朱衛(wèi)波 朱濤

摘 要：本文針對(duì)V型輥道輸送機(jī)在使用過程中的十字軸萬向節(jié)聯(lián)軸器的失效問題進(jìn)行分析，并提出了改進(jìn)措施。此次改進(jìn)不僅優(yōu)化了V型輥道輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)也為同類設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了一定的借鑒和參考，避免類似的問題再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：V型輥道輸送機(jī)；十字軸萬向節(jié)；失效

中圖分類號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

V型輥道輸送機(jī)是一種新型的專門用來輸送胎坯的輥筒輸送機(jī)。輸送機(jī)采用雙排輥筒，V型布置，使輥道形成V型截面，這樣可以避免胎胚在傳輸過程中，胎胚止口與輸送滾筒表面直接長時(shí)間接觸，導(dǎo)致胎胚嚴(yán)重變形。但是，這種新型輸送機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，十字軸萬向節(jié)頻繁發(fā)生螺紋連接銷釘脫落、十字軸表面磨損的現(xiàn)象。

1 V型輥道輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該V型輥道輸送機(jī)采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過蝸輪蝸桿減速機(jī)降速，然后由鏈條傳動(dòng)將動(dòng)力輸入到動(dòng)力分配裝置，經(jīng)過動(dòng)力分配裝置將動(dòng)力轉(zhuǎn)化成雙側(cè)等功率輸出，再通過十字軸萬向節(jié)將動(dòng)力傳遞給兩側(cè)的主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒另外一端安裝雙鏈輪，最后通過等距鏈條帶動(dòng)其他滾筒連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

2 十字軸萬向節(jié)的失效分析

2.1 十字軸萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)特性

2.1.1 萬向節(jié)運(yùn)動(dòng)特性分析

十字軸萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示，主動(dòng)軸、從動(dòng)軸上的萬向節(jié)叉 1、3 中間的十字軸2分別以鉸鏈連接，當(dāng)兩軸有角位移時(shí)，萬向節(jié)叉1、3繞各自軸線回轉(zhuǎn)，而十字軸則做空間運(yùn)動(dòng)。

兩軸軸間角α不等于零時(shí)， 任一瞬時(shí)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角Φ1與從動(dòng)軸轉(zhuǎn)角Φ2，如圖3所示。在垂直主動(dòng)軸1的平面上投影，主動(dòng)軸叉上 A 點(diǎn)的軌跡為一實(shí)際大小的圓，從動(dòng)軸叉上 B 點(diǎn)的軌跡為一橢圓。由于 OB垂直 OA，因此，當(dāng)主動(dòng)軸叉轉(zhuǎn)過角Φ1，在投影面上A0 點(diǎn)轉(zhuǎn)至 A′點(diǎn)，而 B0點(diǎn)轉(zhuǎn)至B1′點(diǎn)， O1′B1′與 0′A′仍保持垂直關(guān)系，即∠ B0O′B1′=Φ1。而從動(dòng)軸叉上 B 點(diǎn)實(shí)際轉(zhuǎn)角Φ2，可將 OB1所在平面轉(zhuǎn)過角α使與 OA所在平面重合，此時(shí) OB1成為 OB1″， B1″點(diǎn)所對(duì)中心角∠ B0O′B1″即為從動(dòng)軸角Φ2，由幾何關(guān)系可得tanΦ2 = tanΦ1/cosα或 cosα=tanΦ1/tanΦ2 。

式中：

α—主、從動(dòng)軸間的軸間角。

由圖3可得出主、從動(dòng)軸之間的角速度關(guān)系式

由關(guān)系式中主、從動(dòng)軸角速度比值和主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系可得：

從動(dòng)軸角速度最大值為：

從動(dòng)軸角速度最小值為：ω2min=ω1·cosα

2.1.2 V型輥道輸送機(jī)的萬向節(jié)的輸入和輸出特性值

電機(jī)轉(zhuǎn)速：n0=1430rpm

減速機(jī)減速比：u0=6.8

鏈條傳動(dòng)減速比：

（主動(dòng)鏈輪齒數(shù)z1=14；從動(dòng)鏈輪齒數(shù)z1=21）

主、從動(dòng)軸的軸間角：α=25°

萬向節(jié)的輸入角速度：

萬向節(jié)的輸出角速度，其最大值為

其最小值為

ω2min=ω1·cosα=140.2×cos25=127.1rpm

2.2 輸送機(jī)中十字軸聯(lián)軸器的損壞原因

由上面的分析，可知單節(jié)十字軸聯(lián)軸器的從動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，主、從動(dòng)軸的軸間角（α ≤ 45°）一定的情況下，角速度隨著主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角Φ1的不斷增大而呈現(xiàn)出周期性變化。這樣就使聯(lián)軸器里的十字節(jié)銷軸受到交變力，最終導(dǎo)致十字銷軸的緊固螺釘經(jīng)常松動(dòng)或脫落。

3 輥道輸送機(jī)的改進(jìn)措施

由于單節(jié)十字軸聯(lián)軸器在傳動(dòng)工程中，從動(dòng)軸的角速度是不斷變化所造成的十字節(jié)銷軸脫落，可根據(jù)輸送機(jī)的實(shí)際情況，選擇一款小型的球籠式等速聯(lián)軸器，來替代不等速的十字節(jié)聯(lián)軸器，從而改善頻繁維修聯(lián)軸器這種狀況。

結(jié)語

在萬向節(jié)聯(lián)軸器的軸間角α不等于零的情況下，其從動(dòng)軸具有不等速的運(yùn)動(dòng)特性，不僅速度周期性波動(dòng)，傳遞的功率也損失一部分，且隨著軸間角的增大，角速度的波動(dòng)也增大，傳遞的功率的損失也更多。在實(shí)際應(yīng)用中，盡量避免使用單節(jié)十字軸萬向聯(lián)軸器，而選擇球籠式的等速聯(lián)軸器。

改進(jìn)后的“V”型輥道輸送機(jī)，由于聯(lián)軸器的輸入和輸出角速度的等速性，“V”型排布的滾筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輪胎胎坯在“V”型輥道中傳送更加的平穩(wěn)流暢，同時(shí)大大減少了聯(lián)軸器維修頻率，提高了生產(chǎn)效率，為輪胎胎坯的自動(dòng)化輸送提供借鑒，有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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