大規(guī)格球磨機(jī)MQY4585大齒輪的制齒

■濟(jì)南重工股份有限公司 （山東 250109） 孟麗敏 殷合芬

大規(guī)格球磨機(jī)MQY4585大齒輪的制齒

■濟(jì)南重工股份有限公司 （山東 250109） 孟麗敏 殷合芬

摘要：為防止大規(guī)格球磨機(jī)MQY4585大齒輪變形，采用“三車兩滾”的機(jī)械加工工藝。結(jié)合工件尺寸規(guī)格設(shè)計(jì)刨齒工裝，實(shí)現(xiàn)刨床粗刨齒；對(duì)原有滾齒機(jī)床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，解決了精滾過(guò)程中工作臺(tái)的彈性變形和剛性問(wèn)題，保證了大齒輪精度，滿足了磨機(jī)的傳動(dòng)性能要求。

球磨機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥、硅酸鹽制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色與有色金屬選礦以及玻璃、陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，對(duì)各種礦石和其他可磨性物料進(jìn)行干式或濕式粉磨。近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，磨機(jī)作為這些企業(yè)生產(chǎn)的必需設(shè)備，其需求量逐年增加，規(guī)格也越來(lái)越大。

球磨機(jī)是我公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，由給料部、出料部、回轉(zhuǎn)部、傳動(dòng)部（減速機(jī)、大齒輪、電動(dòng)機(jī)和電控裝置）等主要部分組成。其中大齒輪作為磨機(jī)的主要傳動(dòng)部件，其加工精度的高低直接影響到磨機(jī)的性能以及傳動(dòng)噪聲的大小，所以加工大齒輪的過(guò)程至關(guān)重要。

大齒輪大多數(shù)都是輻板式的，由2個(gè)半齒輪聯(lián)接而成，很容易產(chǎn)生變形。對(duì)于公司迄今為止研發(fā)生產(chǎn)的最大規(guī)格濕式球磨機(jī)—MQY4585磨機(jī)，其大齒輪的變形量會(huì)更大。為防止大齒輪的變形，我們采用“三車兩滾”的機(jī)械加工工藝來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，即粗銑2個(gè)半齒輪結(jié)合面后聯(lián)接在一起進(jìn)行粗車，調(diào)質(zhì)后再半精車；按照大齒輪齒形樣板劃線分齒，刨床按齒形樣板線粗刨開(kāi)齒，單側(cè)留一定的滾齒余量；將大齒輪拆開(kāi)，進(jìn)行時(shí)效處理后精銑2個(gè)半齒輪結(jié)合面，再次聯(lián)接在一起后精車，最后滾齒機(jī)滾齒，先半精滾留1mm余量，再精滾齒形。

該大齒輪直徑超7m，凈重29.5t，毛坯重達(dá)35t，“三車”工序都可以在8m立車上完成，但是“兩滾”工序無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因其尺寸超出原有粗刨齒和滾齒機(jī)床的加工范圍。之前有超出制齒機(jī)床加工范圍的大齒輪都是委外加工，費(fèi)用很高。考慮到此產(chǎn)品訂單多，交貨期短，我們從經(jīng)濟(jì)實(shí)用和降低成本出發(fā)，設(shè)計(jì)了刨齒工裝，并對(duì)原滾齒機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)行了改造。

1. 刨齒工裝的設(shè)計(jì)

新購(gòu)置一臺(tái)牛頭刨床，挖出相應(yīng)深度的地坑，我們結(jié)合機(jī)床及大齒輪的尺寸參數(shù)，通過(guò)反復(fù)計(jì)算校核，設(shè)計(jì)出一套刨齒工裝并指導(dǎo)生產(chǎn)裝配，最短時(shí)間內(nèi)完成了刨齒機(jī)、刨齒機(jī)底座及刨齒工裝的安裝，滿足了刨齒工序的順利進(jìn)行。工作示意如圖1所示。

圖1

面對(duì)行車吊裝能力不足問(wèn)題，采用垂直組裝的吊裝方案。先用行車將一件半齒輪放入地坑，兩端用鋼管支撐住，再將另一件半齒輪放到下方半齒輪上并對(duì)齊，鉗工把合起來(lái)并點(diǎn)焊固定，然后利用2個(gè)支撐點(diǎn)分別著力配合行車將大齒輪放到工裝上。

