專利名稱：用于卷曲大直徑高強(qiáng)度鋼絲彈簧設(shè)備的主軸箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工設(shè)備，尤其是涉及加工大直徑高強(qiáng)度鋼 絲彈簧的繞制設(shè)備，用于高速列車的行駛系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
螺旋彈簧的繞制是一個(gè)重要的機(jī)械加工過(guò)程，其基本原理分為有 芯繞簧和無(wú)芯繞簧兩種。無(wú)芯繞簧是指鋼絲經(jīng)過(guò)某種工裝直接強(qiáng)行屈 彎，繞制而成。對(duì)于大直徑高強(qiáng)度鋼絲彈簧的繞制一般采用有芯繞簧。 有芯繞簧是指繞簧的鋼絲纏繞在二根軸上，由軸的直徑控制彈簧的內(nèi) 孔。日前，有芯繞簧主要是采用簡(jiǎn)單的機(jī)械和工裝，通過(guò)密集型的加 工勞動(dòng)來(lái)完成.
目前，提出了一種半自動(dòng)繞簧機(jī)，在機(jī)架桌面上設(shè)置一臺(tái)驅(qū)動(dòng)夾 緊裝置的固定轉(zhuǎn)速電機(jī)和驅(qū)動(dòng)絲杠的電機(jī)，絲杠上套置的螺母與其上 方導(dǎo)軌上設(shè)置的滑塊連固，帶動(dòng)機(jī)架在軸線方向上的運(yùn)行，上述裝置 控制芯軸轉(zhuǎn)速和彈簧鋼絲進(jìn)料速度。操作時(shí)，將鋼絲伸入桌面電機(jī)帶 動(dòng)的夾具槽內(nèi)，桌面電機(jī)旋轉(zhuǎn)使鋼絲做纏繞運(yùn)動(dòng)，桌面下的電機(jī)帶動(dòng) 絲桿螺母作直線運(yùn)動(dòng)，形成彈簧節(jié)距。
但是，目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有巻曲大直徑(63以上)高強(qiáng)度鋼絲彈簧的 設(shè)備，而且機(jī)型圈制彈簧設(shè)備無(wú)法滿足一次成型，需人工多次反復(fù)調(diào) 整，因此造成表面滑傷，熱處理后產(chǎn)生應(yīng)力，廢品率高，質(zhì)量不穩(wěn)定， 且效率低。
上述裝置所需的主軸箱全是蝸輪、蝸桿，傳動(dòng)的效率低，扭矩小，只 能巻曲40mm以下的彈簧，為了配合高速鐵路的跨越式發(fā)展，高速鐵路 機(jī)車需要的彈簧其巻曲直徑和長(zhǎng)度范圍擴(kuò)大1.5倍以上，對(duì)大直徑高強(qiáng)度鋼絲彈簧的需要，提出了對(duì)相應(yīng)設(shè)備的需求，以填補(bǔ)設(shè)備空缺， 為此需要解決巻曲彈簧設(shè)備上用的主軸箱，增大輸出扭矩，達(dá)到對(duì)大
直徑(63以上)高強(qiáng)度鋼絲彈簧所需的扭矩。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種繞制大直徑、高強(qiáng)度鋼絲彈簧所 需設(shè)備使用的主軸箱，該主軸箱提供大扭矩輸出，滿足設(shè)備在彈簧繞 制過(guò)程中的纏繞運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，提出一種用于巻曲大直徑高強(qiáng)度鋼 絲彈簧設(shè)備的主軸箱，該主軸箱包括進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，
所述進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng)一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)機(jī)
構(gòu)，通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器3傳遞給主設(shè)備的絲桿，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 所述主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)行星擺線減速器，通過(guò) 一級(jí)差速減速齒輪傳動(dòng)，將扭矩通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器和空心軸輸出傳給 主設(shè)備。
所述進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)為12.6KW， 2000r/min;所述主軸傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)為30KW， 1500r/min。
所述主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的空心軸的出頭部分有(i)180、 30寬的環(huán)槽，用 于聯(lián)結(jié)主設(shè)備的主軸。
所述主軸箱還包括潤(rùn)滑噴淋裝置，該潤(rùn)滑噴淋裝置由電機(jī)、油泵 和油流信號(hào)器等組成。
所述主軸箱下部設(shè)置液位計(jì)，檢測(cè)潤(rùn)滑油的油位，使油位處于適 合的位置，減小阻力。
所述主軸箱的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括變速機(jī)構(gòu)，該變速機(jī)構(gòu)輸出兩 種扭矩，所述變速機(jī)構(gòu)的控制通過(guò)定位手柄裝置、齒輪齒條傳動(dòng)裝置 和具有兩種齒數(shù)的雙聯(lián)齒輪完成兩個(gè)速比的傳動(dòng)。所述兩個(gè)速比的傳 動(dòng)比分別是57/23和40/40。所述進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速比為60/24。
