维普资讯 http://www.cqvip.com 修理与改造 文章编号：１６７１—０７１ １（２００７）０８—００２２—０３ 中阖彀给ｚ程２００７．０８ 馨 謦｜ａ 萎 双导程蜗轮蜗杆测绘与计算 曹可虎，王立娅，王 娟，刘永红 （西安航空发动机（集团）有限公司资源设备管理处，陕西 西安７１００２１） 摘 要：盘环加工厂高速拉床１２”分度盘精度降低，分解后发现蜗轮、蜗杆已磨损。通过测绘、计算，确定 了设计参数。采用旧件修复，以消除间隙为主的方法，使分度盘恢复定位精度功能。 关键词：双导程蜗轮副；测绘与计算；确定参数 中图分类号：ＴＧ５７ 文献标识码：Ｂ 分度盘分度精度的高低主要取决于蜗轮、蜗杆 的加工精度和啮合间隙。经长期使用，蜗轮、蜗杆 已磨损，精度降低的分度盘，必须对已磨损的蜗 轮、蜗杆进行测绘、计算，确定蜗杆类型及设计参 数，选用适当的刀具，加工蜗轮，配加工蜗杆，重 新调整间隙，以恢复原有精度。 一（２）普通蜗轮副是以蜗杆作径向移动来调整 啮合侧隙，从而改变传动副的中心距，从啮合原理 角度看，是不合理的。因为改变中心距会引起齿面 接触情况变差，甚至加剧磨损，不利于保持蜗轮副 的精度。双导程蜗轮副则是用蜗杆轴向移动来调整 啮合侧隙，不会改变中心距。 、双导程蜗轮副的工作原理 （３）双导程蜗杆是用修磨调整环来控制调整 量，调整准确，方便可靠；而普通蜗轮副的径向调 整量较难掌握，调整时也容易产生蜗杆轴线歪斜。 （４）双导程蜗轮副的蜗杆支承在支座上，只 双导程蜗轮副与普通蜗轮副的区别是，双导程 蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的导程，而同一侧 的导程则是相等的。因为该蜗杆的齿厚从蜗杆的一 端向另一端均匀地逐渐增厚或减薄，所以双导程蜗 杆又称变齿厚蜗杆。故可用轴向移动蜗杆的方法来 消除或调整蜗轮副的啮合间隙。 双导程蜗轮副的啮合原理与一般蜗轮副的啮合 原理相同。蜗杆的轴向截面相当于基本齿条，蜗轮 需保证支承中心线与蜗轮中截面重合，中心距公差 可略微放宽，装配时，用调整环来获得合适的啮合 侧隙，这是普通蜗轮副无法办到的。 ２．缺点 蜗杆加工比较麻烦，在车削和磨削蜗杆左右齿 则相当于与其啮合的齿轮。虽然蜗杆齿左右侧面具 有不同的齿距（即不同的模数，），但因同一侧面的 齿距相同，故没有破坏啮合条件，当轴向移动蜗杆 面时，螺纹传动链要选配不同的两套挂轮。这两种 齿距（不是标准模数）往往是繁琐的小数，精确配 算挂轮很费时。制造加工蜗轮的滚刀时，也存在同 样的问题。由于双导程蜗杆左右齿面的齿距不同， 螺旋升角也不同，与它啮合的蜗轮左右齿面也应同 蜗杆相适应，才能保证正确啮合，因此，加工蜗轮 后，也能保证良好啮合。 二、双导程蜗轮副的特点 １．优点 双导程蜗轮副在具有旋转进给运动或分度运动 的数控机床上应用广泛，是因为其具有以下突出优 点。 的滚刀也应根据双导程蜗杆的参数来设计制造。 三、蜗轮、蜗杆副的测绘与计算 盘环加工厂的１２ 分度盘是１９８０年随高速拉 （１）啮合间隙可调整得很小。根据经验，侧 床一起从英国引进的，已使用了２０多年。２００５年 时发现加工的钛合金小盘超差，不能满足生产工艺 要求。经对分度盘分解检查发现，蜗轮蜗杆已磨 隙可调整至０．０１—０．Ｏ１５ｍｍ，而普通蜗轮副一般只 能达到０．０３－０．０８ｒａｍ，再小就容易咬死。因此双导 程蜗轮副能在较小的侧隙下工作，对提高数控转台 的分度精度非常有利。 损。