機械傳動系統(tǒng)節(jié)能設計論文
時間:2022-08-11 02:44:18
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1影響機械傳動能耗的因素
機械設備是工業(yè)自動化生產(chǎn)設施,用其取代人工參與生產(chǎn)活動具有實用性特點,幫助企業(yè)解決高難度生產(chǎn)操作任務。隨著工業(yè)生產(chǎn)與制造規(guī)模擴大化,機械設備工作期間產(chǎn)生的能耗系數(shù)越來越大,這與機械傳動系統(tǒng)效能存在直接關(guān)系。對機械傳動產(chǎn)生影響的主要因素有:(1)結(jié)構(gòu)因素。當前,機械設備已廣泛應用于不同領(lǐng)域,在工業(yè)制造與生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用,自動化控制系統(tǒng)是主要模式。不同機械設備對內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求不一樣,機械傳動能耗系數(shù)過大,很大一部分原因是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理,機械零部件配合系數(shù)低,導致整臺設備運行速率地下。機械傳動有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等不同方式,若傳動結(jié)合組合不科學則會影響工作效率。(2)操作因素。實際應用階段,操作人員掌控設備方法不標準,容易造成機械零部件損耗過大,傳動系統(tǒng)運行帶來的能耗量過大。例如,數(shù)控機床操作人員對主軸控制不穩(wěn)定,傳動部件啟動后出現(xiàn)磨損,整臺機床工作效能將受到很大的影響。對于手動機械來說,人工操作水平直接決定機械傳動作業(yè)效率,一旦出現(xiàn)失誤則會增大能耗系數(shù)。(3)保養(yǎng)因素。除了日常使用外,后期保養(yǎng)對機械系統(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。機械化工程普及背景下,機械設備取代人工操作是必然趨勢,長期依賴機械設備也導致荷載量大增、故障率提高、維修次數(shù)增多。而后期保養(yǎng)措施不當將增加傳動系統(tǒng)的能耗指標,對人員及設備安全構(gòu)成威脅。
2機械傳動系統(tǒng)節(jié)能設計方法
機械傳動系統(tǒng)是機械系統(tǒng)的核心構(gòu)成,傳動機構(gòu)的工作效率對整個機械設備運行有直接性影響。為了順序現(xiàn)代機械工程改造要求,必須要提出切實可行的節(jié)能設計改造方案,維持機械工程運行速率的穩(wěn)定性。結(jié)合常見的機械傳動方式,其節(jié)能設計改造方法:(1)齒輪傳動。齒輪傳動是依靠主動齒輪依次撥動從動齒輪來傳遞動力的,齒輪傳動節(jié)能設計的要點是保證齒輪瞬時角速度比始終保持穩(wěn)定。定軸齒輪系在工作時所有齒輪的回轉(zhuǎn)軸線固定不變。設計人員可根據(jù)齒輪傳動類型詳細設計,以最優(yōu)齒輪組合方式執(zhí)行傳動工作。例如,從零部件耗損率控制角度考慮,設計改造時可按照兩齒輪傳動時的相對運動為平面運動、空間運動,再將其分為平面齒輪傳動、空間齒輪傳動,選擇最高效的方式作為機械設備動力來源,減少了齒輪嚙合磨損。(2)蝸輪蝸桿傳動。渦輪蝸桿傳動效率偏低,且零部件磨損較大,長時間運行會出現(xiàn)不同程度的故障問題,阻礙了機械設備的穩(wěn)步運行。在節(jié)能改造設計中,可用專用工具安裝或拆卸,禁止用錘子敲擊減速機部件;根據(jù)公差配合要求裝配蝸輪輸出軸;嚴格采用原廠配備的齒輪和蝸輪蝸桿進行成對更換;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。機械設備選用帶傳動系統(tǒng)具有安裝便捷、易操控等特點,但是帶傳動長時間處于高速、高溫旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下,易容易出現(xiàn)斷裂、耗損等問題。節(jié)能設計中,需對主動輪、從動輪、環(huán)形帶等進行優(yōu)化設計,進而提高傳動機構(gòu)的穩(wěn)定性。(4)鏈傳動。鏈傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和環(huán)形鏈條組成,環(huán)形鏈條作為中間撓性件裝在平行軸上,動力和運動的傳遞依靠鏈輪輪齒與鏈條的嚙合動作完成。一般來說,鏈傳動節(jié)能設計與改造需注意鏈條、鏈輪的高效搭配。例如,鏈傳動工作時,為了便于鏈條聯(lián)成環(huán)形時內(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)應設計成圓弧狀;鏈傳動接頭處需要用開口銷或彈簧夾夾緊。鏈傳動節(jié)能設計要考慮傳動機構(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機械傳動系統(tǒng)防護設計
機械工程快速發(fā)展趨勢下,人們對機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組合形式展開深入研究,如何在滿足機械系統(tǒng)工作性能前提下,通過優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)節(jié)能化控制,這是現(xiàn)代機械科技改造的先進趨勢。機械傳動系統(tǒng)防護也是節(jié)能改造設計的一部分內(nèi)容,可綜合防范機械故障發(fā)生帶來的異常損耗。(1)齒輪傳動。傳動系統(tǒng)是機械設備的核心部分,能夠為整臺裝備提供足夠的動力來源,維持內(nèi)部元器件持續(xù)運轉(zhuǎn)。為了保證傳動系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性,避免傳動系統(tǒng)零部件產(chǎn)生異常工況造成的危險事故,齒輪傳動機構(gòu)必須安裝全封閉的防護裝置。(2)皮帶傳動。動力是維持一切機器設備運行的基本條件,傳動系統(tǒng)是機械設備創(chuàng)造動力的根源。皮帶傳動裝置可以采用全封閉型防護裝置或帶有金屬骨架的防護網(wǎng),也可以采用防護欄桿,從而保證皮帶傳動的耐用性和連續(xù)性。(3)聯(lián)軸器。除了對機械設備直接性的改造設計,還要注重設備使用后期的綜合養(yǎng)護,才可不斷延長設備的使用壽命。聯(lián)軸器需要加裝防護罩,確保其在工作時不被破壞,從而延長使用壽命,比如Ω型防護罩;安全聯(lián)軸器可以保證其在工作時沒有突出的部分,確保聯(lián)軸器的工作安全。
4結(jié)束語
機械傳動系統(tǒng)工作效能對設備性能發(fā)揮具有直接影響,提高傳動系統(tǒng)運行效率是節(jié)能設計改造的根本目標。結(jié)合影響傳動系統(tǒng)能耗的相關(guān)因素,設計人員要綜合考慮設備運行條件,從齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動、鏈傳動等不同方式,選擇符合機械設備特點的節(jié)能改造方案。不同傳動系統(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,綜合提升機械設備的動力供應效能,體現(xiàn)出傳動系統(tǒng)的節(jié)能化運行水平。
作者:孫開鸞 單位:棗莊科技職業(yè)學院