刨齒工裝的主要工作部分是托輥裝置，其剖視圖如圖2所示。

大齒輪放置在2個(gè)托輥10上，待刨完幾個(gè)齒后用專用扳手?jǐn)Q動(dòng)軸15，通過(guò)齒輪7帶動(dòng)2個(gè)托輥10轉(zhuǎn)動(dòng)，配合行車轉(zhuǎn)動(dòng)大齒輪，最終完成整圈齒形的粗刨齒。

2. 滾齒機(jī)工作臺(tái)的改造

齒輪精度主要和滾齒過(guò)程中

運(yùn)動(dòng)精度、平穩(wěn)性精度以及接觸精度有關(guān)。所以，滾齒機(jī)床和工裝的剛性強(qiáng)度高低至關(guān)重要。

圖2

我公司的Y31800A滾齒機(jī)是最大規(guī)格的滾齒機(jī)床，由原Y31500A滾齒機(jī)改造，回轉(zhuǎn)盤(pán)直徑僅3.7m。原機(jī)床所用工裝，支撐腿斜度大、剛性差，如果滿足直徑要求還需要在其基礎(chǔ)上加2m長(zhǎng)的墊鐵，這樣工作時(shí)整體的安裝剛性更差。

該大齒輪為首次生產(chǎn)，為解決切削過(guò)程中不穩(wěn)定、滾齒精度低等問(wèn)題，從既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的方面考慮，我們決定在精滾齒形前，對(duì)其原有工裝進(jìn)行改進(jìn)，采用拉桿聯(lián)接這種比較實(shí)用而簡(jiǎn)單的方法。圖3為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖4為俯視圖。

圖3

圖4

首先，在機(jī)床回轉(zhuǎn)盤(pán)中心放置一件中心胎6，回轉(zhuǎn)盤(pán)上均布6件支撐腿1，支撐腿上外探6塊墊鐵7來(lái)保證擺放大齒輪的尺寸。為了防止在滾切過(guò)程中因齒輪直徑大、回轉(zhuǎn)盤(pán)直徑小而產(chǎn)生的扭力和振動(dòng)，我們把支撐腿1和中心胎6用拉桿聯(lián)接起來(lái)，拉桿2和拉桿4用左右旋調(diào)整螺母3進(jìn)行聯(lián)接調(diào)整。中心胎6、支撐腿1與回轉(zhuǎn)盤(pán)之間采用螺栓聯(lián)接，墊鐵7與支撐腿1也采用螺栓聯(lián)接（圖中未體現(xiàn)）。這種結(jié)構(gòu)使工裝和滾齒機(jī)回轉(zhuǎn)盤(pán)形成一個(gè)完整的整體，增強(qiáng)了工件裝夾剛性。

由于工件自身重量大，墊鐵7探出的太長(zhǎng)，易造成墊鐵的彈性變形。為保證圖樣上端跳≤0.04mm的要求，需調(diào)整中間的左右旋調(diào)整螺母來(lái)保證各支撐腿預(yù)受力的均勻，使墊鐵在同一水平面上，確保支撐腿和墊鐵的平行度后再上工件，找正并緊固后進(jìn)行精滾齒。

滾齒后，經(jīng)過(guò)測(cè)量和檢驗(yàn)，大齒輪各種尺寸公差和形位公差都符合技術(shù)要求。證明通過(guò)改進(jìn)滾齒機(jī)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)，在一定程度上解決了工裝的剛性差和彈性變形問(wèn)題，保證了滾齒過(guò)程中的各種精度。

3. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改造普通機(jī)床，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)格球磨機(jī)大齒輪的制齒，而且保證了齒形的精度，滿足了磨機(jī)的傳動(dòng)要求。利用先單齒粗刨，然后再精滾的工藝方法制齒，比滾齒機(jī)直接滾齒工時(shí)減少了一半，縮短了工作周期，極大地提高了生產(chǎn)效率和制造工藝水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[2] 李洪. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

收稿日期：（20141009）