由于国外订货周期太长，费用又高，必须先对 旧分度盘进行修复，但蜗轮蜗杆的参数不好确定。 ＠ ＠ ０ 鹰 ②０ 匡匡 ０ ⑤ 维普资讯 http://www.cqvip.com 中阚投俺ｚ程 ２００７．Ｏ８ 经反复测量，并查阅了有关资料及计算，确定 蜗杆类型为阿基米德螺旋线，结构为双导程蜗轮蜗 修理与改造 的，初步用直尺测量左右齿面同侧齿距基本相等， 而两侧不等，在螺距测量仪上测得左右齿面螺距数 杆传动。图１为蜗杆示意图，图２为蜗轮示意图。 公称齿厚检查处 ５７．４６８ １０８．５８５ ． １一 ｆ ３．１７５ ‘一～。一 ｒ／／／／／／／／ ／ ／ ／／／，／／／， ， ’∽ 寸 。。 Ｉ ．ｎ ． Ｉ 罨 ｋ／／／／／／／／／／／／， ／／／ ／／／／／／／／／ １Ｌ．—— ——．——．———— ｌ — １１４－３±０．０ｌ１ １．３．２０９ ８一，６．６５， 】３．３８８—８ 图１蜗杆示意图 图２蜗轮示意图 １．几何参数 蜗杆头数ｚｌ：１，蜗轮齿数Ｚ２＝６０；蜗杆齿顶圆 直径ｄ 。＝￣ｂ５９．２６￣ｄ５９．３ｒａｍ，蜗轮齿顶喉圆直径如＝ 犯６１．５６ｒａｍ；蜗杆齿牙高度ｈ＝９．５－９．７ｒａｍ；蜗杆齿 轴向齿距 见表１；蜗杆螺牙齿形角ｏ￣＝１４。３０ ， 取 ｌ＝吼ｌ＝１４。３０ ；蜗杆蜗轮啮合中心距ａ＝１５２．４ｒａｍ。 由于该蜗杆的齿厚由一端到另一端是逐渐增厚 ＠ｏ＝。０ 可匡 ⑤０ 匡匡 ０ ⑤ 据见表１。 表１蜗杆左、右齿面螺距变量表单位：ｍｍ 左齿面齿距测量数据 右齿面齿距测量数据 ９３．７６ ０（参考点） ９２．４７３ ０（参考点） ８０．３２７ １３．３８９ ７９．２５７ １３．２１６ ６６．９４２ １ ３．３８５ ６６．０４９ １ ３．２０８ ５３．５６５ １ ３．３７７ ５２．８９８ １３．２ｌ１ ４０．１６１ １３．４０４ ３９．６１２ １３．２６６ ２６．７７８ １ ３．３８３ ２６．４００ １３．２１２ １３．３８８ １３．３９０ ３．２０８ １３．１９２ 左齿面齿距平均值：１３．３８８ 右齿面齿距平均值：１３．２１０ ２．确定基本参数 （１）蜗杆类型。阿基米德螺旋线。在２０倍投 影仪上放大蜗杆轴向切面上的齿形为直线。 （２）根据澳０量数据确定模数制、径节制或周 节制 ｍ：丽ｄａ２＝ ＝４．２１９（模数） 掣×２５肛６．０２（径节） ４一（６０＋２）ｘ２５．一 一： 鱼 ４ ：１．６６ （周节） 该蜗杆蜗轮应为径节制ＤＰ＝６，对应模数为／１７，－ ２５．４＋６＝４．２３３。 ３．参数设计（单位：ｍｍ） 啮合中心距ａ＝１５２．４；蜗杆公称轴向节距 ： １３．２９９；蜗杆的公称模数ｍ＝４．２３３；蜗杆的特性系 数ｑ＝１２．００６；蜗杆公称节圆直径ｄ１＝５０．８；蜗杆齿 顶圆直径ｄ ＝５９．２６；蜗杆公称导程Ｔ＝１３．２９９；蜗 杆左齿面导程及模数，Ｐ￣＝１３．３８８，ｍｚ＝４．２６２；蜗杆 右齿面导程及模数 ＝１３．２１０，ｍ ＝４．２０５；蜗杆公 称节圆上左齿面螺旋线升角 ：ｔａｎｙｚ：一ｍｚ，＂ｉ５１＝ Ⅱｌ ＝０．０８３９，ｙｚ＝４。４７ ４３”；蜗杆公称节圆上右齿 面螺旋升角 ：ｔａｎｙｒ： ＝ ＝０．０８２ ７８， ｙｒ＝４。４３ ５４”；蜗杆每单位轴向移动调节消除的侧隙 叼一０．０１３；蜗称节圆直径ｄ２＝２５４；蜗轮喉圆直 径ｄａ２＝２６２．４５；蜗轮左齿面节圆压力角 ＝ Ｊ＝ １４。３０ ；蜗轮右齿面节圆压力角 ２＝ ｌ＝１４。３０ ；蜗 杆公称齿法向齿厚Ｓｘ＝ １ １Ｔ・ｍ＝６．