摘要：当前，在我国的国民生产中，机械自动化的生产方式已经受到广泛应用，多数生产企业都依赖于机械设备进行加工制造，而在生产的过程中，机械磨损一直是多数企业比较关注的问题，作为机械核心部分的传动机构，负责为机械各机构传输动能，为机械提供运转能力，传动机构的磨损过度，是机械构造抗磨损改造的重点内容，它直接影响着机械设备结构的性能，更关乎着制造企业的生产效率，生产成本以及产品品质等多项指标。本文主要简述机械结构设计中抗磨损的改造方案
关键词：机械结构设计；抗磨损；改造措施
1、机械结构设计中抗磨损改造的意义
在机械生产中，机械磨损是常见问题，不仅影响了产品质量，还会牵连整套设备的其他部分，因此在机械结构设计中，应制定有效的改造方案，提高机械的抗磨损能力。随着机械的工作时间的延长，各个相连的零部件之间因接触而不断摩擦，零部件出现磨损现象，磨损严重时，机械安全运行受到影响，机械设备寿命降低，仅依靠机械养护与更换零部件降低机械磨损，会使成本消耗较高。
2、传动机构磨损带来的危害
当前我国生产性加工企业，已随着经济化发展进行制造模式的彻底改革，将大量的机器设备引入，负责产品的辅助加工，自动化的生产，带动了生产企业的经营效益。同时，现有生产企业已经逐渐高度依赖机械设备生产加工，进而导致机械结构出现各种磨损情况，在这其中，传动磨损对机械本身、企业生产所带来的危害最为严重。
2.1性能危害
机械设备的传动机构，由多个传动配件进行组成，作为机械结构中的重要核心部分，其承担着动力传输，动力调节的工作。传动机构一旦磨损量加大，会直接使传动机械的运转性能降低，失去对动力的调控性能，进而使机械设备无法按照指令完成相应作业。例如，在机械设备的齿轮传动结构里，齿轮的大小、尺寸因运转中高温磨损发生变化，导致齿轮之间的配合失去紧密度，形成齿距的误差偏大问题，将对机械设备的运行效率带来不良影响。
2.2生产危害
机械设备是当前大多数生产企业主要依赖的生产工具。当机械设备的传动结构发生磨损事故，则会对机械其部件的加工制造流程造成严重影响，其主要体现方面为以下几点：
2.2.1机械故障
当机械设备的传动结构磨损量超出了标准范围，会使设备的故障发生概率提高，破坏制造企业生产的持续性。
2.2.2生产效率
传动机构磨损会造成机械无法正常按指令进行加工，进而影响产品加工效率加工质量，直接造成产量降低，产品返工处理次数增多，企业生产效率降低。
2.3安全危害
机械设备零配件磨损超出标准范围，容易引起机械零部件瞬间性脆裂现象，使机械在运转途中发生突发性故障，将机械内部机构动力传输秩序扰乱。例如设机械备中的链传动，链传动是以链条来带动齿轮进行运转，当链条和齿轮发生过度磨损，会降低二者之间配合的紧密型，最终导致金属链条断裂，引起机械设备突发性故障。另外，若机械设备正处于高速运转途中，金属链条断裂飞出，对机械设备的其他零部件，甚至是操作人员的人身安全都会造成巨大安全隐患。
3、机械结构设计中抗磨损措施
3.1齿轮传动抗磨损设计改造
一般来说，齿轮传动由2个大小不同的齿轮配件构成（图1），且依据一定的比例，对齿轮、齿槽、端面、法面、齿顶圆或者齿根圆等参数进行设计。齿轮主要用于传递动力，容易磨损并影响设备的操控性能，导致故障的发生。目前，齿轮主要分为闭式齿轮和开式齿轮两种，不同形式应采取合理的抗磨损设计方案。
（1）闭式齿轮传动。机械设备的齿轮传动结构因齿轮需要长期接触产生摩擦力，部分机械能会转变为热能，金属配件在机械能热量释放过程中也会产生较高温度，最终引起齿轮磨损。因此，对闭式齿轮而言，提高齿轮的抗疲劳强度，是提高抗磨损性能的关键，通过提升齿轮的强度性能可实现抗磨损功效。如选用高强度金属材料能够显著提升齿根弯曲疲劳强度。如果2个齿轮都属于硬齿面，还要结合设备状况，设计合理的抗磨损方案（2）开式齿轮设计改造。开式齿轮也是机械设备中常用的传动形式。由于开式齿轮完全暴露在外，在没有保护状态下运转，如果不做好保养和清理工作，齿轮产生灰尘和碎屑，容易导致齿轮磨损。主要抗磨损措施：一是结合企业生产实际，对模数进行一定的增加；二是进行润滑处理；三是相关材料应用热处理技术。
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图1齿轮传动结构 图2链传动结构形式
3.2链传动抗磨损设计改造
链传动结构受力载体主要为2个链轮，如图2所示。一般链条链轮状态固定，传动时会出现松动或移位现象，高速运转中还可能出现突然断裂现象。因此在进行链传动的抗磨损设计时，主要考虑链轮齿数和链条节距两方面因素。
（1）链轮齿数设计改造。链传动抗磨损设计需要遵循2个原则：①确保链传动的平稳性；②确保链传动的荷载能力。机械设备链条和链轮之间的摩擦力直接受制于荷载的大小，因此需要适当降低链传动荷载，提升链轮的抗磨损能力。选取较高强度的金属材料作为原材料，应用合理工艺确保链传动的平稳性和安全性。此外，链条齿数为奇数，链节和链轮均能得到较好的啮合，并且能均匀分摊磨损，提升链条和链轮之间的抗磨损能力。若链轮齿数和链条的节数为质数，且链条节数为偶数，则需要对链条的承受力进行计算，选取适宜的链轮规格，既要保证设备的有效传输，还要提升设备的抗磨损水平。（2）链条节距设计改造。链条节距增大，链传动结构能发挥更大的荷载性能，但实践中，随着节距的增加，链条和链轮的摩擦力也显著增加，在机械长期运转过程中，容易损害传动配件，进而影响设备的正常使用。因此，选取节距较小的链条，可以显著提升链传动的抗磨损性能。
结束语
对于现在的机械设备来说，转动结构也就是十分关键的部分，承担着动能有效的传输的重任，同时也发挥了结构运转的作用。机械结构工作过程中磨损也就是十分常见的问题，在对转动设备结构设计的时候也就要有效的抗磨损方案，并制定抗磨损的优化方案，对于这种问题的处理也就关系到整套机械设备的安全运行和有效运行的问题，需要我们不断的研究，更好的提高机械结构设计中抗磨损的效率。
参考文献
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论文作者:徐哲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：磨损论文; 齿轮论文; 机械论文; 机械设备论文; 链条论文; 链轮论文; 抗磨损论文; 《基层建设》2019年第27期论文;