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        漸開線扶梯齒輪箱驅動主機的應用及其優點

        2015-04-22 10:15:52 保定格魯夫機械有限公司 www.christiandailyworld.com 點擊數:
        漸開線扶梯齒輪箱驅動主機的應用及其優點

             早在1900年,美國OTIS公司就制成了世界第一臺電動扶梯。隨著中國改革開放的深入,安全、舒適的自動扶梯這個在我國20多年前并不常見的“洋玩意”,已經遍布全國商場、賓館、展館、機場、碼頭、火車站、地鐵公共場所。
          早在1900年,美國OTIS公司就制成了世界第一臺電動扶梯。隨著中國改革開放的深入,安全、舒適的自動扶梯這個在我國20多年前并不常見的“洋玩意”,已經遍布全國商場、賓館、展館、機場、碼頭、火車站、地鐵公共場所。
          當前,全球能源短缺,而我國又是一個能源消耗大國,隨著扶梯的普及,其節能問題迫在眉睫。扶梯節能除了電器運行控制系統的用電以外,驅動主機本身的效率高低必須首先考慮。
          扶梯驅動主機傳動結構形式主要有以下幾種:
          一、電機蝸輪蝸桿副-一級漸開線圓柱斜齒輪副-輸出軸+鏈輪
          二、電機漸開線行星齒輪箱輸出直聯梯級鏈輪
          三、電機-兩級或三級漸開線圓柱斜齒輪副-輸出軸+鏈輪
          四、電機蝸輪蝸桿副-輸出軸+鏈輪齒輪
          五、電機-V形帶輪-兩級漸開線圓柱斜齒輪副-輸出軸+鏈輪
          在所有的機械傳動中,任何驅動部件的主要功能耗損都取決于它自身的效率和所配用的電動機(或其它原動機)的工作效率,一般的說效率越高就越省電、就越節能。目前,國內的電動機生產廠家所生產的扶梯專用電動機,效率一般都在85%左右,如何提高電動機的效率及電動機的節能控制,這里就暫且不談。接下來就不同結構扶梯驅動主機的工作效率,進行比較而分析節能的效果,淺談一下個人看法。
          由于扶梯、人行道的特定工況,驅動主機大都采用減速傳動裝置,對驅動主機的要求也必須滿足:少次數空載啟動、連續運行、傳動比恒定、運行速度低、工作沖擊小、體積載荷大、結構緊湊、傳動效率高、振動小、噪音低、具有正反轉相同的運行特征。
          驅動主機常用的基本傳動結構目前主要有上述提到的五種,哪些是比較優良的嚙合傳動機構,有哪些不同的傳動特點影響工作效率和節能?試比較如下:
          普通(圓柱)蝸桿蝸輪副傳動常見的有ZA、ZI、ZN、ZK幾種,適用在輸入軸及輸出軸空間交錯角∑=90°的傳動場合。ZI這種漸開線圓柱蝸桿用平面砂輪磨削,可以獲得較高的齒形精度和齒面質量,應用比較普遍。蝸桿蝸輪副傳動,減速比大、結構緊湊、工作平穩、噪聲低、傳動鏈短,適用于扶梯驅動主機的動力驅動。當蝸桿的螺旋升角λ小于3°~5°時,蝸桿蝸輪傳動具有自鎖性。作為驅動主機可以防止扶梯發生高速滑車現象的發生,但此時的蝸桿效率僅為45%左右,甚至會更低。當蝸桿的頭數越多、螺旋升角越大時,蝸輪蝸桿副的傳動效率就越高,但是在蝸輪滾刀的螺旋升角大于30°的時候,滾刀的制造已經非常困難。
          無論哪一種蝸輪蝸桿,就傳動效率而言,它的最大缺點是由它所固有的傳動特性所決定的。
          蝸輪蝸桿副在中間平面內的嚙合相當于斜齒條的嚙合,嚙合運動是以較大的相對滑動為主并伴有相對滑動與相對滾動的復合嚙合運動,滑動摩擦系數比滾動摩擦系數大的多,一部分滑動摩擦的能量轉化成為熱能。輪齒從進入嚙合到退出嚙合,是蝸桿螺旋面相對滑掃蝸輪全齒的過程,因此蝸輪蝸桿副具有工作平穩、振動小、噪聲低的嚙合特征,因以滑動為主,蝸輪應采用耐磨和減磨的合金材料。在不同的潤滑條件下,初始的干摩擦及邊界摩擦、液體摩檫形成混合摩檫狀態。在重載工況下,蝸輪蝸桿副的嚙合發熱量大,磨損快,傳動效率低,功率損耗大。大家都知道,所有的蝸輪蝸桿驅動主機運行3個月至半年后都要求進行換油。在換油過程中,會發現油池中有大量的蝸輪材料磨損沉淀的細粉,可見它的磨損是多么的快速和嚴重,因此重載蝸輪蝸桿驅動主機的精度保持性也不易持久。另外,蝸輪蝸桿制造工藝水平要求比較高,需要高精度的加工機床、精密測量儀器、專用的滾刀、工裝。對加工、裝配、接觸調整的技術水平要求也比較高。蝸輪的材料也比較昂貴。由于蝸輪蝸桿,箱體,軸件等零件的制造精度誤差,整機裝配的誤差,致使蝸輪蝸桿副的實際工作效率很難達到較高的理論效率,一般只有70%左右,因之,能耗較大。點焊機
