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摘要：本文以小松式机械压力机中的装模高度调整装置为例，研究了蜗轮蜗杆传动副的装配工艺。通过对工艺方法的探索和改进，实现了蜗轮蜗杆传动副中齿侧间隙、轴承轴向游隙的准确测量，为此类传动装置的装配和检验提供了有效的指导。
关键词：装模高度；蜗轮；蜗杆；齿侧间隙；游隙；工艺
1 前言
压力机装模高度调整装置是小松式机械压力机的核心部件，直接关系着压力机的设备精度，因此此部件的装配质量对于压力机整机质量的保证意义重大。装置内部核心原理为蜗轮蜗杆传动，而蜗轮蜗杆传动具有传动精确度高、磨损率大的特点，为保证传动的精确度，降低磨损，需要对传动副的齿侧间隙、轴承轴向游隙进行准确测量并调整，以满足设计要求。
若齿侧间隙过小，轮齿间油膜无法形成，会加剧蜗轮蜗杆轮齿的磨损甚至损坏，导致传动精确性降低；齿侧间隙过大，轮齿之间会产生冲击，且自锁精确度降低。轴承游隙过大，蜗杆轴空转角度增大，直接导致传动精确性降低，造成压力机内四部装模高度调整装置不能同步进行升降调整；轴承游隙过小，会加剧推力球轴承的磨损甚至损坏。因此，通过合理的工艺方法对相关间隙进行检测和调整以符合设计要求，将有效的保证装模高度调整装置精确可靠的运行，并提高压力机设备的出厂质量。
2 主要结构及原理
装模高度调整装置在压力机内的分布如图1所示，每台压力机共有四部装模高度调整装置，以传动轴相互联接，通过电机带动可实现同步升降调节。
装置主要组成部分如图2所示，包括：1）螺杆；2）缸体；3）螺套；4）蜗轮；5）蜗杆；6）推力球轴承；7）轴套；8）抗磨板；9）柱塞；10）油盒
图1分布实图 图2 结构简图
装置内部原理为蜗轮蜗杆传动，蜗轮与螺套固定联接，螺套与螺杆螺纹联接，蜗杆带动蜗轮转动实现螺杆在螺套内的螺旋升降，从而对压力机装模高度进行调整。
3难点及解决方案
满足设计要求的间隙值是保证蜗轮蜗杆传动副稳定可靠运行的保证，因此装配工艺的重点即为间隙的检测和调整。生产中通常以试运转全行程转动灵活无卡阻配合目测的方式判定装配的合格，直接测量的可操作性较低，装配质量难以保证，容易造成装配后相关间隙过大或过小，对于传动准确性和相关部件的使用寿命将会产生不同程度的影响。
为解决上述问题，研究制定了相应的工艺方案，现以传动副的运动简图为例进行说明。如图3所示，A点和B点是蜗杆轴端面中心点，蜗杆轴右侧为固定端，左侧为调整端，C点是与蜗杆齿相接触的蜗轮齿在蜗轮分度圆上的一点，D点是蜗轮轮齿在分度圆上的一点， C点所在轮齿与D点所在轮齿关于蜗轮中心对称。
图3 传动副运动简图
具体工艺方案如下：
（一）齿侧间隙测量
1）对蜗杆轴施加轴向力，使蜗杆轴轴向固定，百分表沿蜗轮分度圆在D点的切线方向（即与蜗杆轴中心平行的方向）点压D点。沿顺时针方向和逆时针方向转动蜗轮，直至蜗轮齿与蜗杆齿相接触而无法转动，分别记录百分表数值，记作N1和N2，则｜N1-N2｜即为蜗轮蜗杆的齿侧间隙。
注：百分表点压方向可以沿切线向左或向右点压在轮齿的左右面上（视装模高度调整装置实际可操作性而定），可将C点和D点设置在多组轮齿上，如此可得到多组｜N1-N2｜数值，取平均值作为齿侧间隙值，减小其他因素造成的误差。
2）蜗轮固定，蜗杆轴圆周方向固定（轴向不固定），百分表沿蜗杆轴中心方向点压在蜗杆左右端面任一点（可选择A点或B点）。左右推（拉）蜗杆轴，直至蜗杆齿与蜗轮齿相接触而无法推（拉）动，分别记录百分表数值，记作M1和M2，则｜M1-M2｜即为蜗轮蜗杆的齿侧间隙。
注：可使蜗杆齿对应蜗轮多个不同的轮齿，测量得到多组｜M1-M2｜数值，取平均值作为齿侧间隙值，可减小误差；｜N1-N2｜和｜M1-M2｜数值应基本一致，两者相互印证，可视具体情况采用上述两种方法。
3）齿侧间隙是由蜗轮蜗杆的加工精度来保证的，若其数值超出设计范围，则必须对相关零件进行返修，合格后方可进入装配。
（二）轴承游隙测量
1）固定蜗轮，百分表沿蜗杆轴中心方向点压在蜗杆轴A点或B点,沿顺时针和逆时针方向转动蜗杆轴，直至无法转动，分别记录百分表数值，记作K1和K2，则｜K1-K2｜即为蜗轮蜗杆传动副中蜗杆轴轴承的轴向游隙值。
注：若百分表无法准确确定端面中心，可点压在靠近中心的位置，但必须保证点压方向与蜗杆轴中心平行，且端面粗糙度不大于Ra3.2。装模高度调整装置因右端轴套封闭无法点压B点，故可将百分表点压在左端A点。
2）根据计算得到的｜K1-K2｜值，通过加垫片的方式来调整蜗杆轴左侧轴套的位置，使｜K1-K2｜值至设计要求的范围内。
在小松式机械压力机中，装模高度调整装置和拉伸垫调整装置中均有蜗轮蜗杆传动副，在装配中均可采用上述工艺对传动副相关间隙进行调整。此外，上述工艺方法同样可用于对类似传动机构的齿侧间隙和轴承游隙的质量检测。
4 结语
综上所述，本文介绍了小松式压力机装模高度调整装置的装配难点及相应的工艺方案，按照此工艺方案执行，可高效率、高质量的实现装置的装配和检测，符合图纸设计要求，保证相关产品运行稳定可靠。为今后此类传动副装置的装配和检验提供了有力的指导和借鉴。
参考文献
1吕亚臣.重型机械工艺手册.第一版.哈尔滨:哈尔滨版社,1998,6:993
2濮良贵,纪名刚.机械设计.第八版.北京:高等教育出版社,2008:307:342
论文作者:岳海龙
论文发表刊物:《科技中国》2016年5期
论文发表时间:2016/7/25
标签：蜗杆论文; 蜗轮论文; 间隙论文; 轮齿论文; 游隙论文; 百分表论文; 装置论文; 《科技中国》2016年5期论文;