津田駒ZAX系列噴氣織機(jī)電子減速箱失效原因及裝配研究

王 維

(陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

津田駒ZAX系列噴氣織機(jī)電子減速箱失效原因及裝配研究

王 維

(陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

為了解決國(guó)內(nèi)借鑒日本津田駒ZAX系列噴氣織機(jī)電子減速箱失效問(wèn)題，詳細(xì)分析電子減速箱失效原因及其對(duì)織造效率的影響；以電子送經(jīng)減速箱為例，重點(diǎn)探討其蝸輪蝸桿傳動(dòng)組件的裝配要點(diǎn)。指出：電子減速箱常見(jiàn)失效原因?yàn)榱悴考|(zhì)量、裝配不良或紡織廠保養(yǎng)不當(dāng)；裝配后電子減速箱應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、靈活、無(wú)死點(diǎn)；使用蝸輪心軸和蝸桿心軸可簡(jiǎn)單高效的完成蝸輪蝸桿傳動(dòng)組件的裝配，保證裝配質(zhì)量。

噴氣織機(jī)；電子減速箱；失效原因；蝸輪心軸；蝸桿心軸；蝸桿傳動(dòng)；裝配

隨著紡織工業(yè)的發(fā)展，噴氣織機(jī)因車速高、引緯方式合理、入緯率高、物料消耗少、品種適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越多。日本津田駒公司作為知名的紡織機(jī)械制造商，其生產(chǎn)的ZAX系列噴氣織機(jī)因效率高、質(zhì)量?jī)?yōu)備受國(guó)內(nèi)紡織廠的青睞；且因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于控制，故被很多國(guó)內(nèi)制造商借鑒，但在裝配過(guò)程及實(shí)際應(yīng)用后，發(fā)現(xiàn)噴氣織機(jī)的電子送經(jīng)和卷曲減速箱存在失效問(wèn)題，對(duì)織機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)有很大影響。

1 電子減速箱失效對(duì)織造的影響

噴氣織機(jī)一般由送經(jīng)機(jī)構(gòu)、開(kāi)口機(jī)構(gòu)、引緯機(jī)構(gòu)、打緯機(jī)構(gòu)和卷取機(jī)構(gòu)組成。

ZAX系列噴氣織機(jī)的送經(jīng)機(jī)構(gòu)由電子送經(jīng)減速箱、活動(dòng)后梁系統(tǒng)和停經(jīng)機(jī)構(gòu)組成，其中電子送經(jīng)減速箱是送經(jīng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件，它由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)齒輪減速箱帶動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)組件，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)軸上經(jīng)紗的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。電子送經(jīng)減速箱失效，會(huì)導(dǎo)致織造的布面出現(xiàn)停車檔痕跡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法修復(fù)的云織等疵點(diǎn)。

ZAX系列噴氣織機(jī)的卷取機(jī)構(gòu)由電子卷取減速箱、摩擦卷取機(jī)構(gòu)和壓布機(jī)構(gòu)組成，其中電子卷取減速箱不僅是卷取機(jī)構(gòu)的動(dòng)力起始點(diǎn)，也是其關(guān)鍵部位，它由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)組件將力矩傳遞給摩擦卷取機(jī)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)已織造好布匹的卷取。電子卷取減速箱失效，會(huì)導(dǎo)致織造后的布面出現(xiàn)稀密路等疵點(diǎn)[1]。

2 電子減速箱失效原因

跟蹤分析紡織廠實(shí)際使用情況，發(fā)現(xiàn)因控制部分造成電子減速箱失效的現(xiàn)象較少，大部分失效問(wèn)題是由于零部件質(zhì)量問(wèn)題、裝配不良或紡織廠保養(yǎng)不當(dāng)所致。

電子減速箱中齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)的失效形式表現(xiàn)為齒面點(diǎn)蝕、膠合及磨損，其中齒輪傳動(dòng)還會(huì)出現(xiàn)齒輪輪齒斷裂和齒面塑性變形等失效形式。造成齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)失效的主要原因是傳動(dòng)件的材料、表面粗糙度及硬度指標(biāo)不合格[2]。

