陳新峰　王　寧　劉華林　韓　斌

1 河北港口集團(tuán)港口機(jī)械公司　2 神華黃驊港務(wù)公司

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斗輪取料機(jī)控制電纜蝸輪蝸桿減速機(jī)改造

陳新峰1王寧2劉華林2韓斌2

1 河北港口集團(tuán)港口機(jī)械公司2 神華黃驊港務(wù)公司

斗輪取料機(jī)控制電纜渦輪蝸桿減速機(jī)在螺旋傳動(dòng)中產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，造成蝸桿支撐軸承損壞、減速機(jī)渦輪磨損甚至減速機(jī)中蝸桿斷裂等現(xiàn)象。為解決向下軸向運(yùn)動(dòng)問題，根據(jù)控制電纜減速機(jī)的結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場的有限空間，在蝸桿的軸頭上安裝推力球軸承，改造了減速機(jī)蝸桿固定方式。改造后的機(jī)構(gòu)延長了減速機(jī)使用壽命，提高了設(shè)備的使用率。

減速機(jī) ；渦輪蝸桿；推力球軸承；游隙；改造

1　控制電纜減速機(jī)結(jié)構(gòu)和故障原因分析

控制電纜是斗輪取料機(jī)的核心部分，連接著取料機(jī)與中央控制室之間的信號及取料機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)行的信號傳遞，如果控制電纜減速機(jī)出現(xiàn)故障，控制信號就無法傳輸， 則取料機(jī)無法作業(yè)。神華黃驊港務(wù)公司使用的斗輪取料機(jī)控制電纜減速機(jī)是由意大利SPECIMAS公司生產(chǎn)的渦輪蝸桿傳動(dòng)減速機(jī)，型號為po:120-serie:594；其工作原理是減速機(jī)上方的立式電機(jī)帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪與控制電纜卷筒電機(jī)軸采用鍵連接，進(jìn)而使控制電纜卷盤轉(zhuǎn)動(dòng)，見圖1。

圖1　控制電纜驅(qū)動(dòng)裝置

如圖2所示，控制電纜減速機(jī)采用的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受反作用力的影響，在蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，蝸桿會受到與蝸輪轉(zhuǎn)向相反的軸向力。負(fù)載越大，軸向力就越大，這樣會導(dǎo)致蝸桿軸向運(yùn)動(dòng)，造成蝸輪蝸桿及其固定軸承的磨損。如果長時(shí)間運(yùn)行，則會導(dǎo)致蝸桿產(chǎn)生軸向間隙，使系統(tǒng)的傳動(dòng)精度降低，磨損加劇，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)及噪聲。

圖2　控制電纜蝸桿蝸輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖

此控制電纜蝸輪蝸桿減速機(jī)的蝸輪用青銅材料制成，而蝸桿則采用較硬的淬硬至HRC4555的45# 鋼制成，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，蝸輪與蝸桿的接觸面上出現(xiàn)磨損，產(chǎn)生銅沫和鐵屑會下沉到減速機(jī)的底部，致使減速機(jī)底部的蝸桿支撐軸承磨損，損壞支撐軸承，導(dǎo)致減速機(jī)齒輪油變質(zhì)，從而產(chǎn)生一系列問題。

2　改造方案

2.1改造思路

根據(jù)以上的問題，只要能阻止減速機(jī)中蝸桿的軸向運(yùn)動(dòng)，就可以從根本上解決問題。從控制電纜減速的結(jié)構(gòu)上分析，本減速機(jī)的蝸桿下方雖已安裝了固定螺母，防止蝸桿向上的軸向運(yùn)動(dòng)，但阻止不了蝸桿的向下軸向運(yùn)動(dòng)，如圖3所示。

圖3　改造前蝸桿固定圖

為了防止蝸桿向下的軸向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)根據(jù)蝸輪蝸桿減速的結(jié)構(gòu)形式及實(shí)際尺寸，增加1套可以防止蝸桿向下軸向運(yùn)動(dòng)的裝置，其原理是間接地在蝸桿的軸頭上安裝推力球軸承，防止蝸桿軸向運(yùn)動(dòng)。

