抛光机6圆磨块粗抛抛光头的改进

1、抛光机6圆磨块粗抛抛光头的改进 摘 要 笔者对 6圆磨块粗抛抛光头进行了改进， 选用了 合理的自转速度， 在不需降低功率的条件下， 提高了易损轴承的 承载能力，延长了每次维修后的正常使用时间、 降低了维修费用、 提高了生产效率。 1 前言 瓷质抛光砖是新兴起的新型建筑装饰材料， 因具有抗磨、 防 污、耐腐蚀、光洁豪华等一系列优点而倍受人们喜爱。抛光是瓷 质抛光砖生产工序中的重要生产工序， 粗抛作业量约占抛光工序 50%左右。如何延长 6 圆磨块粗抛抛光头的正常使用时间，降低 维修时间、费用是生产中急需解决的问题。 2 原有状况 2.1 原结构及工作原理 原圆磨块粗抛抛光头结构见图 1：有主动齿

2、轮 49 齿，中介 齿轮 25 齿两件，从动齿轮 49 齿，大伞齿轮 41 齿，小伞齿轮 14 齿。 其工作原理为：主轴由上轴带动并以 520r/min 的速度作圆 周运动，由气缸带动作上下运动控制磨削压力大小； 6 圆磨块粗 抛抛光头的磨块作复合运动，其一是随主轴作以主轴为中心的 520r/min 的圆周运动（即公转）；其二是由主从齿轮间差速使 大伞齿轮转速不等于主轴转速， 形成大伞齿轮驱动 6 个小伞齿轮 轴，使 6 圆磨块各以小齿轮轴为中心作自转。 自转作用是使整个 磨块磨削均匀呈圆柱体； 保持磨块与砖面线接触， 克服磨块呈板 块状碰裂砖边。 2.2 原各齿轮的速度及圆磨块自转功率 （1

3、） 主动齿轮转速 =主轴转速 =520r/min （2）中介齿轮转速=520X 49一 25 =1019.2r/mi n （3）从动齿轮转速=1019.2 X 25-51 =499.608r/min 从动齿轮（使磨块自转）当量转速 =499.608-520=-20.392（ 负号表示与公转方向相反 ） （4）小伞齿轮自转转速 （ 即圆磨块自转转速 ） =（从动齿轮转速-主动齿轮转速）X （大伞齿轮齿数小伞 齿轮齿数 ） =（499.607- 520） X （41 -14） =-59.72 r/min（ 负号表示与公转方向相反 ） 圆磨块自转线速度=n DN=t X 125X（ -59.72）

4、=-23451.989mm/min =-0.39m/s （圆磨块平均中径约 125mm） （5） 在正常操作气压下，经实际测算圆磨块转速为 1m/s 时所需功率为1.4285kW（暂不考虑方向，设齿轮传动效率100%） 小伞齿轮（圆磨块）自转所需功率为 : 1.4285kWX0.39=0.5571kW 3 原使用情况 3.1 维修费用 本公司19931996年间共引进三条意大利抛光机生产线 , 其中 6 圆磨块粗抛抛光头每线 5个，三条线共 15个；抛光机每 天工作约22h，经一段时间使用发现该圆磨块粗抛抛光头较易损 坏，维修周期约 6 个月。易损坏零配件包括 49 齿主动齿轮， 25 齿中介

5、齿轮两件， 51 齿从动齿轮；中介齿内 30205 圆锥滚子轴 承 4 件。每个每次维修费用约 2400 元。15 个圆磨块粗抛抛光头 年维修费用为（常用易损件）： 2400X 15X2 次/ 年=72000 元 3.2 损坏特点 维修过程中发现中介齿内 30205 圆锥滚子轴承磨损严重， 且 在初始微磨损时不易作重新轴向调紧，导致 25 齿中介齿轮支承 固定不良，与主、从齿轮啮合不好，从而使各齿轮损坏；从齿轮 损坏痕迹看， 首先齿轮表面有较深磨损痕迹， 其次就是损坏中介 齿内 30205 圆锥滚子轴承并导致扫齿顶。 4 改进后情况 4.1 改进对策 中介齿轮转速较高（ 1019.2 r/mi

6、n ）时，中介齿轮工作功率 较大（0.5571kW）;中介齿轮内30205圆锥滚子轴承磨损严重。 决定适当调低主、 从齿轮间差速以降低磨块自转功率； 并降低中 介齿轮转速;调整为主动齿轮 42 齿，中介齿轮 1 件 33 齿，从动 齿轮43齿；中介齿轮内轴承改为22207C调心滚子轴承；调整大 伞齿轮为 40 齿，小齿伞齿轮为 15 齿。 4.2 改进后的结构 见图 2。 4.3 改进后各齿轮的速度及圆磨块自转功率 （1） 主动齿轮转速 =主轴转速 =520r/min （2）中介齿轮转速=520X 42 - 33=661.82r/mi n （3）从动齿轮转速=661.82 X 33-43=50