蝸桿傳動(dòng)裝配時(shí)，若蝸輪蝸桿間所加墊片不合適，會(huì)導(dǎo)致蝸輪蝸桿軸向竄動(dòng)，造成傳動(dòng)失效，影響傳動(dòng)的穩(wěn)定性。同理，若電子卷取減速箱的橡膠皮帶張緊力不合適，也會(huì)導(dǎo)致織造好的布匹無(wú)法卷取。電子減速箱的蝸桿傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均處在封閉的油浴環(huán)境中，應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品使用要求及時(shí)更換合格的油品。若油液更換不及時(shí)、加注油液量過(guò)少或油液含較多雜質(zhì)等，均會(huì)造成傳動(dòng)件齒面膠合或磨損。

3 電子送經(jīng)減速箱的裝配

電子送經(jīng)減速箱的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，z1～z4和z7為直齒圓柱齒輪，z5和z6分別為蝸桿和蝸輪。伺服電機(jī)通過(guò)二級(jí)減速齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)，帶動(dòng)噴氣織機(jī)經(jīng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1 電子送經(jīng)減速箱機(jī)械結(jié)構(gòu)

3.1 齒輪傳動(dòng)組件的裝配

齒輪傳動(dòng)組件的裝配一般較為簡(jiǎn)單，裝配時(shí)要滿足：① 齒輪孔與軸的配合符合使用要求；② 齒輪間的安裝中心距準(zhǔn)確；③ 裝配完的齒輪有適當(dāng)?shù)凝X側(cè)間隙；④ 兩個(gè)齒輪的嚙合端面平齊；⑤ 齒面有一定的接觸面積和正確的接觸位置等。一般的鉗工裝配即可滿足齒輪傳動(dòng)組件的裝配。

3.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)組件的裝配

蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)相互垂直的兩根軸之間的動(dòng)力傳遞，具有傳動(dòng)比大、自鎖性好、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低，工作時(shí)發(fā)熱量大，需要有良好的潤(rùn)滑條件。

一般蝸輪蝸桿傳動(dòng)要滿足以下技術(shù)要求：① 蝸桿軸線應(yīng)與蝸輪軸線垂直；② 蝸桿與蝸輪間的中心距準(zhǔn)確；③ 蝸桿軸線應(yīng)在蝸輪輪齒的對(duì)稱中心平面內(nèi)；④ 有適當(dāng)?shù)凝X側(cè)間隙；⑤ 蝸輪蝸桿間嚙合有正確的接觸點(diǎn)。

電子送經(jīng)減速箱蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝配如圖2所示。其組件的裝配可以按照鉗工手冊(cè)中推薦的方法進(jìn)行，但這些方法較為復(fù)雜，且對(duì)操作者的技能要求較高。根據(jù)電子送經(jīng)減速箱的特殊結(jié)構(gòu)，可采取一些簡(jiǎn)單、靈活、高效的裝配方案。

1,8—蝸輪軸蓋；2，7,9—調(diào)整墊片；3，6,10，14—軸承；4—蝸輪；5—蝸輪軸；11—直齒輪；12—蝸輪箱體；13—蝸桿。圖2 電子送經(jīng)減速箱蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝配圖

3.2.1 蝸桿軸線應(yīng)與蝸輪軸線垂直

蝸輪蝸桿傳動(dòng)用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，理論上兩軸交錯(cuò)角可以是任意值，通常為90°。津田駒ZAX系列噴氣織機(jī)的電子送經(jīng)減速箱蝸輪蝸桿兩軸的交錯(cuò)角即為90°，該角度是由蝸輪箱體的機(jī)械加工來(lái)保證的，軸線垂直度誤差一般應(yīng)小于0.05 mm。在裝配電子送經(jīng)減速箱時(shí)，應(yīng)先對(duì)蝸輪箱體進(jìn)行必要的檢測(cè)，如制作專用工具檢測(cè)蝸桿心軸(見(jiàn)圖3)和蝸輪心軸(見(jiàn)圖4)的交錯(cuò)角，以達(dá)到檢測(cè)蝸輪箱體的目的。

