可逆式蜗轮传动系统的改造设计

一、蜗轮传动系统的优缺点概述

蜗轮传动具有以下优点: 采用一级蜗轮传动就可以实现很大传动比, 结构紧凑。在要求大传动比的场合, 采用一级蜗轮传动往往可以代替多级齿轮传动。不仅减少了零件数目, 而且简化了机构。工作平稳, 噪音小。由于蜗杆齿面是连续不断的螺旋面, 而蜗轮在同一时刻处于啮合中的齿不少于两个, 所以蜗轮、蜗杆的啮合是连续的。因此, 在制造精度与工作条件相同时, 由制造误差引起的附加动载荷与齿轮传动相比小得多。 蜗轮传动在近代工业中得到了广泛的应用。然而, 蜗轮传动也有缺点, 由于这些缺点,使其应用受到限制。

二、原先压下系统

1.压下系统参数。

压下电机 ZZ―41 N = 12 KWn = 685r/min FC25% 电磁离合器:DLM0―40TH/HM = 400 Nm;最大静压力 5500KN 轧制压力3500 KN;压下螺丝移动速度2mm/min 6.5mm/min14mm/min;压下螺丝最大直径:220mm压下螺丝导程：10 mm;压下螺丝最大行程:155mm;电机到压下螺丝的总速比:i总=1056(32×33);第一级蜗轮减速机:a1=180mmi1=32 模数m=8;第二级蜗轮减速机:a2=410mmi2=33 模数m=20

2.压下传动示意图。

3.压下传动的校验。速度验算。

第二级丝杆的轴转速为:n2= n1/(i1i2)

丝杆的轴向移动速度为:

通过计算，算出轧制过程中三种速度和第一级蜗轮减速机输出的最大力矩，则速比已知，按说可以选择蜗轮减速机，然而随着技术的不断发展，普通的蜗轮减速机已逐渐被传动效率高,承载能力高的圆弧齿、环面蜗杆等各种新型的减速传动所代替。

三、蜗轮减速机的选型设计

1.设计修改。通过对不锈钢等特殊钢种的轧制工艺参数的分析，力矩增大10%即可满足工艺要求，根据此条件来改造压下装置，从最优化的角度考虑只有改造第一级蜗轮传动。

由于现场位置有限，选择的减速机既要考虑与原来的普通减速机输出轴、中心高等相关尺寸相同，又必须是现有国家标准中的速比和中心高。通过对现有各种减速机的比较，最后确定用ZC型圆弧园柱蜗杆传动减速机，该减速机效率可达90%，体积小，质量轻，结构紧凑，其承载能力比普通蜗杆传动高50%～150%。

根据计算，按照GB9147-88 选用速比i=33的标准减速机CWU180-31.5，为了满足原有的联接和传动，必须做相应的修改；将原来单出轴改成双出轴，输入和输出轴的长度和大小要修改。

2.校核。第一级传动力矩T1改

与修改前的第一级传动力矩（3855 Nm）相比较，力矩增大14.5%,总的传动力矩T总:

与修改前总的传动力矩（127215 Nm)相比较，总力矩增大14.5%

说明改造后完全达到工艺要求。

3.蜗轮传动研究方向。人们认为工程塑料的增强和填充改性是当前最主要的发展方向。通过把几种各具有不同优点的材料进行人工复合, 构成复合材料, 使各组分间相互取长补短, 从而获得具有力学、化学和摩擦学等方面良好综合性能的材料。

四、结论

蜗轮传动是仅次于齿轮传动的第二传动类型, 在近代工业中获得了非常广泛的应用, 因而国内外每年要消耗大量贵重有色金属青铜用于制造蜗轮轮圈。研究探索新型蜗轮材料取代青铜制作蜗轮具有非常可观的经济效益和重要经济价值。

经过对第一级蜗轮传动、相关连接及电气控制系统的改造，压下平稳可靠，电控工作正常，消除了压下力小的现象，效果较好，为拓宽产品开发提供了更好的设备保障。

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”