7、7.9r/min 从动齿轮（使磨块自转）当量转速 =507.9-520 =-12.1r/min（ 负号表示与公转方向相反 ） （4）小伞齿轮自转转速 （ 即圆磨块自转转速 ） =（从动齿轮转速-主动齿轮转速）X （大伞齿轮齿数小伞 齿轮齿数 ） =（507.9-520） X （40 一 15） = -32.267r/min（ 负号表示与公转方向相反 ） 圆磨块自转线速度=n DN=n X 125X（-32.267） =-12671.09mm/min = -0.2112m/s （5）正常操作气压下实测圆磨块 1m/s 所需功率为 1.4285kW（暂不考虑方向，设齿轮传动效率100%） 小伞齿轮

8、（圆磨块）自转所需功率 P 为:1.4285kW X 0.2112=0.3017kW （6）从动齿轮（使磨块自转）的当量圆周力 从动齿轮（使磨块自转）当量线速度 : 从动齿轮直径=MZ=3 43=129mm V= n DN=t X 129X 12.1=4903.71mm/min 根据手册公式，从动齿轮（使磨块自转）的当量圆周力为 : Fr =2000 X 9549P- DN =2000X 9549X 0.3017 一 （129 X 12.1）=3691.37N 4.4中介齿轮内轴承22207C的理论使用寿命计算 根据手册查表，22207C轴承的参数为：Cr=59500N, e=0.31， Y1

9、=2.1 （1）以中介齿轮自重Fa=21N计算当量动负荷作用在轴承 上的轴向负荷， 考虑到作用在轴承上的轴向负荷分布不均匀， 设 轴向力系数为 2，则： 单个轴承轴向力 =2Fa/2=21N Fa/Fr=21/3691.37=0.0057 e Pr=Fr+Y1Fa=3691.37+2.1X21=3735.47N 当量动负荷为 :P=FmFdFr 根据手册查表，力矩负荷系数Fm=1.5,冲击负荷系数Fd=1.8 当量动负荷为 :P=1.5X1.8X3735.47 =10085.769N 10085.8N （2）轴承22207C的理论使用寿命计算 根据手册公式（查表滚子轴承 =10/3 ）: L1

10、0h=1000000X (Cr/P) /60n =1000000X (59500/10085.8)10/3/(60 X 661.82) =9342.52h 设每天工作22h，每月30天，则： 9342.52/(22 X 30)=14.1553 月14 个月 4.5 圆磨块粗抛抛光头改进后的维修费用及损坏特点 (1) 维修费用 1997 年下半年至 2001 年末的使用维修情况为抛光机每天工 作约22h，改进后的维修周期平均值为10.5月；(每线5个粗 抛抛光头，第 1 、2 个约为 10 个月 / 次；第 3、4、5 个约为 11 个 月 / 次。第 1、2 个粗抛抛光头的工作磨擦力稍大些)，

11、易损件为 42齿主动齿轮 1 件、 33齿中介齿轮 1 件、 43齿从动齿轮 1 件、 中介齿轮里22207C调心滚子轴承2件；一个配件每次维修费用 约 2250元，则 15个圆磨块粗抛抛光头年维修费用 (常用易损件) 为： 15X2250X12/10.5=38571.43 元 (2) 圆磨块粗抛抛光头改进后的损坏特点 42 齿主动齿轮、 33 齿中介齿轮、 43 齿从动齿轮的磨损比较 均匀；22207C轴承内、外圈有磨损，轴承保持架磨损，使各齿 轮工作响声变大；尚未出现扫齿顶现象。 5 安装使用注意问题 (1)安装中介齿轮内22207C轴承时需调节好轴向松紧度， 轴向紧定螺栓需加涂紧固胶防止松脱； 要调节好中介齿轮内中垫 圈厚度，使中介齿轮与主、从齿轮啮合相对应； （ 2） 定时定量给圆磨粗抛抛光头加润滑油，密切注意圆磨 粗抛抛光头的运转情况，发现异常响声、振动需及时处理，防止 发生大故障。 6 结 束 语 （1） 圆磨块粗抛抛光头改进后的使用周期比原来增加： （10.5-6）/6=75% ，圆磨块粗抛抛光头改进后年维修费用比原来节 约（常用易损件）： 1- （3