減速機輸出軸規格：三環減速機在螺旋焊管機組中的應用

引言

螺旋焊管是一種應用較為廣泛的鋼管種類,在自來水、石油、天然氣等流體的輸送工程及鋼結構、橋梁管樁等領域均有使用。由于相同規格的螺旋焊管可以采用同一寬度的熱連軋鋼卷連續生產,容易實現大批量生產,并可采用氣體保護焊、埋弧自動焊等低成本高質量焊接,同時其產品質量可采用磁粉探傷、超聲波探傷、水壓試驗等多種檢測手段進行有效控制,因此螺旋焊管相比其他種類的鋼管在特定領域具有較大優勢。在螺旋焊管生產機組中夾送機及遞送機作為鋼帶運送及彎曲成形的主動力,既要滿足鋼帶在銑邊過程中的平穩遞送,還要克服鋼帶在成形機中成形為鋼管的變形阻力,其運行的平穩性及可靠性對機組的生產效率及產品質量有著較大的影響,因此,其傳動系統減速機的設計選型對整個機組的性能有較大影?響。?

三環減速機是在常規的漸開線少齒差減速機基礎上改進設計出的一種新型傳動減速器[1],作為一種少齒差行星減速機,與傳統的N型漸開線少齒差減速機相比,其轉臂軸承的大小不受內齒輪安裝空間的限制,省去了輸出機構,采用低速大轉矩齒輪定軸輸出。三環減速機由于其自身結構的特點,其組成元件的運動和承載較為均勻,并且其設計過程遵循了內嚙合多齒接觸和功率均等分流的機械傳動原理,廣泛應用于礦山、冶金、石油、化工等行業。

1、三環減速機的結構及工作原理

1.1、三環減速機的結構

三環減速機的結構示意圖如圖1所示。它由一根具有外嚙合齒輪的低速輸出軸、兩根與輸出軸嚙合且其上布置有3個互呈120°偏心軸頸的高速軸和3個與高速軸偏心軸頸連接的的環板組成。2根帶有3對偏心軸頸(互呈120°)的高速軸1、4平行布置,中心為帶內齒輪的傳動環板2,共有3件,每個環板兩端分別安裝在兩根高速軸相同相位的偏心軸頸上,偏心軸頸與環板間安裝有軸承,以降低其摩擦力,3塊傳動環板上的內齒輪與帶有外齒輪的輸出軸3通過齒形同時在不同部位相嚙合,其嚙合部位互呈120°。輸入軸與輸出軸均通過軸承安裝在減速機箱體5上,動力由輸出軸3輸出,高速軸1作為動力輸入軸,高速軸4為支承軸。

1.2、三環減速機的工作原理

基本型的三環減速器工作原理為:3個環板中心加工為內齒輪,與輸出軸齒輪在互呈120°的相位嚙合[2]。減速運動時,動力源從高速軸輸入,高速軸旋轉一周時其上的偏心軸頸分別帶動3個環板作往復運動,3個環板上的內齒輪與輸出軸上的外齒輪嚙合,分別驅動輸出軸旋轉120°,從而實現輸出軸的大速比圓周旋轉。環板及輸出軸齒輪一般采用漸開線齒形,2個高速軸可單獨驅動,亦可同時驅動,在高速軸與輸入軸之間還可增加多級齒輪副,實現大速比減速。增速運動時,則動力源從外齒輪軸輸入,高速軸或與其嚙合的齒輪軸作為輸出軸,實現增速。

基本型的三環減速機主要由箱體、2根高速軸、3個傳動環板和1個輸出軸組成,高速軸與輸出軸平行配置。2根相同的高速軸通過偏心軸頸帶動3個環板作平面往復運動,3個環板的內齒輪與輸出軸的外齒輪通過齒與齒或著針銷與齒相嚙合,形成行星齒輪傳動單元。三環減速機機構自成體系,其基本型的為單級傳動,增加高速軸與輸出軸之間的齒輪副數量或變更其相互位置,可衍生出若干個派生的類型,還可以通過多個單級傳動三環減速機構串聯成多級傳動的減速機類型。

2、三環減速機的特點

三環減速機構是一種由齒輪機構與連桿機構組成的組合機構,2根高速軸通過偏心軸頸與環板構成平行三相并列的曲柄機構,作為整個減速機構的動力輸入源。一般情況下,平行曲柄機構在運動到曲柄與連桿共線位置時,由于傳動角為0°,會出現死點;而在三環減速器中,由于帶有由3個互呈120°偏心軸頸與環板構成的并列3個平行曲柄機構,其在相位上相差120°,當1個曲柄機構處于死點位置時,其余2個曲柄機構則處于運動過程中,3個曲柄機構不會同時處于死點位置[3],因此整個運動過程可以克服死點,實現平穩連續的動力輸出。

三環減速器環板與輸出軸之間為平行軸—動軸齒輪傳動,屬于采用動軸輪系的齒輪嚙合運動,具有少齒差行星傳動的特征;高速軸與輸出軸為平行配置,具有平行軸圓柱齒輪減速器的特點,因此其承載能力強、結構緊湊、體積小、質量輕而且傳動比大、分級密集、傳動效率高。

3、三環減速機在螺焊機組中的應用

在較為普遍使用的后擺式螺焊機組中,三環減速機可用作夾送機和遞送機的主減速機,動力從電機通過三環減速機的輸入軸輸入,三環減速機的輸出軸與輥子連接,從而帶動輥子轉動運行。在螺焊機組中,夾送機和遞送機作為主要的動力裝置,具有較為相似的特點,為滿足鋼板厚度范圍的要求,其輥徑較大,一般為銅板最大厚度的16倍～25倍,而機組要求的運行線速度較低,一般最大為3m/min,因此要求其采用的減速機速比較大;同時由于夾送機和遞送機均由上、下兩個輥子組成,上、下兩輥在液壓缸的壓力作用下將鋼帶夾緊,輥子轉動時通過摩擦力使鋼帶前進,上輥傳動端的減速機重量較大將造成鋼帶不同程度的跑偏,影響機組的平穩運行及螺旋管的成形質量,因此需要在滿足傳動功率的條件下,選擇重量小的減速機。結合以上三環減速機及夾送機和遞送機的特點,三環減速機是螺焊機組中較為理想的主減速機類型,由于其傳動效率較高,故可降低機組的功率損耗,提高機組的經濟效益。

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