通過(guò)測(cè)量對(duì)比，雖無(wú)法計(jì)算蝸輪箱體中蝸輪蝸桿安裝孔軸線的垂直度誤差，但可定性判斷蝸輪箱體加工質(zhì)量。蝸輪蝸桿組件裝配尺寸結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。

圖3 蝸桿心軸

圖4 蝸輪心軸

1—V形架(兩處)；2—蝸輪箱體；3—蝸桿心軸；4—蝸輪心軸；5—蝸輪軸蓋(改造過(guò))。圖5 蝸輪蝸桿組件裝配尺寸結(jié)構(gòu)

先將蝸輪心軸插入蝸輪安裝孔，再用改造過(guò)的蝸輪軸蓋(各尺寸由符合圖紙的合格零件改造而成)緊固在箱體上，最后將蝸桿心軸插入蝸桿安裝孔，測(cè)量各圖示尺寸，對(duì)不等式|h-h1|≤0.05 mm，|H-H1|≤0.05 mm進(jìn)行計(jì)算；測(cè)量圖6左側(cè)視圖中尺寸，對(duì)不等式|(h2-d1/2)-(h3-d1/2)|≤0.05 mm進(jìn)行計(jì)算；若兩次計(jì)算結(jié)果符合不等式，則從裝配角度可認(rèn)為蝸輪箱體的形位公差合格，其中包括蝸輪蝸桿軸線的垂直度、蝸輪蝸桿安裝孔的同軸度等。

1—蝸輪箱體；2—蝸桿心軸；3—平板；4—墊圈A；5—軸承A；6—墊圈B；7—軸承B；8—蝸輪軸蓋。圖6 蝸桿軸線裝配示意

3.2.2 蝸輪蝸桿間的中心距要準(zhǔn)確

蝸輪和蝸桿間的中心距是由蝸輪蝸桿分度圓直徑的算術(shù)平均數(shù)計(jì)算出的，其公差選取可參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際裝配中，中心距由送經(jīng)蝸輪箱體決定，是零件加工中必須保證的關(guān)鍵尺寸。因?yàn)橹行木噙^(guò)小，會(huì)使蝸輪蝸桿無(wú)法裝配或在轉(zhuǎn)動(dòng)中“抱死”；而中心距過(guò)大，則會(huì)使蝸輪蝸桿齒面出現(xiàn)不正常磨損，并影響傳動(dòng)效率等問(wèn)題。此外，蝸輪箱體孔的中心距檢測(cè)是裝配前必須進(jìn)行的一個(gè)項(xiàng)目，可利用蝸桿心軸和蝸輪心軸，測(cè)算蝸輪箱體的中心距。 測(cè)量圖5中各圖示尺寸，利用公式：D=(H-d2/2)-(h-d1/2)，可計(jì)算得出蝸輪箱體中心距的實(shí)測(cè)值，通過(guò)與圖紙對(duì)比即可判斷中心距是否準(zhǔn)確。

3.2.3 蝸桿軸線應(yīng)在蝸輪輪齒的對(duì)稱中心平面內(nèi)

蝸桿的位置一般由蝸輪箱體孔決定，要使蝸桿軸線位于蝸輪輪齒的對(duì)稱中心面內(nèi)，只能通過(guò)改變墊圈厚度調(diào)整蝸輪的軸向位置。一般在蝸輪組件的軸承兩側(cè)要加墊圈，如圖6中的墊圈A和墊圈B，可以通過(guò)測(cè)量尺寸計(jì)算出需加墊圈的厚度。

