1 板机跑偏的原因
板机跑偏的原因很多,如:头轮主轴与板机纵向中心线不垂直,会向如同汽车调了方向盘一样,向调转的方向跑偏;或因头轮的两链轮对称中心线与输送机纵向中心线不重合,会使输送机向偏向一侧的方向跑偏;或因头轮的主轴安装不水平,因重力的作用,会向低端的方向跑偏。这些毛病都是安装超差造成的,道理简单而直观,容易解决,只要按行业标准安装就不会出现跑偏问题。实践证明,板机跑偏的主要原因是头部传动轴上两个链轮不同步造成的。
首先介绍一下板机的结构特点。与带机极为相似,板机由头轮带动,由尾轮张紧的胶带或板带作循环运行,中间有支撑的支架,托辊或滚轮,上部承载运输物料,下部空载回程。板机不同于带机的是,板机的承载体是钢板等强固性结构,耐冲击、耐高温,是带机所不能替代。板机的承载体是由板式链条串在一起,同样是柔性结构。只不过板机的柔性是有级别的,即一节联一节,它的节距就是传动链条的节距,与之相比,带机无节距、无级。
因为板机是链条传动,那么头轮主传动轴就具有统率作用,是主轴通过轴上的两个链轮率领众板带运行。两个链轮一般都设在板带两侧,链轮间距大于板带宽度。如果两个链轮不同步,那么超前一侧的链轮就拽着板带向这一侧运行,也就向这一侧跑偏。正如平皮带传动中,主动带轮往往做成鼓形,鼓形带轮中问的直径最大,平皮带被先领向中间位置,保持正常的传动,这就是常说的“皮带跑紧”和将带轮做成鼓形的道理。
那么,造成两链轮不同步的原因又是什么呢?下面做两个方面的分析。
(1)加工制作造成的不同步,这是较为普遍的原因。为了使之同步,设计图都有明确的技术要求,要求主轴上安装两个链轮的键槽必须在同一圆柱母线上,且与轴中心线对称。一般在镗床上铣键槽比较容易做到,但也有配合方面的误差。在两链轮施工图上,也强调两链轮的轮齿相对于键槽的位置必须一致,甚至要求两链轮穿在一根镶键的轴上,一起加工轮齿,以保证其一致性。
正是这样的加工技术要求,给加工带来了困难,因传动链轮是个大件,轮毂长度都大于120 mm,虽然只有6~8个轮齿,由于节距较大,链轮的节径一般都大于500 mm,将这么两个大件串在一起加工轮齿,具体实施难度较大。
现在较为普遍的做法是用样板划线分别加工。用这种方法加工的键槽,如果一个向左偏了0.25,一个向右偏了0.25,合起来就是0.5 mm,反映到链轮节径上要放大4~5倍,成为2~3 mm的偏移量,这就足以使板机跑偏。这个例举也许有点夸大,但超前量1~2毫米则是常见的。
这种不同步超前量造成的跑偏并不严重,不至于使板机在短期内报废,这也是未引起重视的原因,但长期运行造成的后果是显而易见的,加大了运行阻力,板机上一侧滚轮的轮缘会慢慢磨损掉。
(2)主轴刚度不足造成不同步,这是个隐性原因,往往被忽略。但它有可能是造成整机报废的主要原因。当输送距离较短、负载较小、牵引力不大时,一般不需要计算主轴刚度;但负载重、牵引力大时,就必须对主轴按扭转刚度进行校核,设计手册上都有计算公式,不再赘述。
需要说明,铸造机械行业用的板机都是低速大扭矩传动,一般主轴转速为1~2 r/min,虽然功率只有几千瓦,但主轴承受的扭矩是很大的。特别是在设计中,工程技术人员往往被要求加大输送机的电机功率,有时超过计算功率数倍。迄今为止,笔者尚未遇见一个因电机功率不足而影响运行的案例。
在巨大扭矩的作用下,远离驱动一侧的链轮会因主轴扭转而其轮齿滞后,如果主轴在两链轮之间的距离上扭转了0.05度,假设两轮间距是1 500mm,链轮键槽部位的位移量是1.3 mm,反映到链轮节圆上的位移量会达到6 mm,这就使板机向驱动一侧严重跑偏了。从中可以看出,主轴必须有足够的刚度,几乎不允许产生扭转变形。
2 跑偏的预防和治理
明确了跑偏的原因,其防治办法只要对症下药就行了,首先是防患于未然。
(1)按照扭转刚度计算公式计算轴端直径,(见化工部《机械设计手册》5一19页),也可以用类比的方法,以许用牵引力作为主要依据,比如:BLTl00鳞板的许用牵引力约为50 kN,其轴端直径为110mm,BLTl20鳞板机许用牵引力约75 kN,其轴端直径为130 mm;JYBl20鳞板机许用牵引力约200kN,其轴端直径为180mm;日本新东公司的鳞板宽度1.8 m,轴端直径为200mm。鳞板输送机只有一根主轴,宁可选的重一点,可靠是最重要的。
(2)制造工艺确保两轮齿同步,主轴的两键槽在同一圆柱母线上。当下,主链轮多用钢板数控气割轮齿,焊上轮毂而成,精加工孔后插键槽,用样板仔细划键槽位置线,一般能保证精度。
(3)将装好的主轴部件放在平台上检验,按运转方向,把超前的轮齿部分修磨掉。
(4)将装在头架上的主轴两轴承座两侧加焊挡铁,将两轴承座牢牢地固定,这是参照日本某公司的做法,让轴承座螺栓免受剪力,比做定位销既简单又可靠。这方法也要用在尾架张紧座上,焊上挡铁,就固定了。
(5)总安装时,要符合行业安装标准,确保主轴轴线与鳞板纵向中心线垂直,其对称中心线与输送机纵向中心线重合。
(6)正在运行的鳞板机如果跑偏,可按照以上论述逐一分析原因,调试好后,加焊挡铁固定;如果跑偏不太严重,可用重力的方法纠偏,即:适当垫高偏向一侧的轴承座,因重力作用而偏向另一侧。实践证明,此法简单有效,因为主轴上一般是用的调心轴承,偏移几度不妨碍运转。
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