1 引言
在港口裝卸設(shè)備中，進(jìn)口設(shè)備占有很大的比例。進(jìn)口設(shè)備具有承載能力大，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行平穩(wěn)，耐用等一系列優(yōu)點(diǎn)，但進(jìn)口設(shè)備的配件價(jià)格昂貴，供貨期長(zhǎng)，加之外國(guó)機(jī)械設(shè)備更新?lián)Q代過快，給國(guó)內(nèi)維修進(jìn)口設(shè)備采購配件造成了很大的困難。例如，我們港有幾臺(tái)日本產(chǎn)住友UC－25型輪胎式起重機(jī)的行走傳動(dòng)系統(tǒng)中一對(duì)英制大模數(shù)錐齒輪損壞了，購買國(guó)外的配件不僅價(jià)格昂貴，而且供貨周期太長(zhǎng)，嚴(yán)重影響設(shè)備的維修和及時(shí)投產(chǎn)使用。國(guó)內(nèi)一般機(jī)械制造廠沒有大模數(shù)錐齒輪刨齒機(jī)，無法加工；一些重型機(jī)器廠雖有大模數(shù)錐齒輪刨齒機(jī)，但供貨時(shí)間太長(zhǎng)，而且要價(jià)過高。為此我們根據(jù)設(shè)計(jì)制造錐齒輪的展成原理及其傳動(dòng)的幾何尺寸參數(shù)計(jì)算，對(duì)已破損的大模數(shù)錐齒輪大端進(jìn)行了測(cè)繪，計(jì)算出大模數(shù)錐齒輪各部幾何參數(shù)。用這些參數(shù)先做成木型，再鑄成金屬鋁模型，用金屬鋁模型進(jìn)行精密鑄造。加工好內(nèi)花鍵孔后，裝在螺旋銑齒機(jī)上，進(jìn)行配對(duì)研磨修正齒形。經(jīng)實(shí)測(cè)完全達(dá)到了進(jìn)口配件的技術(shù)性能，及時(shí)解決了維修時(shí)大模數(shù)錐齒輪配件供應(yīng)的難題。
現(xiàn)將我們的做法簡(jiǎn)介出來，供同行們參考。
2 錐齒輪的測(cè)量與計(jì)算
由于設(shè)備上拆卸下來的錐齒輪已經(jīng)損壞，但該齒輪大端并未磨損，齒形的外輪廓完整，這就給實(shí)際測(cè)繪與計(jì)算帶來方便。
2.1 錐齒部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
齒數(shù)：齒輪Z1=17，齒輪Z2=21；軸交角90°；齒頂圓直徑：Φｚ1=269.30mm，Φｚ2=312mm頂錐角Φｅ1=44°30′， Φｅ2=56°30′，齒高h(yuǎn)=33.4mm齒形角α=20°齒寬B=76mm。
2.2 參數(shù)的計(jì)算數(shù)據(jù)
模數(shù)m=14.51 齒高h(yuǎn)=33.38mm
冠齒齒數(shù)：ZＫ=27.02 外錐距：ｌｅ=196.03mm
節(jié)錐角：Φ1=38°59′ Φ2=51°01′
齒頂角：θ =4°14′ 齒根角：γ=5°30′
頂錐角：Φｅ1=44°29′ Φｅ2=56°31′
根錐角：Φｉ1=33°29′ Φｉ2=45°31′
分度圓直徑：d1=246.67mm d2=304.71mm
當(dāng)量齒數(shù)：Zd1=21.87 Zd2=33.34
分度圓弦齒厚（大端）：Ｓｘｎ1=Ｓｘｎ2=22.77mm
2.3 漸開線內(nèi)花鍵部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
（1）齒數(shù)Z=17的錐齒輪的漸開線花鍵數(shù)據(jù)
