緊湊型矯直機用聯合齒輪箱改進設計

曹斌

（太原重工股份有限公司齒輪傳動分公司， 山西 太原 030024）

試（實）驗研究

緊湊型矯直機用聯合齒輪箱改進設計

曹斌

（太原重工股份有限公司齒輪傳動分公司， 山西 太原 030024）

通過對常規(guī)矯直機結構進行改進設計，使減速機在較小的結構空間范圍內，在整體質量較輕的情況下滿足了功率傳動需求，且具有結構緊湊、質量輕等優(yōu)點，效能明顯提高。

矯直機 結構優(yōu)化 結構緊湊 質量輕

由于市場的快速發(fā)展，市場對環(huán)保和效率的高要求，使用戶對設備的空間和效能提出更為嚴格的要求，過去曾經使用的傳統(tǒng)方案已經無法滿足現有用戶及市場的需求，為解決以上矛盾，在矯直機用聯合齒輪箱的設計中采用了新的設計結構，使減速機在較小的結構空間范圍內，在較輕的質量下滿足功率傳動需求。且結構緊湊、質量輕，效能明顯提高，提升了產品競爭力。

1 兩種聯合齒輪箱結構對比（見圖1）

圖1 傳統(tǒng)11輥聯合齒輪結構圖紙

圖1為傳統(tǒng)11輥聯合齒輪箱設計結構圖紙，由于采用一體設計結構，整個齒輪箱長度方向較大，寬度方向同樣較大，且最中間兩個長軸，由于跨度較大，為保證軸的剛度和撓度，此軸直徑也較大。且為了將力分解到各個輥子，采用中間布局3個齒輪的形式進行傳動分解，因此導致這個齒輪箱質量較大，對應尺寸也較大，空間利用程度很有限，在較小的空間內布局困難，效能較低。

圖2為新設計17棍聯合矯直機，采用改進后結構設計，此設計在高度上有所增加，但是寬度和長度方向上有了很大的縮減，充分提高了空間利用效率。另外，從結構方面將變速部分和齒輪基座部分進行分離，對應的減速機箱體鋼板厚度得以減薄箱體質量下降，軸的長度和直徑也相對減小，軸件質量減輕，齒輪數量同樣得到減少，帶齒件質量減輕。傳動鏈減少，效率得以提高。

圖2 新設計17棍聯合矯直機

2 設計布局和加工問題處理

下頁圖3齒輪箱部分由序號1減速機實現兩入兩出，減速機內部兩個輸出大齒輪互相嚙合，保證同步性的情況下同時可以提高電機故障情況下的緊急操作能力。減速機和分配箱聯接通過連接花鍵和序號3、4、5進行空間內定位擰緊，由于兩花鍵同時連接，為防止由于制造誤差引起裝配內應力而導致設備過早損壞，必須適當選擇花鍵間隙，提高孔的同軸度要求，對定位止口進行相應的尺寸控制。同時將序號4處“套”設計為裝配可方便測量，尺寸可以調節(jié)的活動結構。分配箱部分由序號6齒輪箱完成，減速機兩輸出花鍵分別聯連接分配箱兩空心軸，然后由上下兩個傳動鏈的過輪（圖4中1，2，3為一部分過輪）分配到所有輸出軸。由于軸系較多，孔與孔的距離較近，圖4中1，2，3三個軸系采用一個平蓋作為悶蓋，同時解決密封和軸向力較大、螺栓布局空間小、螺栓布局困難的問題，而在軸承游隙調整方面則可以采用逐個進行，編號固定方式進行有效調整。

圖3 部分齒輪箱

圖4 17輥正面主視詳圖

在安裝和裝配調整方面的改進是將分配齒輪箱設計成前后分體結構，考慮到安裝的方便性，統(tǒng)一采用單列圓錐滾子軸承為標準配置，而為了保證箱體的剛性，在箱體四周布局多個筋板，通過螺栓進行緊固，在箱體中間增加了支撐，其支撐結構如圖2中K-K剖圖所描述。如此一來，箱體剛度滿足使用要求。

在設備正常使用6年過程中，不曾出現任何問題，充分證實此方案可行性與使用優(yōu)勢。

3 結語

以上設計，實現了綠色設計，使設計更優(yōu)化，更實用。結構設計尤其在大型重載傳動設備中擁有非常良好的應用前景，與傳統(tǒng)結構相比，其結構緊湊、質量輕、產品性價比高等優(yōu)點更加突出?？梢詭砭薮蟮慕洕б婧蜕鐣?。同時此種結構的實現具有重大意義，其發(fā)展具有非常廣闊的空間。為以后在更多的領域尤其是大型重載減速機的設計提供參考意義。

（編輯：苗運平）

Improvement Design of Combined Gear Box for Compact Straightener

Cao Bin

（Gear Transmission Branch Company of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024）

Through the improvement of the structure design of conventional straightening machine,the reducer can meet the needs of the power transmission in light weight and small structural space,which has the advantages of compact structure,light weight and significantly improved efficiency.

straightener,structure optimization,structure compact,light weight

TG333.2+3

A

1672-1152（2017）01-0026-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.01.12

2016-12-02

曹斌（1981—），男，從事齒輪箱非標設計工作，工程師。