抛光机6圆磨块粗抛抛光头的改进

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。关键词圆磨块粗抛抛光头，改进，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。原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=520x49+25=1019.2r/min（3）从动齿轮转速=1019.2x25+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）=-59.72r/min（负号表示与公转方向相反）圆磨块自转线速度=^DN=^x125x（-59.72）=-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=0.5571kW3原使用情况维修费用本公司1993〜1996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）：2400x15x2次/年=72000元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改进后情况改进对策中介齿轮转速较高(1019.2r/min)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。改进后的结构见图2。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=520x42+33=661.82r/min(3)从动齿轮转速=661.82x33+43=507.9r/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”(大伞齿轮齿数・小伞齿轮齿数)=(507.9-520)x(40+15)=-32.267r/min(负号表示与公转方向相反)圆磨块自转线速度=^DN=^x125x(-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（圆磨块）自转所需功率P为:1.4285kWx0.2112=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=3x43=129mmV=nDN=nx129x12.1=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=2000x9549P+DN=2000x9549x0.3017+（129x12.1）=3691.37N4,4中介齿轮内轴承22207c的理论使用寿命计根据手册查表，22207C轴承的参数为：cr=59500N，e=0,31，Y1=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=21NFa/Fr=21/3691.37=0.0057,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):L10h=1000000x(Cr/P)w/60n=1000000x(59500/10085.8)10/3/(60x661.82)=9342.52h设每天工作22h,每月30天，则：9342.52/(22x30)=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），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-（38571.43/72000）=46.43%；（2）与长方块往复摆动精抛抛光头