本實(shí)用新型的主軸箱，增大輸出扭矩，達(dá)到對(duì)大直徑(63以上) 高強(qiáng)度鋼絲彈簧的繞制所需的扭矩。該主軸箱性能穩(wěn)定，成品率高， 具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖l是主軸箱側(cè)視圖2是主軸箱主視圖3是主軸箱A - A剖面圖4是主軸箱C - C剖面圖5是主軸箱B - B剖面圖。
圖中
1機(jī)體 10齒條
2聯(lián)軸器 11軸
3聯(lián)軸器 12潤(rùn)滑裝置
4空心軸 13液位計(jì)
5內(nèi)外齒輪 14定位手柄
6齒輪 15防塵罩
7聯(lián)軸器 16大伺服電機(jī)
8行星擺線針輪減速器 17齒輪 9小伺服電機(jī)具體實(shí)施方式
首先對(duì)大直徑(63以上)高強(qiáng)度鋼絲彈簧所需設(shè)備使用環(huán)境和安 裝空間位置進(jìn)行了解，然后根據(jù)要求速比變化情況定下主軸箱的結(jié)構(gòu)， 運(yùn)用齒面強(qiáng)度計(jì)算將嚙合的齒輪參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，設(shè)計(jì)出滿足 需要的主軸箱。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的主軸箱的結(jié)構(gòu)做詳細(xì)說(shuō)明。
6圖1是主軸箱側(cè)視圖；圖2是主軸箱主視圖。如圖所示，整個(gè)主 軸箱1分進(jìn)給和主軸兩個(gè)傳動(dòng)，進(jìn)給軸由一個(gè)小伺服電機(jī)9(12. 6KW， 2000r/min)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，然后通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器3傳遞給主設(shè)備的 絲桿，根據(jù)繞制彈簧的節(jié)距完成設(shè)備的迸給運(yùn)動(dòng)。
主軸由一個(gè)大伺服電機(jī)16(30KW， 1500r/min)帶動(dòng)一個(gè)行星擺線減 速器8，增大的扭矩通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器7 (圖5所示)完成傳動(dòng)。通過(guò) 空心軸4輸出，空心軸4出頭部分有(i)180、 30寬的環(huán)槽，用于聯(lián)結(jié)主 設(shè)備的主軸，帶動(dòng)主設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了減小傳動(dòng)阻力，主軸箱1內(nèi)不能存放過(guò)多的油量，只能采用 噴淋潤(rùn)滑，所以增加潤(rùn)滑裝置12，該潤(rùn)滑裝置12是通過(guò)將電機(jī)聯(lián)結(jié)一
個(gè)油泵，產(chǎn)生的油壓通過(guò)油管噴淋完成潤(rùn)滑。
主軸箱1內(nèi)潤(rùn)滑油的油位不能太高，油位太高將使一級(jí)齒輪傳動(dòng) 的小齒輪造成過(guò)大的阻力，功率損耗嚴(yán)重。為此，在主軸箱1下部一 級(jí)齒輪傳動(dòng)位置設(shè)置液位計(jì)13，檢測(cè)潤(rùn)滑油的油位，控制油位降低至 進(jìn)給小齒輪中心線，減小阻力。
為了控制油泵噪音過(guò)高的問(wèn)題，應(yīng)適當(dāng)減小油泵的型號(hào)，例如， 由原來(lái)的CB-B16換為BB-BIO，并將外露油管改在箱體內(nèi)部，很好的減 小了噪音，同時(shí)也避免了漏油問(wèn)題。
圖3、圖4和圖5分別是主軸箱A - A剖面圖、主軸箱C- C剖 面圖和主軸箱B - B剖面圖。如圖所示，為了配合彈簧繞制的需要， 輸出兩種扭矩。在聯(lián)軸器7后面設(shè)置變速機(jī)構(gòu)，形成兩個(gè)傳動(dòng)速比， 這兩個(gè)速比是由一個(gè)圖2所示的定位手柄裝置14的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪17 和齒條10，齒條IO通過(guò)傳動(dòng)撥動(dòng)一個(gè)雙聯(lián)齒輪(5， 6)，雙聯(lián)齒輪(5， 6)在花鍵軸11上移動(dòng)，分別與空心軸4上的兩個(gè)傳動(dòng)齒輪嚙合，形 成兩個(gè)速比，分別是57/23、 40/40，再傳給輸出空心軸4上。
為了使撥動(dòng)雙聯(lián)齒輪的定位手柄裝置14的換擋位置明顯區(qū)別，選擇換擋手柄上的齒輪、齒條參數(shù)，使左右位置明顯分開(kāi)，便于操作。
圖4顯示小伺服電機(jī)9通過(guò)聯(lián)軸器2帶動(dòng)一級(jí)減速齒輪完成速比 60/24傳動(dòng)，控制小伺服電機(jī)9的轉(zhuǎn)速達(dá)到控制步進(jìn)速度，進(jìn)而達(dá)到控 制彈簧節(jié)距。
裝配時(shí)，輸出空心軸要和兩個(gè)齒輪三個(gè)定距環(huán)以及兩個(gè)調(diào)心軸承 同時(shí)進(jìn)入，而且還要在箱體里完成，給裝配帶來(lái)很大困難，所以改變 軸與輪的配合公差、中間的長(zhǎng)定距環(huán)開(kāi)鍵槽口便于鍵與槽找正順利進(jìn) 入。