孔外徑D外=88.90mm 齒數(shù)Z=20
孔內(nèi)徑D內(nèi)=81.17mm 跨棒距M=74.024mm
量棒直徑7.315mm 基節(jié)為ｔｉ=11.50mm
�。�2）齒數(shù)Z=21的圓錐齒輪的漸開線花鍵數(shù)據(jù)
孔外徑D外=105.86mm 孔內(nèi)徑D內(nèi)=98.11mm
齒數(shù)Z=24 跨棒距M=91.003mm
量棒直徑7.315mm 基節(jié)為ｔｉ=11.50mm
�。�3）模數(shù)和壓力角
根據(jù)英制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模數(shù)為m=4.23，壓力角為α=30°，基節(jié)為ｔｉ=11.50mm。
3 制造工藝
3.1 制做模型
根據(jù)測(cè)繪和計(jì)算出來的大模數(shù)錐齒輪的幾何參數(shù)，先做成木型，然后再鑄成金屬鋁模型，對(duì)鋁模型進(jìn)行必要的修整。
3.2 精密鑄造
為確保鑄造的精密度，型砂采用樹脂砂，錐齒輪材質(zhì)選用ZG40Cｒ進(jìn)行熔化澆鑄。
3.3 選擇配對(duì)鑄成的錐齒輪
澆鑄成錐齒輪后，進(jìn)行檢測(cè)，選出無缺陷、質(zhì)量好的錐齒輪，進(jìn)行配對(duì)。
3.4 加工錐齒輪的內(nèi)花鍵孔和花鍵
加工錐齒輪內(nèi)花鍵孔時(shí)，要以大小錐齒輪的輪轂Φ132、Φ110為基準(zhǔn)，找正錐齒輪外徑Φ312、Φ269，找正后，再進(jìn)行加工，確保錐齒輪的外徑Φ312、Φ269與內(nèi)花鍵孔同心。
基準(zhǔn)：選用錐齒輪花鍵孔和輪轂端面。在拉床、推床或插齒機(jī)上加工花鍵。
對(duì)此英制漸開線花鍵孔的加工，定做了非標(biāo)準(zhǔn)錐柄插齒刀來插花鍵孔，提高了加工精度和生產(chǎn)效率。
3.5 配對(duì)研磨修正齒形
將選擇好的一對(duì)錐齒輪，以花鍵孔為基準(zhǔn)安裝在螺旋傘齒銑上（也可設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易裝置，在車床或銑床上）進(jìn)行反正轉(zhuǎn)配對(duì)研磨修正齒形。研磨時(shí)，要在相互嚙合的齒間注入研磨劑。
3.6 熱處理
為提高齒輪強(qiáng)度及消除鑄造應(yīng)力，在初步研磨后進(jìn)行熱處理。小齒輪整體調(diào)質(zhì)，ＨB229~269，齒面表面淬火，ＨＲC55~60，淬硬層深0.8~1.5mm。大齒輪整體調(diào)質(zhì)，HB229~269，齒面表面淬火，ＨＲC50~55。
熱處理時(shí)應(yīng)注意保護(hù)花鍵孔，盡可能減小孔及花鍵的變形。熱處理后進(jìn)行最終配對(duì)研磨。
3.7 噴丸處理
為了降低齒形和花鍵表面的粗糙度、增強(qiáng)耐磨性，淬火處理后，可進(jìn)行噴丸處理。
4 結(jié)束語
在近五年中，我們使用這種簡(jiǎn)易制造方法，總共制造了8套大模數(shù)錐齒輪，在日本住友UC－25型輪胎式起重機(jī)上使用，迄今未出現(xiàn)任何問題。實(shí)踐證明，這種簡(jiǎn)易工藝的優(yōu)點(diǎn)是：工藝過程簡(jiǎn)單，制造容易，成本僅為進(jìn)口配件費(fèi)用的2/5，每套4 200元，生產(chǎn)周期短，供應(yīng)及時(shí)，解決了維修中急需配件的老大難問題，取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。 |
