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蝸桿減速器式拋丸平臺車的密封性改進

文章出處:www.ywtmcs.live人氣:539發表時間:2019-04-07
    要:

通過對現有蝸桿減速器式拋丸平臺車的密封性分析, 提出了一種有效解決該拋丸平臺車密封性的方法, 從而提升了該拋丸平臺車的綜合效率。

1. 概述

鑄件的清理一般分為濕法、干法兩大類。濕法清理有水力清砂、水爆清砂、電液壓清砂等。干法清理包括摩擦清理和拋噴丸清理。但由于摩擦清理效率低、效果差, 目前已很少采用。噴丸清理是指以壓縮空氣作為動力, 將鋼丸以50m/s左右的速度噴射到工件表面, 清除其表面上的粘砂或氧化鐵皮。噴丸比較靈活, 是拋丸清理的一種有效補充。拋丸是利用拋丸器, 如滾筒式、吊鉤式、吊鏈式、平臺車式等各種專機設備來拋射鋼丸, 清理鑄件表面。噴拋丸的區別是設備的不同及初射鋼丸動能方向的不同。

目前, 國內鑄件清理時以拋丸清理為主要方法, 我公司使用的就是平臺車式拋丸設備, 這種平臺車式拋丸設備的運動機構是蝸桿減速器, 由于該平臺車本身不是全密封的, 在拋丸的過程中很容易進入鋼丸, 隨著進入蝸桿箱中鋼丸的增多, 會造成蝸輪蝸桿箱的磨損和卡阻, 從而加速了拋丸平臺車的磨損、失效。

本文所要解決的就是如何實現蝸桿減速器式拋丸平臺車的密封性問題, 從而提升拋丸平臺車的綜合效率, 也即拋丸平臺車的時間開動率、性能開動率及其合格率, 具體的體現為拋丸平臺車的使用效率、有效工作時間及使用壽命。

2. 平臺車式拋丸介紹

拋丸室工作環境惡劣, 且拋丸使用的工作介質是鋼丸, 高速運動的鋼丸具有很大的沖擊力和一定的破壞性。因此, 拋丸室內各種機械設備運動部件密封性的好壞, 決定著機械設備運動部件的使用壽命長短和設備工作效率的高低。

而拋丸室內最大也是最關鍵的機械設備就是承載鑄件的旋轉式平臺車, 此旋轉式平臺車普遍使用的是蝸桿減速器驅動機構, 利用蝸輪、蝸桿的軸線垂直交叉來改變傳動方向。目前, 蝸桿減速器驅動機構在輸出軸部位的密封通常采用在減速器殼體輸出端端蓋的凹槽內填塞氈墊密封, 輸出旋轉齒輪在沖擊力的作用下, 帶動旋轉軸與減速器減速機殼體輸出端端蓋相摩擦碰撞, 經過長時間的使用, 輸出軸與減速機殼體輸出端端蓋的間隙就會增大, 填塞的密封圈就失去了作用, 使得鋼丸可以從軸與減速機殼體輸出端端蓋的間隙進入到減速器殼內, 當鋼丸埋沒了蝸輪凹槽面后就會繼續填入到蝸輪、蝸桿間。蝸桿減速器驅動機構運行時, 鋼丸在其結合面產生摩擦, 加劇了蝸輪、蝸桿的磨損;同時由于后序鋼丸的不斷涌入, 蝸輪逐漸被抬高, 導致蝸輪、蝸桿使用的軸承出現受力不均, 嚴重時會造成減速器地腳斷裂, 導致整臺蝸桿減速器報廢。

3 . 蝸輪蝸桿式平臺車密封性改進

針對此問題, 我公司開展了拋丸平臺車密封性改進項目, 針對拋丸平臺車的特殊工作環境、運行原理等, 提出了行之有效的平臺車密封性改進方案。

(1) 改進方案本文所述拋丸平臺車密封性改進方案具體如下: (1) 保留原蝸輪蝸桿式平臺車在凹槽中填塞的氈墊密封圈。 (2) 在輸出端齒輪的底面與減速機輸出端端蓋的頂面之間主軸上裝設多層骨架油封圈, 直至油封圈填滿整個主軸空間。 (3) 在骨架油封圈的外層設計內套, 該內套是內徑為φ 100m m、外徑為φ112mm的空心圓柱結構。該內套的下端焊接在輸出端端蓋的頂面上, 內套的內面與骨架密封圈靠緊, 內套的上端距離輸出齒輪底面留有5mm的間距。 (4) 在內套外層設計外套, 該外套是內徑為φ122mm、外徑為φ134mm的空心圓柱結構。該外套的上端焊接在輸出端齒輪的底面上, 且外套與內套之間留有2~5mm的間隙, 外套下端與輸出端端蓋頂面間留有5mm的間距。

改進后的蝸桿減速器式拋丸平臺車的局部結構如附圖所示。

(2) 改進方案評價對拋丸平臺車密封性改進方案進行評價, 主要從技術先進性、經濟性和可靠性三個方面進行。

技術先進性和可靠性評價: (1) 改進方案中內套和外套間留設2~5m m的間隙是為了避免齒輪旋轉時帶動外套和不旋轉的內套間產生相互摩擦, 減少了密封結構的磨損。 (2) 將整個密封結構的開口方向設置在下方, 可以保證雜物或鋼丸不能容易地進入減速機殼體內。 (3) 本密封結構在轉動過程中不需要潤滑, 減少了停機維護的時間, 提升了設備的工作效率。 (4) 在內套和主軸間加設的多個骨架油封圈, 使密封圈占滿整個輸出端端蓋與輸出齒輪間的空間, 密封圈還可以起到第二道密封的作用, 也即整個密封結構有三層密封:第一層是原有的凹槽中的氈墊圈;第二層是骨架油封圈;第三層是內外套, 從而實現多重密封, 大大提升了密封結構的性能。 (5) 內外套的另一端留設的5mm間距, 是為了預留鑄件放置后主軸的伸縮量, 從而避免了因平臺車承載后主軸被壓縮而產生的摩擦和卡阻。

綜上所述, 該拋丸平臺車密封性改進方案具有先進的技術效果, 并且通過冗余設計使得密封結構具有良好的可靠性, 達到了項目的預期目標。

經濟性評價:該拋丸平臺車密封性改進方案的密封結構包括內套、外套及骨架油封圈, 其中內套由HT300制成、外套由45鋼制成, 而骨架油封圈為標準件, 故改進方案實施所需要的成本很低, 內外套材質耐用, 加之該密封結構的三層冗余設計, 使得骨架油封圈不需要更換, 故密封結構具有成本低廉、效果優異的突出特點, 改進方案的實施具有良好的經濟性。

蝸桿減速器式拋丸平臺車局部結構圖

4. 結語

拋丸平臺車密封性改進方案具有以下幾點優勢:

(1) 在結構設計上充分考慮到了產品的結構特征, 增強了工藝的通用性, 凡具有此類結構特點的蝸桿減速器、軸類傳動機械設備均可以采用該方法進行密封改進。

( 2 ) 結構設計簡單、 緊湊, 易于制作, 成本低廉。

(3) 三重冗余設計的密封性能好, 大大提高了蝸桿減速器的使用壽命, 降低了設備維護保養的時間。

(4) 提高了拋丸平臺車的使用壽命, 確保設備的綜合效率, 提升了生產效率。


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