          對于蝸輪蝸桿結構扶梯驅動主機,如果采取合理的結構及參數設計,合理的配對選材,必要的熱處理,良好的潤滑降溫,以達到提高減磨耐磨、抗膠合、抗點蝕、提高綜合機械強度的能力,則蝸輪蝸桿驅動主機的承載能力、傳動效率將得到較大提高,并可延長其使用壽命。在有設備加工、計量檢測,對嚙跑合等工藝手段具備的條件下,驅動主機如果采用平面二次包絡環面蝸桿傳動,將可較大地提高蝸輪蝸桿副的承載能力和傳動效率。
          公元1765年,俄國科學院院士歐拉提出把漸開線齒廓用于齒輪傳動。公元1829年,第一部插齒機的誕生使精密傳動漸開線齒輪加工得以實現。一百多年以來,漸開線齒輪傳動(以下簡稱齒輪傳動)是機械傳動中應用最廣泛,機械傳動效率最高的一種傳動形式,它具有其它機械傳動形式所不可替代的優點,如傳動比恒定、傳動比和速度范圍大、結構緊湊,傳動功率和扭距大、傳動精度高、重量輕、體積載荷大、工作安全可靠、壽命長、種類多。但是,作為扶梯的驅動主機,工作平穩性好、噪音強度低的要求,使得它的最大難點在于齒輪加工要有更高的質量精度要求
          齒輪傳動的用途是傳遞動力或傳遞運動。一般地講,齒輪是同時起著這兩種作用的,但有著主次之分,如滾齒機、磨齒機、測量儀器中的齒輪是以傳遞運動為主,汽輪機、軋鋼機中的齒輪是以傳遞動力為主。而扶梯齒輪箱驅動主機同時起著減速及傳遞動力的作用。
          漸開線齒輪的精度考核有三個方面:運動精度、工作平穩性、接觸精度。
          漸開線扶梯驅動主機對減速比精度的要求并不嚴格,只求恒定。但對工作平穩性及接觸精度都有很高的要求,因為這直接關系到扶梯運行的工作平穩性,低噪音以及可靠安全的承載能力和理想的使用壽命。
          QCTJ160漸開線扶梯齒輪箱驅動主機精度保持性長、振動小、噪音低、效率高(整機效率達到80%以上)、承載大、外形美觀、結構緊湊、節能環保,尤其是高強度的剛性傳動能保證它的使用安全可靠、壽命長,抗災害、耐灰砂雨淋等惡劣環境的工作能力特別強,經跟蹤類似齒輪箱,連續使用三年,運行可靠。測量齒輪公法線僅有很小的磨損,噪音、振動均沒有大的變化。故障少、維修率低,有利于扶梯的舒適性,延長了扶梯的使用年限,節省了資金和費用,最大程度地有利于終端客戶的切實利益,保證了客戶正常安全使用,受到了廣大電梯終端用戶的信賴。
          曾經有一位電梯行業資深專業人士在文章中說過:“齒輪傳動作為驅動機的主傳動機構,在目前的條件下,要優于其它機械傳動形式,是“最佳方案”。但這個結論并不排除齒輪傳動與其它機械傳動的混合應用“。
          蝸輪蝸桿斜齒輪扶梯驅動主機,綜合了蝸輪蝸桿斜齒輪兩方面的優點及傳動特性,應用比較廣泛,但仍然存在蝸輪蝸桿傳動效率低,磨損快的不足之處。
          QCTJ160漸開線扶梯齒輪箱驅動主機由專用電動機,經帶輪和包布窄V帶傳動齒輪箱。其中帶輪的的制造、安裝使用、窄V帶的選型,產品品質等都直接關系到主機的正常使用,而合理的選用潤滑油同樣關系到齒輪箱的正常運行和使用壽命。如果使用電機-兩級或三級漸開線圓柱斜齒輪輸出軸+鏈輪結構扶梯驅動主機更將體現齒輪傳動的優越性。
          漸開線行星齒輪傳動扶梯驅動主機具有重量輕、體積小、結構緊湊、體積載荷大、傳動比大、效率高等諸多優點,是漸開線齒輪傳動機構中的佼佼者。這種齒輪傳動結構的技術工藝水平要求高,設備資金投入多,制造難度大,成本高,對行星輪、太陽輪、行星架(轉臂)的制造精度品質要求特別嚴格,否則將造成驅動主機較大的振動和噪音。
          漸開線行星齒輪扶梯驅動主機從性價比的角度來看,由于成本造價比較高,自動扶梯用戶從資金投入方面考慮將會選擇性的使用,目前用量不會太大,但是它的技術含量高,是一種比較特殊的結構,有廣闊的發展前景。
          無齒曳引機應用在扶梯驅動主機上尚有許多不足之處,如能耗大、造價高、過熱失磁、維修不便等,只能觀其今后的技術發展。
          在當前全球能源消費急劇上升之際,電梯曳引機行業激烈竟爭的嚴峻形勢下,陜西秦川機械發展股份有限公司秦川曳引機廠推出的漸開線扶梯齒輪箱具有效率高節能,用油量少,故障率低,使用壽命長等優點。雖然漸開線扶梯齒輪箱驅動主機有設備儀器投資費用大,技術質量要求苛刻,加工精度可控性要求較高的不足,但隨著眾多不可比擬的優點與實惠被越來越多的自動扶梯,自動人行道用戶所熟知,漸開線扶梯齒輪箱驅動主機必將在電梯行業得到充分認可和更廣泛的應用。

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