CN104174656A - 一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，所述离合器装置包括外花键轴套、内花键套、档位齿轮和传动轴；所述外花键轴套安装在所述传动轴上。所述外花键轴套以过盈配合的方式安装在所述传动轴上。与现有离合器装置相比，本发明设计新颖，简约，可靠，易于实现，使用新型离合器装置后完全杜绝了花键齿面磨损现象，大大降低了班中换规格时间和轧制故障时间，提高了轧机作业率；即使由于意外原因造成花键损伤，也可以仅仅更换外花键轴套，而不需要更换传动轴，从而延长备件使用寿命，降低企业生产成本。

Description

一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置

技术领域

本发明属金属轧制设备技术领域，尤其涉及高速线材减定径机变速箱。 

背景技术

目前，大多数高速线材轧制生产线(包括当今世界最先进水平的高速线材轧制生产线)普遍以4架45°顶交布置的减定径机组为线材的最终成品轧机。高速线材轧制生产线减定径机组通常由一台交流电机通过变速箱集中传动，为实现不同轧制规格的速度匹配，每台变速箱内均配有齿轮变速传动装置，依靠离合器装置实现转速变换。 

现有技术中的离合器装置都是在传动轴上直接加工外花键，依靠花键套在轴上花键的移动来实现挂档。但由于传动轴上的外花键分度圆直径太小，传递轧制扭矩时花键承受的挤压应力过大；而且在轴上加工花键一般只能进行调制处理，无法对花键进行氮化等齿面硬化处理工艺，导致花键强度不足。通常变速箱运行一个月后就会发生花键齿面磨损，挂档困难，甚至无法挂档的问题，每次检修均需对轴上的花键进行修复，花键损坏严重时甚至需要更换新的传动轴，造成备件费用和故障时间大幅上升，严重制约了生产的稳定性。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有技术中由于传动轴上的外花键分度圆直径太小，传递轧制扭矩时花键承受的挤压应力过大；而且在轴上加工花键一般只能进行调制处理，无法对花键进行氮化等齿面硬化处理工艺，导致花键强度不足，造成花键齿面磨损，挂档困难，甚至无法挂档的问题；花键损坏严重时甚至需要更换新的传动轴，造成备件费用和故障时间大幅上升，严重制约了生产的稳定性等技术问题，而提供了一种用于高速线材减定径机组的变速 箱离合器装置。 

本发明技术构思是，为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种改进的变速箱离合器花键装置，可以减小联接花键承受的挤压应力，增加花键强度，杜绝花键齿面的磨损，从而减少故障时间和备件费用，降低轧制成本。 

本发明所提供的技术方案是，一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，所述离合器装置包括外花键轴套、内花键套、档位齿轮和传动轴；所述外花键轴套安装在所述传动轴上。 

所述外花键轴套以过盈配合的方式安装在所述传动轴上。 

所述外花键轴套的轴套内孔对称加工平键，所述平键用以在轴和轴套间传递扭矩。 

所述外花键轴套的轴套外圆加工渐开线花键。 

所述当轧制工艺需要选用档位齿轮传递扭矩时，采用液压缸通过拨叉驱动内花键套移动，与档位齿轮上的外花键联接以实现挂档。 

将所述外花键轴套的直径设置为，比传动轴的直径增加一倍；将所述外花键的分度圆设置为增加一倍；将所述外花键的齿数增加一倍；模数也相对应增加。 

所述外花键轴套的花键齿面进行氮化处理工艺。 

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决现有技术中由于传动轴上的外花键分度圆直径太小，传递轧制扭矩时花键承受的挤压应力过大；而且在轴上加工花键一般只能进行调制处理，无法对花键进行氮化等齿面硬化处理工艺，导致花键强度不足，造成花键齿面磨损，挂档困难，甚至无法挂档的问题；花键损坏严重时甚至需要更换新的传动轴，造成备件费用和故障时间大幅 上升，严重制约了生产的稳定性等技术问题；同时与现有离合器装置相比，本发明设计新颖，简约，可靠，易于实现，其主要效果体现在： 

(1)普通变速箱运行一个月后就会发生花键齿面磨损，挂档困难，每次换规格均有部分档位无法自动挂档，需要对变速箱开盖，使用人工外力强行挂档。使用新型离合器装置后完全杜绝了花键齿面磨损现象，大大降低了班中换规格时间和轧制故障时间，提高了轧机作业率。 

