蜗轮蜗杆丝杆升降机的结构性能 化

蜗轮蜗杆升降机是一种基础升降设备，应用广泛，使用环境各异。市面上现有的升降机，应用于高温、多尘、潮湿、防尘措施极易失效的恶劣环境中，设备故障率高的原因，对现有机型结构进行分析，并针对性的对升降机的结构进行 化改进，提高升降机在恶劣环境中的稳定性与可靠性，同时降低设备的故障率。
    在冶金行业无缝钢管精整线中，广泛的应用六辊矫直机对钢管进行矫直，为了适应不同规格钢管的矫直，矫直辊孔型应能适应不同规格的钢管，即孔型可调。目前主流的六辊矫直机，辊系调整机构中，应用蜗轮蜗杆升降机，对矫直辊进行角度调整，蜗轮蜗杆升降机固定在摆动座上，丝杆的一端与转耳铰链联接，转耳固定在辊盘上，升降机通过电机带动，使丝杆伸缩运动，从而带动辊盘转动，调整矫直辊角度，对孔型进行调整，若杆一对轮盘作用一个力F，由于F非轮盘切向力，必对轮盘径向产生一个作用力F2，因此轮盘对杆一产生一个反作用力Fn，反作用力Fn可分解为对杆一的轴向力Fn1和径向力Fn2 ，因此，工作过程中，蜗轮蜗杆升降机的丝杆不仅受有轴向力，同时受到非轴向力的作用。丝杆做伸缩运动，固对丝杆采用橡胶波纹防尘套，由于丝杆位于辊边上，矫直机常对高温管热矫，在高温、多渣、水淋的环境下，防尘套极易破坏失效，进而导致升降机故障。
    现有机型结构及其存在的缺陷：
    目前，市面上的蜗轮蜗杆升降机（例如：QWL10M-1-A-Ⅲ-b-800；JB/T8809-1998），蜗轮靠两个推力轴承定位承力，丝杆穿蜗轮（蜗轮中部带丝牙）中心过，由于蜗轮为铜材质，设计中考虑到成本原因，蜗轮在保证强度下，尽量用料要少，固蜗轮成扁平状，丝杆与蜗轮的接触丝长即蜗轮的宽度。由于接触丝长很短，因此在壳体两端各设置一个支撑套对丝杆起对中支撑作用，保证丝杆与蜗轮工作过程中的同轴度。此结构存在以下缺陷：
    1.1.支撑套内孔易磨损扩大。丝杆与蜗轮的螺纹配合处为间隙配合，工作中丝杆受有非轴向力作用下，丝杆轴中线偏斜于蜗轮轴中线，压在支撑套内圆面，与支撑套发生相对转动而产生磨擦，频繁工作中，支撑套内圆面易磨损扩大。支撑套磨损扩大后，丝杆轴中线偏斜蜗轮轴中线的角度将越来越大，蜗轮两侧的推力球轴承受力的不均匀性也越来越大，导致推力球轴承的寿命大大降低。在丝杆防尘套失效的情况下，丝杆表面涂有润滑脂，周围环境中的尘渣，极易粘附在丝杆表面上，更加剧了支撑套的磨损。
    1.2.丝杆支撑套型式蜗轮蜗杆升降机，极易导致壳体内部受到污染，大大降低升降机的寿命。现场使用环境恶劣，丝杆防尘套易损，且丝杆表面带有润滑脂，设备工作过程中，周围环境中的污染源（例如钢管矫直过程中脱落的高温氧化铁皮渣）落在丝杆上，粘附其丝杆螺纹的沟槽内及表面上，升降机一旦工作，粘附的污染源随丝杆伸缩，将污染源从支撑套与丝杆间的间隙进入壳体内部，中圆圈标记处所示，丝杆外螺纹与蜗轮内螺纹咬入过程，蜗轮端面的丝牙不断的刮落丝杆螺纹沟槽及表面上的污染源，这样一来，丝杆上粘附的污染源，大部分都掉落于壳体内部，对壳体内部造成严重的污染，导致升降机的寿命及稳定性大打折扣。
    针对现有机型结构存在的缺陷，进行如下 化改进：
    2.1.加大了蜗轮的宽度，即加长了丝杆与蜗轮的接触丝长，由于接触丝长的加大，蜗轮本身就能对丝杆起到足够的对中支撑的效果，故而取消了支撑套，避免了支撑套存在的磨损带来的系列不利影响。新的蜗轮宽度端面，略超出压盖三的外侧面，这样的好处在于，丝杆外螺纹与蜗轮内螺纹咬入过程中，由于蜗轮端面丝牙对丝杆丝牙沟槽表面的刮擦，刮落的粘附于丝杆上的污染源，掉落于壳体的外部，避免了现有机型丝杆将污染源直接带入壳体内部的危害，保证壳体内的清洁润滑，从而提高了升降机的寿命及稳定性。
    2.2.在蜗轮的两端增加了一对深沟球轴承。由于蜗轮的宽度增加，取消了支撑套，固丝杆所受的非轴向力完全作用于蜗轮上。通过对蜗轮两端增加一对深沟球轴承，将来自丝杆的非轴向力通过蜗轮与深沟球轴承导向壳体，避免了非轴向力的存在对推力球轴承产生的受力不均，改善了推力球轴承的受力状况。同时，深沟球轴承的增加，对于蜗杆蜗轮副的中心定位更加的稳定，也一定程度上改善了蜗杆蜗轮副的工作状况。
    新型结构型式的升降机通过在六辊钢管矫直机上的试用情况看， 化后的新型结构型式，有针对性的改进了现有机型结构存在的缺陷，改善了蜗轮蜗杆升降机各部件的工作状况，提高了升降机对恶劣环境的适应能力，尤其提高了升降机在多尘、潮湿、高温环境下的稳定性及可靠性。对于现代化的钢铁生产流水线，大大提高了生产连续性，有效降低了设备的停机时间，同时，降低了钳工的劳动强度。