17锥面可胀分体式带轮在高速大扭矩传动

1、锥面可胀分体式带轮在高速大扭矩传动中的研究应用摘要：本项目的研究开发，使得高速大扭矩皮带传动运行平稳，而且结构新颖简单，拆装维护方便，使用安全可靠，并可对主、从带轮实施轴向位移微量调整，保证其安装位置的平行一致，提高传动带的使用，降低生产运行成本。本项目具有可推广的价值。： 锥面可胀分体式带轮一、问题提出：高速大扭矩传动研究应用上世纪九十年代初，山东潍柴熔炼车间从奥地利斯太尔公司引进一台 KGT10-14t/h 热 冷富氧冲天炉，其中，配套用于冲天炉熔炼的定容风机系统功率为 250KW，转速 1800 转分，但由于该系统中的主、从带轮采用了整体结构，不便于装卸、调整， 给后期的设备维护和生产运

2、行带来了诸多的不便，其问题主要表现在以下两点：1. 主、从带轮拆装费时费力。该系统中的主、从带轮外径分别为 530mm 和 430mm， 轮宽为 263.5mm。由于其传动轴的外径与带轮孔径及传递扭矩用的平键配合有较严的公差要求，加之带轮较重和带轮安装位置位于料库下方，不仅吊装不便，而且难以对孔找正，拆装费时费力，一般需用四个钳工用一天时间方能完成其拆装工作，其检修时间严重地影响了生产的运行。2. 缺少轴向位移微量调整环节。由于上述公差配合较严，时常需要用大锤敲进或敲出，再加上主、从带轮各自缺少轴向微量调整环节，很难使得二者的安装位置平行一致，造成安装在带轮之上的 10 根进口 SPC5000

3、 三角带磨损严重，更换频率较高，且常有脱带的现象发生，大大地提高了该系统的实际生产运行成本。上述存在的问题，我们借助 2003 年初对该引进项目进行大修改造之际，对其定容风机系统中的带轮结构进行了专项改进，取得了明显的效果。二、技术方案：在满足已有定容风机系统高速大扭矩传动的前提下，设计锥面可胀分体式带轮结构，以解决主、从带轮拆装及平行找正所存在的问题。现以从动轮为例，说明其结构特征，如图 1 所示。图 1 中的带轮外径、基圆直径、轮宽、轮槽等均与原有带轮一致，本技术方案的重点在与对其传动轴的连接部分进行了改进创新，即将原有的整体式带轮结构改为锥面可胀分体式带轮结构。该结构由件 1 内锥面带轮

4、、件 2 外锥面可胀轴套和 3 个件 3 内六方圆柱头螺钉、3个件 4 弹簧垫圈及 3 个件 5 半圆环调整垫所组成。件 2 外锥面可胀轴套内孔及键槽仍与原有带轮一样与传动轴配合连接，靠其平键侧面传递扭矩，其外锥面与件 1 内锥面带轮的内锥面实施可胀过盈连接，并用 3 个件 3 内六方圆柱头螺钉、3 个件 4 弹簧垫圈1连接固定。另外，件 2 外锥面可胀轴套的一端顶靠在传动轴的轴肩上，另一端靠其开有图示 5 个半圆孔的开口压板和紧固螺栓实施轴向固定。图 1锥面可胀分体式带轮结构图1.内锥面带轮 2.外锥面可胀轴套 3.内六方圆柱头螺钉4.弹簧垫圈5.半圆环调整垫另由图 1 知，通过 3 个件

5、3 内六方圆柱头螺钉的旋入深浅，可实施件 1 内锥面带轮的轴向位移微量调整，以达到主、从带轮安装位置平行找正一致的目的。图 1 中的 A-A 视图所显示的图面为其平行找正安装调整后的位置，3 个件 5 半圆环调整垫安装在件 4 弹簧垫圈的右侧，系依据平行找正后的件 1 内锥面带轮与件 2 外锥面可胀轴套上的各自半圆螺栓沉头孔之间存在的实际台阶差值 w 进行配磨制作，以确保二者能够同时被 3 个件 3 内六方圆柱头螺钉实施紧固连接。1. 内锥面带轮零件设计内锥面带轮采用 QT500-7 材料，其零件图设计，如图 2 所示。由图 2 知，图中仅标注了一些与结构改进的相关的。如在160 直径圆周上，