圖4　改造后蝸桿固定圖

2.2改造步驟

圖4為改造后的蝸桿固定圖，具體改造步驟為：法蘭盤即件1，用4條M8×25螺栓連接在蝸桿正下方的減速機(jī)箱體上，帶頂尖的軸即件3置于蝸桿底部，上部頂尖插入蝸桿低端的盲孔內(nèi)，下部安裝推力球軸承，并且軸承伸出軸頭約 2 mm；下部用調(diào)節(jié)螺桿即件6作用于推力球軸承上，阻止蝸桿向下的軸向運(yùn)動(dòng)，件4與件5為鎖緊平墊及鎖母，防止調(diào)節(jié)螺桿松動(dòng)。

件1為直徑?130mm、長度為85 mm的法蘭盤，材質(zhì)為45# 鋼，法蘭盤固定在減速機(jī)底部外殼上，根據(jù)減速機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)及推力球軸承的尺寸，將法蘭盤上端加工成直徑?68 mm、長度45 mm的孔，下端加工成M64 × 4、長40 mm的螺紋孔，見圖5。

圖5　件1及件6

件2為推力球軸承，根據(jù)減速機(jī)結(jié)構(gòu)及尺寸，選擇51307推力球軸承。根據(jù)減速機(jī)型號可知減速機(jī)參數(shù)見表1。

表1　減速機(jī)參數(shù)

件3為一帶頂尖的圓盤，材質(zhì)為45號鋼，用以連接蝸桿與推力軸承，并且傳遞壓力(見圖5件6)；件4為直徑?70 mm厚度為5 mm的墊片，材質(zhì)為45號# 鋼(見圖5件6)。

件5為直徑?64 mm厚度為50 mm緊固螺母，材質(zhì)為45# 鋼(見圖6)。

圖6　件3、件4、件5

件6為直徑?64 mm長度為75 mm調(diào)節(jié)螺栓，上端加工成M64×4的螺紋，下端為長度為38 mm的方頭，材質(zhì)為45號鋼，方便拆卸及調(diào)節(jié)蝸桿游隙(見圖5)。

增加此裝置后，防止了蝸桿向上的徑向運(yùn)動(dòng)，而且分擔(dān)了蝸桿支撐軸承的承載力，延長支撐軸承壽命。根據(jù)減速機(jī)蝸桿的游隙不同，可以使用調(diào)節(jié)螺栓，使蝸桿的游隙達(dá)到穩(wěn)定所需要的條件。

3　結(jié)語

通過此次改進(jìn)后，防止了斗輪取料機(jī)控制電纜減速機(jī)蝸桿的軸向運(yùn)動(dòng)，降低了蝸輪磨損，延長了蝸桿支撐軸承的壽命，提高了設(shè)備的使用率。該改造方案在黃驊港一期斗輪機(jī)取料機(jī)實(shí)施1年，控制電纜減速一直運(yùn)行正常，消除了振動(dòng)等缺陷，效果良好。

[1]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第2分冊(第二版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第4分冊(第二版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

Reconstruction of Worm Gear Reducer for Cable Control in the Bucket Wheel Reclaimer

Chen Xinfeng1Wang Ning2Liu Hualin2Han Bin2

1 Hebe port group port machinery company2 Shenhua Huanghua Harbour Administration Co., Ltd

The axial movement of the control cable worm reducer is induced in the bucket wheel reclaimer during helical gearing process, which will cause failure of supporting bearings, the worm wheel to be worn out and fracture in the worm reducer. In order to prevent the downward axial movement, the fixation method has been devised by installing the ball thrust bearing at the shaft end of endless screw based on the space and structure dimensions of the control cable worm reducer. Through the one-year practical experiment, the reconstructed mechanism presents advantages of long operation life span and high utilization ratio.

reducer; worm gear reducer; ball thrust bearing; clearance; reconstruction

2016-01-30

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.04.014

陳新峰： 066000，河北秦皇島海港區(qū)開灤路5號