機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)論文
時(shí)間:2022-08-11 02:44:18
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1影響機(jī)械傳動(dòng)能耗的因素
機(jī)械設(shè)備是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)施,用其取代人工參與生產(chǎn)活動(dòng)具有實(shí)用性特點(diǎn),幫助企業(yè)解決高難度生產(chǎn)操作任務(wù)。隨著工業(yè)生產(chǎn)與制造規(guī)模擴(kuò)大化,機(jī)械設(shè)備工作期間產(chǎn)生的能耗系數(shù)越來越大,這與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)效能存在直接關(guān)系。對(duì)機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生影響的主要因素有:(1)結(jié)構(gòu)因素。當(dāng)前,機(jī)械設(shè)備已廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域,在工業(yè)制造與生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用,自動(dòng)化控制系統(tǒng)是主要模式。不同機(jī)械設(shè)備對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求不一樣,機(jī)械傳動(dòng)能耗系數(shù)過大,很大一部分原因是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理,機(jī)械零部件配合系數(shù)低,導(dǎo)致整臺(tái)設(shè)備運(yùn)行速率地下。機(jī)械傳動(dòng)有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等不同方式,若傳動(dòng)結(jié)合組合不科學(xué)則會(huì)影響工作效率。(2)操作因素。實(shí)際應(yīng)用階段,操作人員掌控設(shè)備方法不標(biāo)準(zhǔn),容易造成機(jī)械零部件損耗過大,傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行帶來的能耗量過大。例如,數(shù)控機(jī)床操作人員對(duì)主軸控制不穩(wěn)定,傳動(dòng)部件啟動(dòng)后出現(xiàn)磨損,整臺(tái)機(jī)床工作效能將受到很大的影響。對(duì)于手動(dòng)機(jī)械來說,人工操作水平直接決定機(jī)械傳動(dòng)作業(yè)效率,一旦出現(xiàn)失誤則會(huì)增大能耗系數(shù)。(3)保養(yǎng)因素。除了日常使用外,后期保養(yǎng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)功能也有很大的影響,也是降低系統(tǒng)能耗系數(shù)的一大原因。機(jī)械化工程普及背景下,機(jī)械設(shè)備取代人工操作是必然趨勢(shì),長(zhǎng)期依賴機(jī)械設(shè)備也導(dǎo)致荷載量大增、故障率提高、維修次數(shù)增多。而后期保養(yǎng)措施不當(dāng)將增加傳動(dòng)系統(tǒng)的能耗指標(biāo),對(duì)人員及設(shè)備安全構(gòu)成威脅。
2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方法
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)的核心構(gòu)成,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作效率對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行有直接性影響。為了順序現(xiàn)代機(jī)械工程改造要求,必須要提出切實(shí)可行的節(jié)能設(shè)計(jì)改造方案,維持機(jī)械工程運(yùn)行速率的穩(wěn)定性。結(jié)合常見的機(jī)械傳動(dòng)方式,其節(jié)能設(shè)計(jì)改造方法:(1)齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)齒輪依次撥動(dòng)從動(dòng)齒輪來傳遞動(dòng)力的,齒輪傳動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是保證齒輪瞬時(shí)角速度比始終保持穩(wěn)定。定軸齒輪系在工作時(shí)所有齒輪的回轉(zhuǎn)軸線固定不變。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)齒輪傳動(dòng)類型詳細(xì)設(shè)計(jì),以最優(yōu)齒輪組合方式執(zhí)行傳動(dòng)工作。例如,從零部件耗損率控制角度考慮,設(shè)計(jì)改造時(shí)可按照兩齒輪傳動(dòng)時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)、空間運(yùn)動(dòng),再將其分為平面齒輪傳動(dòng)、空間齒輪傳動(dòng),選擇最高效的方式作為機(jī)械設(shè)備動(dòng)力來源,減少了齒輪嚙合磨損。(2)蝸輪蝸桿傳動(dòng)。渦輪蝸桿傳動(dòng)效率偏低,且零部件磨損較大,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障問題,阻礙了機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)步運(yùn)行。在節(jié)能改造設(shè)計(jì)中,可用專用工具安裝或拆卸,禁止用錘子敲擊減速機(jī)部件;根據(jù)公差配合要求裝配蝸輪輸出軸;嚴(yán)格采用原廠配備的齒輪和蝸輪蝸桿進(jìn)行成對(duì)更換;在空心軸上涂紅丹油或防粘劑,防止配合面積垢和過度磨損產(chǎn)生的生銹。