為了防止輸出空心軸串出，做好箱體軸承外圈軸向定位；箱體空 心軸出頭端更改大一號(hào)的調(diào)心軸承，軸承外圈增加定位臺(tái)。；
在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)整機(jī)安全系數(shù)高，可以巻曲(t)70直徑的鋼絲， 還可以將輸出空心軸加粗5mm，尾罩加長(zhǎng)200mm，這樣巻曲的范圍又增 加了，鋼絲增加直徑10mm。
權(quán)利要求1.一種用于卷曲大直徑高強(qiáng)度鋼絲彈簧設(shè)備的主軸箱，該主軸箱包括進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng)一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器3傳遞給主設(shè)備的絲桿，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；所述主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)行星擺線減速器，通過(guò)一級(jí)差速減速齒輪傳動(dòng)，將扭矩通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器和空心軸輸出傳給主設(shè)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸箱，其特征在于，所述進(jìn)給傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)為12.6KW， 2000r/min;所述主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電 機(jī)為30KW， 1500r/min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸箱，其特征在于，所述主軸傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)的空心軸的出頭部分有0)180、 30寬的環(huán)槽，用于聯(lián)結(jié)主設(shè)備的主軸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸箱，其特征在于，所述主軸箱還 包括潤(rùn)滑噴淋裝置，該潤(rùn)滑噴淋裝置由電機(jī)、油泵和油流信號(hào)器等組 成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸箱，其特征在于，所述主軸箱下 部設(shè)置液位計(jì)，檢測(cè)潤(rùn)滑油的油位，來(lái)限制油量過(guò)大。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸箱，其特征在于，所述主軸箱的 主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括變速機(jī)構(gòu)，該變速機(jī)構(gòu)輸出兩種扭矩，所述變速 機(jī)構(gòu)的控制通過(guò)定位手柄裝置、齒輪齒條傳動(dòng)裝置和具有兩種齒數(shù)的 雙聯(lián)齒輪完成兩個(gè)速比的傳動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的主軸箱，其特征在于，所述兩個(gè)速比 的傳動(dòng)分別是57/23和40/40。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸箱，其特征在于，所述一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速比為60/24。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于卷曲大直徑高強(qiáng)度鋼絲彈簧設(shè)備的主軸箱，該主軸箱包括進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng)一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器3傳遞給主設(shè)備的絲桿，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；該主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)行星擺線減速器，通過(guò)一級(jí)差速減速齒輪傳動(dòng)，將扭矩通過(guò)鼓形齒聯(lián)軸器和空心軸輸出傳給主設(shè)備。本實(shí)用新型的主軸箱，增大輸出扭矩，達(dá)到對(duì)大直徑(63以上)高強(qiáng)度鋼絲彈簧的繞制所需的扭矩。該主軸箱性能穩(wěn)定，成品率高，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B21F35/00GK201432072SQ20092009659
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者儲(chǔ)志剛, 吳永利, 孫富蘭, 張淑萱 申請(qǐng)人:天津市萬(wàn)新傳動(dòng)設(shè)備有限公司