May 27, 2021
引言
消防車是消防部隊(duì)滅火抗災(zāi)、搶險(xiǎn)救援的主要作戰(zhàn)裝備。罐類消防車消防泵的驅(qū)動(dòng)、舉高類消防車支腿的展開與臂架的舉升,都須通過(guò)取力器將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力傳遞到消防裝置。消防泵的性能優(yōu)劣決定了消防車的性能。粉末冶金齒輪較之普通合金齒輪制造成本低、精度更高、耐磨性更好、抗疲勞性更強(qiáng),具有良好的耐高溫和耐蝕性。
該文將粉末冶金齒輪應(yīng)用在消防車取力器上,分析了影響傳動(dòng)齒輪的效率,并做了粉末冶金溫壓斜齒輪和合金斜齒輪傳動(dòng)效率對(duì)比試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明: 粉末冶金溫壓斜齒輪綜合性能比合金斜齒輪更為優(yōu)越,更適合取力器傳動(dòng),具有廣闊的應(yīng)用前景。
1、消防車取力器結(jié)構(gòu)形式
取力器是通過(guò)齒輪傳動(dòng)傳遞動(dòng)力的裝置。根據(jù)安裝位置和作用的不同,消防車用取力器的取力方式大體分為 5 類: 變速器上蓋取力、變速器副軸取力、全功率取力、傳動(dòng)軸取力和側(cè)取力。
工作原理: 從變速器軸上直接取力,輸出主動(dòng)力至車輛變速器,通過(guò)中間軸的齒輪驅(qū)動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)而輸出第二動(dòng)力源到消防裝置。這種形式的取力器潤(rùn)滑方便,全功率輸出,因而傳輸功率大,傳遞效率高,性能可靠,易于實(shí)現(xiàn)消防車的雙動(dòng)功能,可以實(shí)現(xiàn)邊行駛邊噴水,適用于大噸位的罐類消防車和聯(lián)用類消防車等。
在取力器結(jié)構(gòu)中,齒輪是傳動(dòng)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件。取力器傳動(dòng)功率大,高負(fù)載,發(fā)熱量大,采用合理的齒輪設(shè)計(jì),能提高傳動(dòng)性能,增加使用壽命,降低使用成本。
該文采用粉末冶金溫壓斜齒輪傳動(dòng),其良好的性能完全能滿足取力器的性能要求,并提升使用壽命。
2、粉末冶金溫壓斜齒輪制造工藝
粉末冶金溫壓成形技術(shù)能以較低的成本制造出高密度的粉末冶金零件,保持了傳統(tǒng)粉末冶金工藝無(wú)切削加工的特點(diǎn),與常規(guī)鍛坯機(jī)械加工相比,可減少工序,節(jié)約原料; 同時(shí),大大改善粉末冶金材料的力學(xué)性能,特別是象齒輪類等輪廓較復(fù)雜的粉末冶金結(jié)構(gòu)零件,經(jīng)濟(jì)尤顯突出。
粉末冶金齒輪與合金鋼齒輪的毛坯質(zhì)量、零件質(zhì)量和材料利用率對(duì)比見表 1。合金鋼齒輪的加工余量大,浪費(fèi)材料,切削加工過(guò)程中消耗大量能源; 粉末冶金無(wú)切削加工,材料利用率高。由表 1 可以看出粉末冶金齒輪比合金鋼齒輪的材料利用率高約 60% ,其機(jī)加工費(fèi)用僅為傳統(tǒng)加工方法的 1 /4,總生產(chǎn)成本比合金鋼齒輪的生產(chǎn)成本降低 40% 左右。
3、取力器齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)效率試驗(yàn)研究
齒輪傳動(dòng)裝置的功耗有兩個(gè)重要的來(lái)源,即嚙合損失、軸承及油封等處的功率損失,而其中具有決定性的當(dāng)然是嚙合損失。在當(dāng)今機(jī)械工業(yè)各領(lǐng)域中,都非常重視對(duì)齒輪傳動(dòng)效率的研究,如能將齒輪傳動(dòng)裝置的效率提高哪怕 1% ,也具有十分重要的意義。
對(duì)在消防車取力器中的粉末冶金溫壓斜齒輪的傳動(dòng)效率特性的研究,分析嚙合過(guò)程中的動(dòng)態(tài)性能,指導(dǎo)設(shè)計(jì)高效的齒輪傳動(dòng)裝置,具有重要的意義。該文擬進(jìn)行 38CrMoAl 合金斜齒輪與粉末冶金溫壓斜齒輪傳動(dòng)效率對(duì)比試驗(yàn),找出材料因素在傳動(dòng)效率上的影響。
4、結(jié)論
1)消防車取力器整體性能取決于齒輪傳動(dòng)性能,傳動(dòng)效率是非常重要的性能指標(biāo)。粉末冶金溫壓斜齒輪材料的孔隙可以用作儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的容池,在摩擦過(guò)程中,儲(chǔ)存在一定孔隙中的潤(rùn)滑油始終保證了摩擦副之間潤(rùn)滑膜的形成,改善了摩擦副的潤(rùn)滑狀況,減輕黏著磨損,起到自潤(rùn)滑作用,摩擦系數(shù)比 38CrMoAl 材料的要低,粉末冶金斜齒輪具有很高的傳動(dòng)效率。
2)傳動(dòng)效率試驗(yàn)證明了粉末冶金斜齒輪是一種性能優(yōu)良的齒輪。在相同的工況下,粉末冶金溫壓斜齒輪的傳動(dòng)效率比合金斜齒輪要高1% ~4% 。
來(lái)源:愛學(xué)術(shù)
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