淺論平面二次包絡環面蝸桿減速器

摘 要：平面二次包絡減速器已廣泛使用于礦山架空乘人裝置中，文章對其原理、結構、特點及使用維護進行介紹，供礦井機運技術人員及維修人員熟悉了解，以確保設備安全運行。

關鍵詞：二次包絡；減速器；環面

1 前言

近幾年，永榮礦業有限公司乃至全國各煤礦均廣泛使用架空乘人裝置，目前架空乘人裝置減速器絕大部使用平面二次包絡環面蝸桿減速器。因此礦井機運技術人員及維修人員熟悉了解這種減速器的結構特點、原理及使用、維護，對確保架空乘人裝置正常、安全運行非常重要。

2 概述

平面包絡環面蝸桿減速器是一種新型的傳動裝置，這種新型傳動裝置于1971年在我國首都鋼鐵公司首先問世。它主要由平面二次包絡環面蝸桿、蝸輪及箱體組成。平面二次包絡環面蝸桿是以一個平面為母面，通過相對圓周運動，包絡出環面蝸桿的齒面，再以蝸桿的齒面為母面，通過相對運動包絡出蝸輪的齒面。

3 平面包絡環面蝸桿的形成原理

3.1 環面蝸桿傳動

其蝸桿是凹圓弧為母線的回轉體，根據蝸桿螺旋齒面形成母線。母面可分為直線環面蝸桿和平面包絡環面蝸桿。

3.2 平面包絡環面蝸桿的原理

3.2.1 如圖1所示，設平面F與基錐A相切（中間平面與基錐截得的圓為基圓db），并一起饒軸O2-O2以角速度ω2回轉。與此同時，蝸桿毛坯線其軸線O1-O1以角速度ω1回轉，這樣，平面F在蝸桿毛坯上包絡出的曲面便是平面包絡環面蝸桿的螺旋齒面。平面F就是母面，實際上是平面齒工藝齒輪的齒面，在傳動中，也就是配對蝸輪的齒面。這種傳動稱為平面一次包絡環面蝸桿傳動。

3.2.3 以上述的蝸桿齒面為母面，即用上述蝸桿齒面相同的滾刀，對蝸輪毛坯進行滾切（包絡）獲得一種新型蝸輪，組成的新型傳動稱為平面二次包絡環面蝸桿傳動。

4 平面二次包絡環面蝸桿與普通圓柱蝸桿及直廊環面蝸桿相比較，具有以下特點：

4.1 蝸桿為環面蝸桿，與蝸輪同時嚙合的齒數增多。

4.2 蝸桿的齒面經過硬化處理后精確磨削而成，齒面硬度，表面粗糙度等級提高，可以達到很高的齒型精度。

4.3 齒面接觸面積大，并且有瞬時雙線接觸，接觸線總長度加長。

4.5 齒面潤滑角大，嚙合中容易形成壓油。

4.6 其承載能力大。（見表1）

4.7 傳動效率高，結構緊密、合理，噪聲低。

5 結構型式

該減速器系列有四種型式：TPG、TPU、TPA、TPS，其中：TP-平面包絡環面蝸桿組合為

A：TPG-通用型平面包絡蝸桿減速器，蝸桿可以蝸輪之上、之下、水平之側或垂直在側。

B：TPA-蝸桿在蝸輪之上的平面包絡環面蝸桿減速器。

C：TPU-蝸桿在蝸輪之下的平面包絡環面蝸桿減速器。

D：TPS-蝸桿在蝸輪之側的平面包絡環面蝸桿減速器.

6 適用范圍和條件

6.1 可以廣泛地應用于各種傳動機械中的減速傳動，如冶金、礦山、起重、化工、建筑橡塑、船舶等行業以及其它機械設備上。煤礦架空乘人裝置主要使用TPS和TPA。

6.2 適用工作環境溫度為-40℃-+40℃。

6.3 輸入軸轉速不大于1500轉/分。

6.4 蝸桿軸可正反兩面方向旋轉。

7 安裝、使用與維護

7.1 減速器主動軸直接與電機聯結時一般采用彈性聯軸器，減速器的主動軸線和被動軸線必須與相連接部分的軸線保證同心，其誤差不得大于所有聯軸器的允許值。

7.2 減速器安裝使用手轉動必須靈活，無卡住現象，蝸桿軸承和蝸輪軸承的軸向間隙應符合技術要求的規定。

7.3 減速器安裝在額定負荷下，蝸輪齒面接觸斑點，按齒高不小于55%，按齒長不小于60%。

7.4 安裝好的減速器在正式使用前，應進行空載部分額定載荷間歇運轉1-3小時后方可正式運轉，運轉應平穩無沖擊，無異常振動和噪聲及漏油等現象，最高油溫不得超過85℃。如發現故障應及時排除。

7.5 減速器的潤滑

7.5.1 蝸桿蝸輪嚙合一般采用浸油潤滑，浸油深度，對蝸桿在蝸輪之下和之側的為蝸桿全齒高，對蝸桿在蝸輪之上的為蝸輪外徑的1/3。

7.5.2 必須使用N320蝸輪油或Mobil SHC634合成齒輪油。

7.5.3 減速器的潤滑油油量按油標加注，并參照表2所列油量備油。

7.5.4 潤滑油的更換

新減速器（或新更換蝸桿付）第一次使用時，當運轉7-14天后須更換新油，在以后的使用中應定期檢查油的質量，對于混入雜質或老化變質的油必須隨時更換。但一般情況下，對于長期連續工作的減速器，須每2-3個月換油一次，對于每天工作時間不超過8小時的減速器，須每4-6個月換油一次。在工作中當發現油溫顯著升高，溫升超過60℃或油溫超過85℃，油的質量下降以及產生不正常的噪音等現象時，應停止使用，檢查原因，如因齒面膠合等原因所致，必須修復排除故障，更換潤滑油后再用。

7.6 應半年一次或定期檢修，發現擦傷膠合及顯著磨損，必須采用有效措施制止。備件必須按圖樣制造，保證質量，更換新的備件后必須經過跑合和負荷試車再正式使用。

7.7 在運轉過程中如果出現油溫超過110℃以及產生不正常的噪音等現象，應暫停使用并檢查，分析原因，如因齒面膠合等原因所致，必須排除故障，更換潤滑油后方可使用。

8 一般故障原因及排除方法（見表3）

參考文獻

[1]《.機械設計手冊》第3卷 1991年版

[2]中華人民共和國機械行業標準JB/T9051-1999