機械結構設計中抗磨損的改造方案研究

孫高鵬

摘 要：機械在運轉過程中，機械結構的磨損是一個十分常見的問題，同時也是危害較大的問題，在機械工作過程中造成的磨損一般都會降低安全系數(shù)、運轉性能和生產(chǎn)質量等，因此對于機械結構設計中我們要有效的設置抗磨損的問題，并針對機械機構中的磨損問題進行有效的解決，同時提出相應的改造方案。

關鍵詞：機械結構設計；抗磨損；改造手段

1 抗磨損改造的意義

現(xiàn)在的機械生產(chǎn)中，對于機械的運用十分常見，同時在生產(chǎn)活動中起到了不可替代的作用，對于機械結構生產(chǎn)運行的過程最常見的問題也就是機械磨損問題，機械磨損對生產(chǎn)具有十分大的影響，還會給成套的設備帶來不利的影響，因而在機械結構設計中采取相應的改造方案有效的抗磨損也就顯得十分的重要。對于現(xiàn)在的機械設備來說，轉動結構也就是十分關鍵的部分，承擔著動能有效的傳輸?shù)闹厝?，同時也發(fā)揮了結構運轉的作用。機械結構工作過程中磨損也就是十分常見的問題，在對轉動設備結構設計的時候也就要有效的抗磨損方案，并制定抗磨損的優(yōu)化方案，對于這種問題的處理也就關系到整套機械設備的安全運行和有效運行的問題，需要我們不斷的研究，更好的提高機械結構設計中抗磨損的效率。

2 傳動結構磨損導致的不良后果

2.1 降低安全系數(shù)

對于相應的機械設備中結構磨損會導致安全系數(shù)的降低，在對相應的結構中的零件的磨損，時間久了就會發(fā)生突發(fā)性的斷裂，機械設備就會出現(xiàn)故障，最終導致整套動力傳輸設備處于癱瘓狀態(tài)。如果機械結構中的鏈條的磨損嚴重，鏈條產(chǎn)生的斷裂飛出的鏈條也就會危及人員和設備的安全。

2.2 降低運轉性能

機械結構設計中沒有很好的設計抗磨損方案，在長時間的工作中也就會導致轉動結構受到嚴重的磨損，對于這種情況也就很難對動力系統(tǒng)進行有效的調控，在日常的生產(chǎn)過程中也就會降低工作效率，對于設備工作中無法正常的接受操作人員發(fā)出的指令，嚴重的影響了經(jīng)濟效益，機械設備的運轉性能也就不能得到保障。

2.3 降低生產(chǎn)質量

在機械結構中出現(xiàn)了磨損的情況，也就會導致機械設備中的配件不能正常的運轉，同時磨損嚴重還會降低設備生產(chǎn)質量，產(chǎn)品的質量也就不能得到有效的保證，還會降低整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

3 機械機構設計中抗磨損改造

3.1 鏈傳動的抗磨損設計

在機械抗磨損設計中，首先就是對機械轉動能量傳輸?shù)逆湕l的抗磨損設計，對于鏈條的抗磨損設計主要就是從鏈條和鏈輪這兩大構件的設計，我們可以將主動鏈輪具有的動力有效的傳遞給從動鏈輪，結構如圖1所示。在鏈傳動結構設計中，主要就是對兩個鏈輪作為受力載體，在對相應的設計的時候對于鏈條的轉動作為動力的傳輸，鏈輪的狀態(tài)一般是固定的，在鏈條轉動的時候一般都會發(fā)生松動和移位的不良問題。有的時候在高速轉動時會發(fā)生突然斷裂的問題。因此對于鏈傳動的抗磨設計主要就是從鏈輪齒數(shù)、鏈條節(jié)距的改造著手。

