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在齿形同步带轮上牢固地固定挡

制造工业用纱线、玻璃纤维和包装带的卷绕和缠绕等设备的企业——Dietze&Schell公司,很长时间以来一直在寻找一种能在齿形同步带上牢固地固定挡板的机器。因为这种设备既没有厂家可以提供,也没有找到相应的专利,所以有必要自己设计和制造一台这样的机器。

在许多机械制造部门,大都使用齿形同步传动装置来驱动转动的设备。在步带传动装置上,至少必须有一个参与传动的齿形同步带要配备挡板(图1)。挡板在轮子的转动工作面上对同步带进行导向。因为用户的大多数机器都处于快速运行、部分是不可停止的生产工艺过程之中,因此,一条脱开的同步带有可能会造成灾难性的后果。一方面,驱动装置会停止运转,由此造成停产;另一方面,脱开的同步带和松弛下来的挡板可能会给机器带来更多的损害。

目前,Dietze&Schell公司现有的用在齿形同步带轮上固定挡板的机器常常不能充分利用。由于其结构方式的限制,只能在有限的范围内使用。这是一台工厂自己制造的已经使用很多年的机器。使用这台机器在齿形同步带轮上固定挡板,有时并不很成功,在很小的负荷下挡板就会从轮子上脱开此外,并不是该公司所有的齿形同步带轮都能在这台机器上加工。有的同步带轮太大,以致于机器不能达到工件需要加工的部位。

由于以上这些原因,带挡板的齿形同步带轮大约95%都由别人制造。但是,这些外购的轮子上也常常会出现挡板不能牢固地固定在轮子上的情况。由此可以得出结论,供应商也没有100%地掌握这项工艺技术,结果往往是必须进行补充加工或造成安装上的延误。必须重新设计机器

因此,这家位于Coburg的制造工业用纱线、玻璃纤维和包装带的卷绕和缠绕等设备的Dietze&Schell公司,很长时间以来一直在寻找一台能在齿形同步带轮上牢固地固定挡板的机器。但是这种设备既没有厂家可以提供,也没有找到相应的专利。所以非常有必要自己设计和制造一台这样的机器。制造齿形同步带轮通常要使用的三种材料是:Nirosta不锈钢-X14CrMoS17-1.4104, 易切削钢-9SMn28K1.0715, 铝-AlCuMg PbF38-3.1645。这些都是易切削合金,无一例外地非常容易进行切削加工,非常适于制造车削和铣削件。

为了进行试验,制造了简单的无齿形同步带轮样件,以便测定工艺参数(滚压轮速度、压入深度、滚动、公差)、调节参数(压力)、保持力(夹持力)和刀具(模具)几何形状等。将挡板和齿形同步带轮接合的工艺方法是使用滚压轮连续工作的压力成形,用一个双锥形的工具使工件局部变形,将材料径向地向外排挤。挡板起着旋压模的作用,和轮子的材料形状封闭地连接在一起(图2),并且本身很剧烈地变形为锥形。通过锥状的挤压变形产生了很大的保持力,它阻止挡板从齿形同步带轮脱开。在试验中可以看出,如果挡板具有较大的安装间隙,就会得到稳固的连接,这会使挡板的插入更加容易。

使用相互作用的工具达到均匀性

如图3所示的新机器有如下特性:

● 有两个对称的相互作用的工具,用于不均匀性的平衡。它们可共同通过一个蜗杆传动装置进行调节和制动;
● 浮动支承的滚压轮用于加工所有可能出现的几何形状的轮子;
● 滚压轮的最佳型面可以改善材料的流动;
● 非常刚性的结构;
● 组合式适配器用于工件的装夹(多个不同直径的轮毂只用一个适配器就可以对心);
● 工艺过程可以用程序控制。

气缸将带有工具的横梁挤压到工件上。工件随着驱动力矩在滚压轮下面转动,使材料变形,形成一个牢固的连接。图3所示的机器用于半自动化操作。通过一个程序进行控制,机器的所有功能都可以在操作台上进行控制,可以将一项加工任务需要的数据输入菜单,并可修改加工参数。在自动化的操作中,使用调节的参数加工挡板。

新机器的工艺成果如下
机器的加工能力通过对各种不同工件的加工得到了证明。从图2中可以看出,挡板和齿形同步带轮的组合即使在锯断之后仍然能够构成一个坚固的整体。

在新机器上,所有现在通用的材料制造的挡板和齿形同步带轮通过形状闭合而稳固地连接在一起,即使挡板具有相对较大的安装间隙也是这样。这使得挡板的插入更容易。

由于两个滚压轮的自动化的工具定位和无工具的适配器的更换,装备调整时间非常短。使用精心设计的工具,即使位移很大的工件也可以加工。新的机器提高了这个制造部门的经济性。

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