CC BY
15
ВI СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ
Вип.№ 16
2006 р.
УДК 621.83
Нечепуренко A.B.1, Маргулис М.В 2
РАЗРАБОТКА ПРИВОДА МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК С ОДНОВОЛНОВОЙ СИЛОВОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
На примере привода машины непрерывного литья заготовок рассмотрен один из возможных вариантов эффективного использования в металлургическом оборудовании предложенных авторамп конструкций силовых одноволновых зубчатых передач.
В настоящее время волновые зубчатые передачи (ВЗП) недостаточно широко используются в металлургических машинах, несмотря на их несомненные преимущества [1]. Одним из объектом для рационального применения одноволновых зубчатых передач, имеющих наибольшее передаточное отношение в одной ступени, является привод вращения поддерживающих роликов зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья слябовых заготовок. К нему предъявляются следующие требования:
- минимальные габаритные размеры из-за малых размеров шагов между роликами;
- большое передаточное отношение, как следствие низкой частоты вращения роликов;
- возможность передачи значительных вращающих моментов.
В настоящее время в этом приводе используется четырехступенчатый планетарный редуктор конструкции ПО «Уралмаш» с габаритными размерами 700 х 600 х 550 мм и массой 164 кг, общий вид которого представлен на рис. 1 [2] .
*0 117 3S 200 fS 21S 83
Рис. 1 - Планетарный редуктор конструкции ПО «Уралмаш»
Цель работы - минимизация массогабаритных характеристик и повышение КПД привода МНЛЗ посредством предложенной нами конструкции ОВЗП, отвечающей изложенным выше требованиям.
1 ОАО МК Азовсталь . канд. техн. наук
2 ПГТУ, д-р техн. наук, проф.
В основу конструкции положена принципиальная схема уравновешенной ОВЗП с подвижным гибким колесом [3].
Исходными данными для разработки конструкции приняты: передаточное число - 1 = 696,7;
частота вращения входного вала - п вх = 1170 об/мин ; вращающий момент на выходном валу Т вых = 5,7 кН м , Конструкция разработанного редуктора с ОВЗП представлена на рис. 2.
Рис. 2 - Редуктор с одноволновой силовой зубчатой передачей
Передача состоит из корпуса 1, жесткого зубчатого колеса 2, соединения гибкого зубчатого колеса 3, подкладного кольца 4, узла генератора волн 5 и узла выходных звеньев 7 .
Жесткое зубчатое колесо (ЖЗК) 2 неподвижно установлено в корпусе 1, представляющем собой толстостенную трубу, и фиксируется по наружному диаметру при помощи болтов.
Гибкое зубчатое колесо (ГЗК) 3 выполнено в виде тонкостенного стакана без дна, на одном конце которого выполнен наружный волновой зубчатый венец, а внутри ГЗК с нулевым зазором установлено подкладное кольцо 4. На другом краю ГЗК на внутренней поверхности выполнен шли-цевый зубчатый венец, посредством которого ГЗК через двойную зубчатую муфту 6 взаимодействует с узлом выходных звеньев 7.
В связи с тем, что передача имеет наибольшее передаточное отношение в одной ступени при относительно небольшом для волновых передач вращающем моменте предлагается использовать генератор волн, в котором один диск используется непосредственно для создания волнового зацепления, а другой - создает силовое уравновешивание узла генератора волн и передачи в целом. Диски генератора аналогичны по конструкции и установлены эксцентрично относительно оси вращения входного вала 8, при этом диск 9 установлен с возможностью контакта с беговой дорожкой корпусной втулки 10, а диск 11 - со внутренней поверхностью подкладного кольца 4 .
Работа редуктора осуществляется следующим образом.
С входного вала 8 вращающий момент передается на диск 11 генератора волн 5. Далее посредством диска 11, деформирующего соединение ГЗК 3 - подкладное кольцо 4, создается волновое движение зубьев ГЗК относительно зубьев ЖЗК. Преобразованный вращающий момент передается ГЗК через двойную зубчатую муфту 6 на блок выходных звеньев 7 и исполнительный механизм.
Особенностью предложенного механизма является оригинальное функциональное использование генератора волн полупринудительной деформации с двумя дисками, что позволяет минимизировать маховый момент, динамические нагрузки в передаче и увеличить надёжность механизма.
Основные параметры редуктора с ОВЗП определялись по зависимостям [1], разработанным авторами для уравновешенных одноволновых силовых передач с учетом специфики напряженно-деформированного состояния ГЗК ОВЗП [4].
Для данного привода в результате проектирования получены следующие параметры: число зубьев гибкого колеса - Zg = 696; число зубьев жесткого колеса - Zb = 697; модуль волнового зацепления - m = 0,4 мм; средний диаметр гибкого колеса - d =278,4 мм, при этом редуктор будет иметь габаритные размеры 390 -350 - 360 мм и массу 76 кг. Полученная масса привода с ОВЗП в 2,16 раза меньше массы ныне используемого привода, габаритные размеры меньше в 1,8 раза.
Ранее опытный образец редуктора с одноволновой силовой передачей с аналогичными параметрами испытывался на производственной базе ОАО «Азовмаш» при рабочей нагрузке в течение 5-10 циклов и показал высокие технико-эксплуатационные характеристики (высокий КПД, низкие уровни шума и вибрации) [5].
Таким образом, использование привода с ОВЗП существенно улучшает технико-экономические характеристики существующего привода роликов MHJ13. При этом, следует отметить, что создание и исследование нового опытно-промышленного образца привода с ОВЗП позволят испытать его в производственных условиях и оптимизировать конструкцию с целью улучшения эксплуатационных характеристик.
Выводы
Использование одноволновой силовой зубчатой передачи, как показано в предложенном варианте, позволяет получать наибольшие передаточные отношения в одной ступени, что применительно к тяжелонагруженным приводам металлургического оборудования существенно сокращает массогабаритные характеристики передаточных механизмов, улучшает эксплуатационные характеристики, обеспечивает высокий уровень надежности и ремонтопригодности.
Перечень ссылок
1. Волков Д.П. Волновые зубчатые передачи / Д.П.Волков, А.Ф.Крайнев, М.В.Маргулис-К.: Техника , 1976 - 222 с.
2. Нисковских В.М. Машины непрерывного литья слябовых заготовок / В.М. Нисковских, С.Е. Карлинский, А. Д. Беренов- М.: Металлургия , 1991 - 272 с.
3. Пат. 13958А №94040921 Украина, МКИ 5F 16Н 1/00. Одноволновая передача.
4. Нечепуренко A.B. Методика расчета на прочность гибкого колеса силовой одноволновой зубчатой передачи /A.B. Нечепуренко, М.В Маргулис II Вюник Приазов. держ. тех. ун-ту: 36. наук. пр. - Mapiynonb, 2000. - Вип.9. - С. 110-113.
5. Нечепуренко A.B. Силовая одноволновая зубчатая передача: Автореферат ... канд. техн. наук. - Луганск: ВУНУ, 2000. - 200 с.
Статья поступила 20.03.2006