1.內鏈板；2.外鏈板；3.銷軸；4.套筒；5.滾子

圖1 鏈傳動的抗磨損設計

3.1.1 鏈輪齒數(shù)。在機械結構設計中，對于鏈輪齒數(shù)數(shù)量確定中主要就是采用以下兩種方法，第一就是根據(jù)轉動過程中鏈條承擔的動力的大小，第二就是根據(jù)鏈輪的型號進行確定，對于大鏈輪對應的齒數(shù)相對偏少，這樣也就能有效的傳遞動能；小鏈輪對應的齒數(shù)較多，這樣可以有效的保證鏈傳動的平穩(wěn)性，同時還可以降低鏈傳動的荷載。同時抗磨損設計中，對于鏈條數(shù)量的選用一般選擇偶數(shù)，鏈輪采用合適材料和熱處理工藝，對其抗磨損性能也就越好，為了有效的保證機械設備中鏈傳動的壽命，建議鏈輪齒數(shù)和鏈節(jié)數(shù)互為質數(shù)。

3.1.2 鏈條節(jié)距。在機械抗磨損設計中，通過相應的理論研究發(fā)現(xiàn)，在鏈傳動中隨著節(jié)距的增大，整個傳動結構將具有更為優(yōu)異的荷載承擔性能。但是在實際工作的過程中，對于這種理念并非如此，隨著節(jié)距的增大，在鏈輪之間承受的沖擊力也就越大，對于這種情況也就會導致鏈傳動配件受到損耗，所以我們在設計的時候，盡量選擇那些具有較小的節(jié)距的鏈條，這樣也就可以降低節(jié)距實際應用的效果。

3.2 齒輪傳動的抗磨損設計

在機械設備中，齒輪傳動屬于一種最為常見的傳動結構，對其相應的傳動機理來說主要就是兩個齒輪的輪齒發(fā)生嚙合作用，從而有效的實現(xiàn)對動力以及運動的有效傳遞，一個獨立完整的齒輪傳動結構主要就是由兩個不同的齒輪的構成。齒輪在工作的時候，也就會出現(xiàn)嚴重的磨損問題，給機械設備帶來不利的影響，有時還會導致設備很難正常的運轉。齒輪傳動結構中主要分為兩種，一種是閉式傳動，另一種是開式傳動，因而在抗磨損設計的過程中，應結合具體情況采取相應的措施。

3.2.1 閉式齒輪傳動。齒輪傳動過程中，主要就是兩齒輪由于存在表面的接觸，由于摩擦力的生成，部分的機械能也就會被轉化為熱能，也就會大幅度的提高齒輪的表面溫度，也就會加劇齒輪磨損。對于閉式齒輪結構進行抗磨損設計的時候，應將改造重點放在對齒輪疲勞強度的提高，從而有效的保證齒輪在實際運行過程中能夠有效的提高其性能。比如，選用具有較高強度的金屬材料制作，從而賦予齒根良好的抗疲勞強度，也就不會發(fā)生受熱發(fā)生彎曲的情況。由于兩個齒輪屬于齒面接觸，當兩者強度達到一致的時候，需要根據(jù)實際情況來進行磨損設計。

3.2.2 開式齒輪傳動。對開式齒輪結構設計來說，其抗磨損改造的重點需要提高齒根彎曲疲勞的強度，從而實現(xiàn)有效防治磨損的危害。相應的結合機械設備的具體的結構和運行的情況，對結構進行優(yōu)化設計，從而達到有效的延長齒輪使用壽命，同時還需要根據(jù)該類型結構的特點設計相應的潤滑結構，并為之配備合適的潤滑油，從而有效削弱運行環(huán)節(jié)的磨損程度，也可對制作材料進行事先熱處理提高表面硬度以及齒輪表面粗糙度，這樣也會提高齒輪的抗磨性能。

4 結束語

對于傳統(tǒng)的機械結構進行相應的改造，能夠有效的提高機械的安全系數(shù)以及運轉性能，對于機械轉動結構來說，抗磨損設計屬于常見和典型的改造，因此對于相應的設計人員應該對有必要結合機械傳動結構本身的性能和特點，充分的做好抗磨損結構優(yōu)化改造工作。

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