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包装站切纸刀故障分析与处理

关键词：切纸刀;蜗轮;蜗杆;模数;齿数;变位

我公司现有一台二手纸机，抄宽5664mm，生产高级纸。与之配套的包装站切纸刀的往复运动采用蜗轮减速器和链条传动，蜗轮减速器的参数为：蜗杆头数Z1=1,蜗轮齿数Z2=40,中心距a离心泵=34.2。运行一段时间后，蜗轮减速器发生故障，切纸刀无法动作。

1原原因分析

我司拆开减速机检查发现，蜗轮上的九个齿已被磨平至齿根部位，其余齿也已磨损变尖，蜗杆齿形还完好。在蜗杆传动中，由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以磨损和失效常发生在蜗轮的轮齿上。初步分析认为，该蜗轮模数较小，中心距又小，使得轮齿的强度相对较低，再加上每一行程的终点要承受冲击，使个别齿磨损加剧直至折断，进而加速了其余相邻齿的磨损。对电机的刹车装置进行检查后发现，该刹车装置已经失灵，在未通电的情况下，电机轴应盘转不动，而此时电机轴却可以灵活盘转，说明刹车装置的间隙偏大，应重新调整。据此可以认为蜗轮的这一不正常磨损和电机刹车装置的故障也有关系。每当切纸刀到达行程的终点时，由于电机未及时刹车止转，存在一个惯性，而传动链上的限位块又已经到位卡住，这样就会产生冲击，在蜗轮和蜗杆的啮合处便产生堵转碰撞，造成个别轮齿急剧磨损或折断，也进一步加快了邻近齿的磨损，磨损达到一定程度后就出现了切纸刀的上述故障。

2原修配方案及有关计算

我司由客房电话于该蜗轮减速器属于二手英制设备，使用年代已经很久，配件难以采购，而蜗轮的模数木皮又为英制的，只能国产化修配，利用蜗杆传动的变位法，保证中心距不变，适当增大模数和减少蜗轮齿数，改变传动比，以提高轮齿的强度。

蜗杆传动的变位方法与渐开线圆柱齿轮相似，即利用改变切齿时刀具与轮坯的径向位置来实现变位。在蜗杆传动的中间面向防水卷材生产企业平面内，其啮合状况相当于齿轮齿条传动，因此蜗杆不数次被列为国家《战略性新兴产业重点项目》变位，其尺寸也不改变，只是蜗轮变位。变位后蜗轮的节圆仍然与分度圆重合，而蜗杆的节圆不再与分度圆重合，图1所示即为该蜗杆传动的变位原理。其中，a′和 z2′表示变位后的中心距和蜗轮齿数，a表示变位前的中心距。

我司以下就是蜗轮变位修配的计算。

我司首先，初算模数m，测量原蜗轮的齿顶圆直径da2=53.7，由式da2=(z2+2+2x2)m,z2=40,

x2=0,求得m=1.28。在修配过程中，必须确保中心距不变，单板同时因其模数较小，为了提高蜗轮齿的强度，采用变位法，适当增大模数并减少蜗轮齿数。根据初算的模数值，参照国内标准，选取m=1.6,q=12.5,z1=1, z2′=30,

a′=a=34.2,蜗杆轴面齿形角α=20°。

我司现计算变位系数：

我司x2=a/m-0.5(q+z2′)=34.2÷1..5×（12.5+30）=0.125 。

我司以下是该蜗杆传动的主要几何尺寸计算：

我司(1)传动比：

我司i=z2′/z1=30/1=30

我司(2)中心距：

我司a′=a=0.5m(q+z2′+2x2)=0.5×1.6×(12.5+30+2×0.125)=34.2

我司(3)蜗杆分度圆柱上螺旋线升角（导程角）γ：

我司由tgγ=z1/q=1/12.5，求得γ=4°34′26″

我司(4)分度圆直径：

我司d1=qm=12.5×1.6=20；d2= m z2′移动游动砝码=1.6×30=48

我司继续专注基础材料（5）节圆直径：

我司d1′=（q+2x2）m=(12.5+2×0.125)×1.6=20.4;d2′=d2=48

我司(6)齿顶圆直径：

我司da1=(q+2)m=(12.5+2)×1.6=23.2；

我司da2=(z2′+2+2x2)m=(30+2+2×0.125)×1.6=51.6

我司(7)齿根圆直径：