6、分布有 3 个 M24 的半圆螺孔，螺孔进端分别设置有直径37深 22 的半圆沉头孔，主要用于内锥面带轮在螺钉旋进的过程中被压进到外锥面可胀轴套上。另外，在该圆周上，还分布有 2 个直径为25 的半圆光孔，其目的是为了方便内锥面带轮的。另由图 2 知，内锥面带轮内孔采用圆锥面，锥度为 1:8，锥角=7.15669°,锥孔大端直径为160±0.2，锥面轴向长为 90±0.2。对于锥孔的，应在 3 个37M24 孔及 2 个25 孔整体后进行，先粗车后2精车到，并达到相应的形位公差要求，而后与外锥面可胀轴套的外锥面一起手工研磨，保证其接触面积大于 80%，满足锥面过盈

7、连接的要求。图 2内锥面带轮零件图2. 外锥面可胀轴套零件设计外锥面可胀轴套采用 45钢材料，调质处理，其零件图设计，如图 3 所示：图 3外锥面可胀轴套零件图由图 3 知，在160 直径圆周上，分布有 2 个 M24 的半圆螺孔，螺孔进端分别设置有直径37深 20 的半圆沉头孔，主要用于内锥面带轮在螺钉旋进过程中被外锥面可胀轴套。另外，在该圆周上，还分布有 3 个直径25深 20 的半圆台阶光孔，其目的是为了方便内锥面带轮的压进。另由图 2 知，外锥面可胀轴套仍采用圆锥面，锥度采用 1:8，锥角=7.15669°, 锥3面轴向长为 90±0.2，所不同的是锥孔大端直径为1

8、60.5±0.2，稍大于内锥面带轮的大端锥孔直径。同理，对于外锥面的，应在 2 个37M24 孔及 3 个3725 孔整体后进行，先粗车后精车到，并满足相应的形位公差要求，其后与内锥面带轮的圆锥面一起手工研磨，保证其接触面积大于 80%，满足锥面过盈连接的要求。另外，图中 2mm 的开槽应在手工研磨后铣开。3. 分体式带轮的装卸过程锥面可胀分体式带轮的安装与拆卸均有其一定的顺序要求，现就其顺序过程分别予以叙之。1）安装过程。如图 4 所示。图 4分体式带轮安装过程示意图由图 4 知，分体式带轮的安装过程如下： 吊装件 1 内锥面带轮并松套在传动轴上； 将件 2 外锥面可胀轴套安装在传

9、动轴上，一端顶靠传动轴轴肩，另一端先通过开口压板和紧固螺栓实施轴向预固定； 将件 1 内锥面带轮上的 3 个压进带轮用半螺孔与件 2 外锥面可胀轴套上的 3 个压进带轮用半光孔一一对应； 分别将 3 个件 5 半圆环调整垫、3 个件 4 弹簧垫圈、3 个件 3 内六方圆柱头螺钉预装在件 1 内锥面带轮上的 3 个压进带轮用半螺孔上；4面可适位安装正位数值中出图 5分体式带轮拆卸过程示意图由图 5 知，分体式带轮拆卸过程与安装过程基本相反，具体如下： 用扳手依次左旋拧出 3 个件 3 内六方圆柱头螺钉，并与 3 个件 5 半圆环调整垫、3 个件 4 弹簧垫圈一起取下； 用 2 个件 3 内六方圆

10、柱头螺钉预装在件 2 内锥面带轮上的 2 个带轮用半螺孔上； 用扳手依次分步均匀地右旋拧紧螺栓，将件 1 内锥面带轮退离件 2 外锥面可胀轴套的外锥面，其方向如图 5 所示； 件 1 内锥面带轮退离松动后，用扳手左旋取下 2 个件 3 内六方圆柱头螺钉；5 松动紧固螺栓，取下开口压板和件 2 外锥面可胀轴套，并吊卸件 1 内锥面带轮， 完成其整个拆卸过程。另由图 5 知，在件 1 内锥面带轮退离的过程中，图示“m”数值，将按其退离方向呈现由小到大的趋势。三、研究应用结论锥面可胀分体式带轮在引进的热冷富氧送风冲天炉中的定容风机系统中投入使用，不仅可使得高速大扭矩皮带传动运行平稳，而且解决了原有整体式带轮在使用中存在的问题。如对其主、从带轮的拆装，现在仅需两个钳工用 1 个小时就可完成，大大缩小了检修周期，保证了生产的正常运行。另外，由于设置有主、从带轮轴向位移微量调整环节，大大减少了进口 SPC5000 三角带的传动磨损，其更换的频率减缓，周期由原来10 天