重型設備(燒結機柔傳減速機)蝸桿蝸條副的爬行修理

孟凡挺

摘要 ：蝸桿與蝸條是重型機床中比較常見的傳動機構，是造成機床低速爬行的主要原因之一。本文針對蝸桿蝸條副的傳動形式、測量和修理工藝進行了簡單的介紹，所解決的方法和措施可供機床設計及維修人員參考。

關鍵詞：工作臺;爬行;蝸桿;蝸條;修配

在修理重型龍門銑床、高速銑床、端面銑床、臥式鏜床、落地鏜床、傳動減速機等各種重型設備時，經常遇到蝸桿與蝸條傳動的機構，這種機構如果修理得不好，工作臺在低速進給時會形成爬行。機床產生低速爬行的原因，除了電氣、導軌幅間的摩擦系數和傳動機構的剛度等問題外，而蝸桿與蝸條的配合側隙過大，是造成機床低速爬行的主要原因之一。

一、蝸桿蝸條副的傳動形式

蝸桿蝸條的傳動形式有兩種：一種是蝸桿僅作旋轉運動，而蝸條作直線往復運動;另一種是蝸桿作旋轉運動外，又跟隨滑座作往復運動，蝸條則固定不動。

圖1所示是重型龍門銑床工作臺，就是用蝸桿蝸條副傳動的，是屬于前一種傳動形式。圖2所示是重型落地鏜床下滑座，圖3是重型端面銑床下滑座，是用蝸桿蝸條副傳動的，是屬于后一種傳動形式。

二、機床產生低速爬行原因的分析

由蝸桿蝸條副作傳動的重型機床，在長期使用之后，由于蝸桿蝸條副的磨損（蝸桿是用ZQA19-4鋁鐵青銅澆鑄的雙金屬蝸桿，蝸條材料用Ⅰ級鑄鐵），因此嚙合側隙增長。由于嚙合側隙過大，會引起機床工作臺在低速移動時出現爬行現象。

因工作臺在開始傳動時，由靜止狀態轉變為運動狀態，如圖4所示，先由蝸桿齒面a與蝸條齒面b接觸，當蝸桿繼續轉動時，將使蝸條推動整個運動部件，克服導軌表面的摩擦阻力而向箭頭方向移動。當由靜摩擦轉變為動摩擦的一瞬間，使運動部件產生了一個慣性，由于這個慣性促使工作臺前進速度高于蝸桿的推進速度（因蝸桿轉動速度是固定的），引起蝸條c面與蝸桿d面相撞或接觸。為此，必須經過一個短時間才能使蝸桿a面再與b面接觸。在這個短時間內，運動部件上的蝸條因失去蝸桿的推動力，而運動部件在導軌面摩擦阻力的作用下，停止運動而又處于靜止狀態。當使運動部件繼續進給時，又重復上述過程，如此循環，所以運動部件在運動中產生時停時沖的爬行現象。

三、測量爬行與蝸條副嚙合側隙的方法

1、測量運動部件的爬行。為了檢查工作臺或滑座在床身上移動時有否爬行（或稱之謂沖擊狀況和間歇運動）現象，可以用百分表固定在工作臺或滑座上，將滑座低速按箭頭方向移動，這時滑座的爬行現象可以全部反映在百分表的指針上，從百分表上可以看出一走一停的爬行現象。

2、測量蝸條副的嚙合側隙。為了消除產生爬行，首先必須消除蝸桿與蝸條之間的嚙合側隙。方法是，先將舊蝸桿與蝸條之間原有的嚙合側隙測量出來。在測量時，不能用測量蝸桿與蝸條的名義尺寸來確定側隙的大小，應在機床預檢時測量。或者是在工作臺與床身等零部件全部修復合格后，將蝸桿、工作臺、蝸條等全部裝上進行測量才能正確。