(2)普通变速箱每次检修均需对传动轴上的花键进行修复，损坏严重时甚至需要更换新的传动轴，造成每年备件费用增加数十万元。使用本发明的离合器装置后，不再需要对花键进行修复，即使由于意外原因造成花键损伤，也可以仅仅更换外花键轴套，而不需要更换传动轴，从而延长备件使用寿命，降低企业生产成本。 

附图说明

图1是发明的变速箱离合器装置不挂档时结构示意图； 

图2是发明的变速箱离合器装置挂档时结构示意图； 

其中，1为外花键轴套；2为传动轴；3为平键；4为内花键套；5为档位齿轮；6为支撑轴承。 

具体实施方式

本发明的技术方案为一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，所述离合器装置包括外花键轴套1、内花键套4、档位齿轮5和传动轴2；所述外花键轴套1安装在所述传动轴2上。所述外花键轴套1以过盈配合的方式安装在所述传动轴2上。所述外花键轴套1的轴套内孔对称加工平键3，所述平键3用以在轴和轴套间传递扭矩。所述外花键轴套1的轴套外圆加工渐开线花键。所述当轧制工艺需要选用档位齿轮5传递扭矩时，采用液压缸通过拨叉 驱动内花键套4移动，与档位齿轮5上的外花键联接以实现挂档。将所述外花键轴套1的直径设置为，比传动轴2的直径增加一倍；将所述外花键的分度圆设置为增加一倍；将所述外花键的齿数增加一倍；模数也相对应增加。所述外花键轴套1的花键齿面进行氮化处理工艺。 

根据花键强度校核公式：设计的花键承受的挤压应力减小为原来的四分之一。同时对外花键轴套1的花键齿面进行氮化处理工艺，使齿面的耐磨性和抗疲劳性大大增加。发明的离合器装置联接强度提高4倍以上。 

外花键轴套1安装在传动轴2上，轴和孔的配合尺寸选取H7/p6的过盈配合方式，防止因松动造成配合面磨损。轴套内孔对称加工两组平键3，用以在轴和轴套间传递扭矩。轴套外圆加工花键，花键类型为渐开线花键(GB3478.1-83),压力角为30°,配合类别为H/f齿侧配合，使花键具有自动定心作用，花键齿面进行氮化处理，增强其耐磨性和抗疲劳性。外花键轴套的材质为42CrMo或40Cr，安装时只需将其加热到160℃即可装入，拆除时则利用轴套端面的螺栓孔拉出。 

当轧制工艺不选用档位齿轮5传递扭矩时(即不挂档时)，内花键套4保持在图1中的位置，内花键套4与档位齿轮5上的外花键不联接，档位齿轮5依靠内部的支撑轴承6在传动轴上空转。 

当轧制工艺选用档位齿轮5传递扭矩时(即挂档时)，采用液压缸通过拨叉驱动内花键套4向左侧移动(图2所示位置)，内花键套4与档位齿轮5上的外花键联接，传动轴2和外花键轴套1、内花键套4、档位齿轮5共同传递扭矩。 

Claims (7)

1.一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，其特征在于，所述离合器装置包括外花键轴套(1)、内花键套(4)、档位齿轮(5)和传动轴(2)；所述外花键轴套(1)安装在所述传动轴(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，其特征在于，所述外花键轴套(1)以过盈配合的方式安装在所述传动轴(2)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，其特征在于，所述外花键轴套(1)的轴套内孔对称加工平键(3)，所述平键(3)用以在轴和轴套间传递扭矩。

4.根据权利要求3所述的一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，其特征在于，所述外花键轴套(1)的轴套外圆加工渐开线花键。

5.根据权利要求4所述的一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，其特征在于，所述当轧制工艺需要选用档位齿轮(5)传递扭矩时，采用液压缸通过拨叉驱动内花键套(4)移动，与档位齿轮(5)上的外花键联接以实现挂档。

6.根据权利要求5所述的一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，其特征在于，将所述外花键轴套(1)的直径设置为，比传动轴(2)的直径增加一倍；将所述外花键的分度圆设置为增加一倍；将所述外花键的齿数增加一倍；模数也相对应增加。

7.根据权利要求6所述的一种用于高速线材减定径机组的变速箱离合器装置，其特征在于，所述外花键轴套(1)的花键齿面进行氮化处理工艺。