６４９ ７；蜗称 ＠ 维普资讯 http://www.cqvip.com 修理与改造 文章编号：１６７１—０７１ １（２００７）０８－００２４－０２ ２００７．Ｏ８ 中阖彀俺ｚ程 师为民 （新港公司，克拉玛依８３４０００） 摘要：在分析油田注汽锅炉原控制系统的基础上，提出了应用ＳＬＣ可编程序控制器的改造升级方案，通过 ＳＬＣ实现了油田注汽锅炉的自动控制调节功能。 关键词：油田注汽锅炉；可编程控制器；变频器；干度；烟气含氧 中图分类号：ＴＰ．２７３ 文献标识码：Ｂ 油田注汽锅炉是重油热采中的关键设备，重油 热采已形成一定的规模，油田注汽锅炉行业也随之 迅速发展成为油田开发中的一个崭新行业。油田注 汽锅炉的控制系统是注汽锅炉行业中的重中之重， 二、技术升级改造方案及原理 针对锅炉原控制系统存在的问题，选用了罗克 韦尔ＳＬＣ５￣３处理器和ＰａｎｅｌＶｉｅｗｌ０００型触摸式显 示器。运行及控制原理如图１所示。ＳＬＣ５￣３可编 程序控制器具有以前大型可编程序控制器才具有的 其控制系统的可靠安全与否不仅是衡量锅炉质量的 标志，而且也会对生产带来很大的影响。 一灵活性和功能、能提供比任何其它同类型可编程序 控制器更多的控制选择方案、能组合成技术先进的 控制系统，它还有一个重要特点即简单化。ＳＬＣ５／ ０３可编程序控制器具有下列优点：（１）程序存储器 具有１２ｋ指令字节和４ｋ增加的数据字节； （２）本 地Ｉ／Ｏ寻址达到９６０，可由远程Ｉ／Ｏ或设备网扩展； 、存在问题 目前，采用Ｃ２００ＨＰＣ控制的油田注汽锅炉普 遍存在以下问题： （１）模块容量偏低，容易烧损； （２）须配备大量的显示及控制仪表等，有时不能保 证安全可靠； （３）蒸汽干度容易过热或不合格； （４）点火程序器价格昂贵，易损坏且不容易修复； （５）报警电源１１０Ｖ，不够安全； （６）工作量大且 无变频节能设备； （７）模拟量模块不能扩展。 （３）远程输入输出的最大寻址范围都是４ ０００； （４）ＤＨ４８５对等通信初始化； （５）ＲＳ２３２／ＤＦＩ通 信ＤＨ４８５协议； （６）ＡＳＣ ｌＩ； （７）ＤＦ１半双工 节圆齿厚Ｓｉ＝６．２０７。 细查阅各国的蜗轮副标准，通过分析、计算，正确 选择模数、导程、中心距等主要参数，才能使得新 制作或修复的蜗轮副符合原始设计和分度精度的要 测绘时，一定要选在蜗轮、蜗杆未磨损或磨损 轻微的部位进行测量，多测几个点，取其平均值， 这样可以缩小与原设计参数的误差。根据测绘的数 值，经过计算，通过与标准模数、径节、周节进行 比较，确定蜗轮、蜗杆类型及基本参数。双导程蜗 轮副公称模数和普通蜗轮副的模数确定原则相同， 所不同的是双导程蜗杆的公称模数用于计算公称螺 求。此次通过测绘、分析和采用修复蜗轮，重做蜗 杆的办法，不但使得分度盘的分度误差由原来的 ４０多秒提高到ｌ５秒，而且降低了维修成本，解决 了生产急需，并为其它采用双导程蜗轮副分度盘的 测绘、修复提供了可资借鉴的参考。 参考文献： 【１］刘书华．数控机床与编程［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３． 【２］成大先．机械设计手册［Ｋ］．北京：化学工业出版社，２００２． 距、公称节圆等参数，而实际螺距、节圆是用左、 右齿面模数来计算的。公称模数是左右模数的计算 基准，同时也是双导程蜗轮副公称齿厚的计算依据。 四、结论 测绘时，一定要注意测量记录每一组尺寸，详 收稿日期：２００７—０４—２３ ０ ＠Ｇ＝。０ 匡 ０ 匡匡啸０
