是什么，动力通过什么方式传入到原来接入点，传动比是否会改变，电机放在哪里，是否会破坏机床的刚度，这些是电机移出所考虑的问题。
三 技术方案的确定
通过比较两种方案，从实施的成本、时间两个方面考虑，移出电机是实施的最佳方案。机床立柱上平面是经过加工的辅助基准，与立柱导轨相互垂直，立柱壁厚为60mm，利用上平面作为电机安装平面，强度能够满足要求。将电机按原位置向上平移至立柱顶部，通过一根与电机同轴的传动轴，将电机动力传入到设备系统中，传动链如下图所示：

四 实施改造过程：
在确定了技术方案后，下一步是实施改造。首先，要设计传动部分的结构、相关尺寸。具体的过程如下：
1， 内花键齿轮
设备原结构是电机轴上安装了齿轮，传动到下一级，现在电机上移后，齿轮的位置不能改变，但是固定方式要发生变化，采用原电机的安装支座，用来作为齿轮的安装平台，齿轮的内孔按原尺寸改为内花键结构，选用两圆锥滚子轴承作为径向支撑，圆锥滚子轴承背对背安装，用圆螺母预紧，将内花键齿轮固定在法兰盘上。
2，花键轴
电机上移后，为了能将动力传递到系统中，且系统在上下运动，为满足这个要求，考虑采用花键轴的结构方式，轴向固定与内齿轮花键相似，都是通过螺母将轴固定在法兰盘上，花键盘轴与孔的配合采用间隙配合，上端螺纹部分采用M70*2，轴材料采用40r，花键部分高频C52。
3电机固定法兰盘
电机的支口尺寸为￠350+0.05，所以法兰盘内孔尺寸为￠350+0.1，电机的螺孔较特殊，须与法兰盘配钻，螺钉从下向上拧紧，注意不能高出。法兰盘与花键轴定位法兰盘的螺钉孔后配。此时，可从侧面钻一个￠12的孔，作为润滑油孔。
4，花键轴法兰盘
花键轴法兰盘是用来固定花键轴和电机法兰盘的，它的位置很重要，如果位置不当，会使花键轴与花键套相互运动发卡。在装配时可将滚刀主轴架上升至高点位置，这时将花键轴装入套中，可使位置准确。
5，内花键齿轮固定法兰盘
内花键齿轮采用两个圆锥滚子轴承作径向定位，法兰盘按照原电机支口设计外圆尺寸，厚度按照原齿轮啮合位置来确定。

增加的零件有: 1.内花键齿轮
作用：（1）传递花键轴的扭矩。 （2）作为花键轴的径向支撑。
2.花键齿轮固定法兰盘。
作用： 用来固定内花键齿轮。
3. 花键轴 它的作用是传递扭矩，优点是定心作用好、传递的扭矩大。
4. 电机法兰盘 它的作用是用来固定直流电机。
5 花键轴固定法兰盘。
6 圆锥滚柱轴承 固定花键轴和齿轮花键套。
几种新增零件简图如下：

电机发兰盘

花键轴

花键轴安装支座

  内花键齿轮

内花键齿轮固定座

四. 实施过程中须注意的问题
1、齿轮固定支座要与电机原螺纹孔配钻。轴承通过锁紧螺母拧紧，松紧要合适，轴向窜动小于0.015mm。
2、键轴固定在支座上后，将滚刀主轴架上升到高点，这时可确定花键轴的位置，再配打螺钉孔。
3、加润滑油路，可从机床润滑油路旁接一油管，从电机输出轴处直接加入润滑，润滑油从上至下，可润滑所有新增零件。
4、机上移后，与原上盖板发生干涉，可将盖板干涉之处钻去。
5、机电源线接长后必须套塑料管，做防油处理。

五 改造的效果
机床电机上移后，通过试运转，设备运转情况良好，没有异常的振动和噪音。试切削后，通过检测，各项尺寸均达到图纸技术要求。机床改造后，有以下几方面的改善。

1. 改善了电机的工作环境，提高了电器系统的稳定性。
2. 降低了设备故障率，提高了机床效率。
3. 方便了维修与保养，减少停工台时。
4 . 经济效益方面，截止目前，以累计加工斜齿轮近20 多件，每件加工费8000元算，以创效近20万元。使一台濒临报废的设备发挥了作用。

六 结论
通过近四个月的使用，机床运转平稳，电器系统工作正常，没有了飞车现象。说明了这次改造是成功的。