(3)帶傳動(dòng)。機(jī)械設(shè)備選用帶傳動(dòng)系統(tǒng)具有安裝便捷、易操控等特點(diǎn),但是帶傳動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間處于高速、高溫旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下,易容易出現(xiàn)斷裂、耗損等問題。節(jié)能設(shè)計(jì)中,需對(duì)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、環(huán)形帶等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)而提高傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。(4)鏈傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和環(huán)形鏈條組成,環(huán)形鏈條作為中間撓性件裝在平行軸上,動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞依靠鏈輪輪齒與鏈條的嚙合動(dòng)作完成。一般來說,鏈傳動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)與改造需注意鏈條、鏈輪的高效搭配。例如,鏈傳動(dòng)工作時(shí),為了便于鏈條聯(lián)成環(huán)形時(shí)內(nèi)、外鏈板正好相接,鏈接數(shù)一般取偶數(shù);為了便于鏈接的嚙合,鏈輪軸面齒形兩側(cè)應(yīng)設(shè)計(jì)成圓弧狀;鏈傳動(dòng)接頭處需要用開口銷或彈簧夾夾緊。鏈傳動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)要考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式,合理控制小鏈齒輪數(shù)量,小鏈齒輪數(shù)盡量多一些。
3機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計(jì)
機(jī)械工程快速發(fā)展趨勢(shì)下,人們對(duì)機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組合形式展開深入研究,如何在滿足機(jī)械系統(tǒng)工作性能前提下,通過優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)節(jié)能化控制,這是現(xiàn)代機(jī)械科技改造的先進(jìn)趨勢(shì)。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)防護(hù)也是節(jié)能改造設(shè)計(jì)的一部分內(nèi)容,可綜合防范機(jī)械故障發(fā)生帶來的異常損耗。(1)齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備的核心部分,能夠?yàn)檎_(tái)裝備提供足夠的動(dòng)力來源,維持內(nèi)部元器件持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。為了保證傳動(dòng)系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性,避免傳動(dòng)系統(tǒng)零部件產(chǎn)生異常工況造成的危險(xiǎn)事故,齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須安裝全封閉的防護(hù)裝置。(2)皮帶傳動(dòng)。動(dòng)力是維持一切機(jī)器設(shè)備運(yùn)行的基本條件,傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造動(dòng)力的根源。皮帶傳動(dòng)裝置可以采用全封閉型防護(hù)裝置或帶有金屬骨架的防護(hù)網(wǎng),也可以采用防護(hù)欄桿,從而保證皮帶傳動(dòng)的耐用性和連續(xù)性。(3)聯(lián)軸器。除了對(duì)機(jī)械設(shè)備直接性的改造設(shè)計(jì),還要注重設(shè)備使用后期的綜合養(yǎng)護(hù),才可不斷延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。聯(lián)軸器需要加裝防護(hù)罩,確保其在工作時(shí)不被破壞,從而延長(zhǎng)使用壽命,比如Ω型防護(hù)罩;安全聯(lián)軸器可以保證其在工作時(shí)沒有突出的部分,確保聯(lián)軸器的工作安全。
4結(jié)束語
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)工作效能對(duì)設(shè)備性能發(fā)揮具有直接影響,提高傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行效率是節(jié)能設(shè)計(jì)改造的根本目標(biāo)。結(jié)合影響傳動(dòng)系統(tǒng)能耗的相關(guān)因素,設(shè)計(jì)人員要綜合考慮設(shè)備運(yùn)行條件,從齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等不同方式,選擇符合機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)的節(jié)能改造方案。不同傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能方式不一樣,要根據(jù)具體情況采取節(jié)能改造措施,綜合提升機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力供應(yīng)效能,體現(xiàn)出傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能化運(yùn)行水平。
作者:孫開鸞 單位:棗莊科技職業(yè)學(xué)院