根據(jù)ZAX系列噴氣織機(jī)電子送經(jīng)蝸輪的特有結(jié)構(gòu)，測(cè)量圖6中各圖示尺寸，若計(jì)算結(jié)果滿足不等式(h5/2+h4)≥(h2-d1/2)，則認(rèn)為蝸輪箱體的蝸輪軸安裝孔的深度尺寸合格；再計(jì)算dA=(h5/2+h4)-(h2-d1/2)，可得出墊圈A需加墊厚度。若計(jì)算結(jié)果滿足不等式h6≥(h7-h8)，則認(rèn)為蝸輪軸蓋孔深尺寸及蝸輪軸組件裝配尺寸合格；計(jì)算dB=h6-(h7-h8)，可得出墊圈B需加墊厚度。一般而言，蝸輪軸組件裝配時(shí)，取軸向間隙為-0.05 mm～0，可根據(jù)實(shí)際需要加減墊圈的厚度；蝸桿的軸線與蝸輪輪齒的對(duì)稱中心平面間的裝配極限偏差為±0.05 mm。

3.2.4 蝸桿的軸向間隙、蝸桿傳動(dòng)的接觸點(diǎn)及齒側(cè)間隙的檢驗(yàn)

一般要求：蝸桿的軸向間隙為0 mm～0.1 mm，若裝配間隙過(guò)大，會(huì)造成蝸桿竄動(dòng)，影響電子送經(jīng)減速箱的平穩(wěn)傳動(dòng)，可通過(guò)加裝墊圈調(diào)整；蝸桿傳動(dòng)接觸點(diǎn)的長(zhǎng)度，輕載時(shí)為齒寬的25%～50%，滿載時(shí)約為齒寬的90%；齒側(cè)間隙應(yīng)為0.1 mm～0.2 mm。蝸輪蝸桿的裝配和上述指標(biāo)的檢測(cè)在鉗工手冊(cè)中均有涉及，可參考。

4 電子卷取減速箱的裝配

電子卷取減速箱的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，伺服電機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)蝸桿傳動(dòng)輸出動(dòng)力。裝配蝸桿傳動(dòng)時(shí)，可參照電子送經(jīng)減速箱的相關(guān)方法。需注意的是，在裝配橡膠皮帶時(shí)，應(yīng)注意調(diào)節(jié)皮帶的張力。

5 結(jié)語(yǔ)

電子減速箱的裝配屬于比較關(guān)鍵的工序，裝配不良對(duì)織造的影響很大；裝配后的電子減速箱應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、靈活、無(wú)死點(diǎn)，且各調(diào)整墊圈的選用及裝配應(yīng)合理、適當(dāng)。通過(guò)蝸輪心軸和蝸桿心軸的使用，可以簡(jiǎn)單高效地完成蝸輪蝸桿傳動(dòng)組件的裝配，保證裝配質(zhì)量，提高織造品質(zhì)。

[1] 嚴(yán)鶴群，戴繼光，徐立紅，等.噴氣織機(jī)原理與使用[M].2版.北京：中國(guó)紡織出版社，2006.

[2] 劉治偉.裝配鉗工工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

Research on the Failure Cause and Assembly of the Electronic Gear Box on Air-jet Loom ZAX Series Tsudakoma

WANG Wei

(Shaanxi Changling Textile Mechtronical Technology Co.,Ltd.,Baoji 721013,China)

To solve the problems with electronic gear box failure on air-jet loom ZAX series Tsudakoma,introduction is made to the effect of the electronic gear box failure on weaving efficiency and fabric quality.Analysis is done to the common failures resulting from the parts,poor assembly and inadequate maintenance.Sampling the gear box in the let-off motion,highlight is given the worm gear transmission assembly.It is pointed out that poor assembly of the gear box has adverse effect on weaving.Use of the electronic gear box with worm gear spindle and worm mandrel realizes a simple and efficient completion of the worm gear assembly,ensuring assembly quality and weaving quality.

air-jet loom;electronic gear box;failure cause;worm gear spindle;worm mandrel;worm drive;assembly

2016-06-13

王 維(1984—)，男，陜西寶雞人，助理工程師，主要從事噴氣織機(jī)產(chǎn)品的流水線裝配及調(diào)試工藝研究。

TS103.33

B

1001-9634(2017)01-0024-03