測量方法是先將工作臺移至一端，使蝸桿與蝸條在工作臺端面露出，然后用兩個百分表固定在床身上，第一個百分表的其測頭頂在工作臺端面上，第二個百分表的測頭頂在蝸桿齒面上，用手轉動傳動軸（或電動機）。先使蝸桿齒面a與蝸條齒面b接觸（如圖4所示），將兩個百分表的指針對到0位，然后反轉傳動軸，這時蝸桿也隨著相反的方向移動，第二個百分表的指針開始跟著轉動，直到第一個百分表的指針起動時為止，這時第二個百分表上的讀書C即是蝸桿與蝸條之間的實際嚙合側隙。然后拆下蝸桿，測量出蝸桿原有齒厚S，新配蝸桿的齒厚S？應為：

? ? ? ? ? ? S'=S+C+△S-Cn

式中，? ? Cn? ——蝸桿蝸條副正常嚙合側隙

? ? ? ? ? ?△S ——蝸條面刮研余量（在蝸條中段測量時取0.01～0.02毫米，在蝸條兩端測量時，視蝸條磨損的不均勻程度按實際情況決定）。

重型機床的工作臺，大多數是多段連接結構，為了能測量出蝸條中段的嚙合側隙。在一般情況下，蝸條中段的嚙合側隙，要比兩端大些，故應將工作臺先卸下一段，這樣就可以量出蝸條中段的嚙合側隙。

有的機床結構是蝸桿箱裝在滑座底下，用百分表測量時必須要將滑座移至床身一端，人站在滑座下面進行測量，這樣測量比較困難。此時，可用壓鉛絲的方法進行測量。先將滑座吊起一點，時蝸桿與蝸條脫開，在蝸條齒的法向放上軟鉛絲（直徑為Φ1.5～Φ2毫米的保險熔絲）。然后落下滑座，使蝸桿與蝸條嚙合，將鉛絲在齒縫中壓扁，然后再吊起滑座，取出壓扁了的鉛絲，用千分尺測量出鉛絲被壓扁處的厚度△t，一個齒隙中的兩邊厚度△t相加，就是蝸條與蝸桿之間的嚙合側隙。

四、蝸桿蝸條副的修配工藝

1、蝸桿的配車工藝。為了保證蝸桿蝸條副的嚙合質量，可以先將備件蝸桿車成半成品入庫，待蝸條齒間尺寸確定后再進行精車螺紋。同時，為了防止在利用蝸桿進行刮研蝸條面時拉毛新蝸桿齒面，可以將舊蝸桿螺紋再精車一刀利用，但必須和配置新蝸桿在同一臺車床上車削螺紋。精車新舊蝸桿時，必須保證兩個蝸桿的齒形半角一致，并達到Ⅲ級精度。在精車舊蝸桿時，齒厚尺寸沒有要求，但螺紋表面光潔度需達▽6，齒形正確，一般可用樣板透光法檢查即可。

2、蝸條的配刮工藝。合研蝸條時先將精車后的舊蝸桿裝上作研具進行配刮，刮到蝸條齒面接觸率達到50%以上，再換上新蝸桿，再進行配刮，蝸條齒面接觸率在齒高上達到70%，在齒長上達到60%即為合格，刮研蝸條面應在床身與工作臺導軌配刮之后進行。在刮研時可利用機床本身動力或臨時傳動機構拖地工作臺，進行合研蝸條面。然后再用圖6所示方法測量新蝸桿與蝸條之間的嚙合側隙。新蝸桿與經過刮研后蝸條面之間的嚙合側隙應為0. 10～0.15毫米。

3、尺寸鏈的補償。龍門銑床的床身或工作臺、落地鏜床的床身或下滑座，由于研傷、拉毛，通過精刨磨損和修刮后，因與導軌面關聯的尺寸鏈有了變動。蝸條與蝸桿箱的尺寸鏈亦隨之變動。可用圖5調整蝸桿箱A、B兩塊等高墊的厚度S進行補償。

參考文獻：

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[2]楊延水，董傳軍，孫學斌.數控磨床工作臺爬行現象淺析.[J].金屬加工（冷加工）.2009年第5期.

[3]楊曉東，李偉明.數控龍門鏜銑床工作臺爬行分析.[J].機械工程師2009年第7期.

（作者單位：常州中天鋼鐵第一燒結廠）