航天航空行業應用--發動機聯軸器端面弧齒

      端面弧齒盤最早由美國格利森公司設計,當初主要是用作在高工作溫度、高轉速、高負載運行環境下的聯軸器使用,被大量應用于航空機械渦輪引擎傳動主軸,主要用途為組裝及固定渦輪機各級轉子。其由一對相互嚙合的端面凸齒盤及端面凹齒盤組成,凸齒盤的端面上分布的輪齒為凸形弧齒,凹齒盤的端面上分布的輪齒則為凹形弧齒,兩齒盤通過端齒嚙合的聯接形式構成聯軸器以實現兩回轉部件之間的運動和動力傳遞。

     

端面弧齒

端面弧齒盤這種特殊的齒形,一般在專用的機床上通過“杯形砂輪”成型磨削而成。磨削加工時砂輪與齒盤坯回轉軸線在方位設置上為相互平行,砂輪的外刃磨削凹齒盤的凹形齒面,砂輪的內刃磨削凸齒盤的凸形齒面,且磨削凸、凹齒面時砂輪與齒盤坯的中心距相同。砂輪每次磨削同一齒盤上兩個輪齒的各一個齒面,完成相應齒面的加工后齒盤坯利用機床的精密分度機構作分度運動,旋轉360°/ZZ為齒盤的齒數)度后再進一步加工另外兩輪齒的各一個齒面。齒盤坯旋轉一周后共磨削出2Z個同一性質的齒面(即同為凸圓弧齒面或凹圓弧齒面),即完成了齒盤全部輪齒的加工。由這種加工原理決定的,具有特殊幾何齒形的端面弧齒盤在嚙合傳遞運動和力時具有以下優點。

  •   高剛性,當凹齒與凸齒嚙合在一起時,輪齒間接觸面是相當均勻連續的,而且齒盤有多少輪齒便有多少對齒接觸面,接觸面積大,因此齒盤就能承受較高的載荷而具有很高的剛性。

  •  自動對心,由于端面弧齒盤輪齒的弧度為固定值,使得通過凹齒或凸齒齒寬中點所做的齒形切線,必定交于端面弧齒盤的中心,所以當凹齒和凸齒嚙合在一起時,兩端面弧齒盤能自動對心。

  • 分度定位精度高,而且具有極佳的重復定位精度,磨合后可進一步提高定位精度及易于閉合等特性。當端面弧齒盤用來作分度定位時,在使用過程中凸齒盤與凹齒盤輪齒之間相互研磨,正確的使用過程不但不會使精度降低,反而可能會有所提高。而且該弧齒盤在應用時,是利用全部的齒作同時的嚙合定位,使得產生齒盤的平均嚙合效應,也可提高其分度的精度。

       由于上述優點,端面弧齒盤被廣泛地應用在旋轉分度機構上,應用時由兩齒盤的嚙合特性來產生分度定位,可稱為一種齒盤式分度機構。


典型應用一:

端面弧齒聯軸器

應用領域:航空—飛機,航天—導彈,輪船,艦艇

該類應用主要為航空發動機轉子,用于連接葉輪和長軸。



某航天發動機公司產品

典型應用二:

燃氣輪機轉子

應用領域:燃氣輪機、壓縮機

該類應用主要用于連接各級渦輪盤與動力軸的連接。

此應用在我公司的成功案例:

某航天發動機公司

該案例能充分體現我公司實力,其產品分為兩個高壓渦輪盤和一根長度為2.9米的長軸。在我公司未為其加工前,國內只有某公司代為加工,設備為德國科林貝格的臥式端面弧齒磨齒機,但該設備年久失修,故障率特別高,產品精度不穩定,所以找我公司代為加工。目前,全中國境內只有我公司生產的YGK78120高精度數控立式端面弧齒磨床能夠滿足其加工需求。

 

典型應用三:

多齒分度齒盤

應用領域:數控機床

從最近幾年的展會上,可以發現,弧齒分度齒盤已經作為機床的關鍵功能部件應用于加工中心的轉臺、刀庫等分度機構中。北京某機床廠與日本大隗*合資的某公司加工中心就采用此結構作為其加工中心的分度機構。友嘉部分加工中心也采用此結構。



端面弧齒的檢測


公差

檢測設備

我公司能力

齒頂高

0.05

萬能工具顯微鏡

滿足

齒型

100%合格

輪廓度儀

滿足

端面跳動

0.005/0.013*

圓度儀

滿足

徑向跳動

0.005/0.013*

圓度儀

滿足

著色率

90%接觸率

著色藍油和黃油

滿足

備注*:量規:0.005

       正式產品由于其自身誤差,目前精度要求均為0.013

 

備注說明:我公司生產的高精度數控端面弧齒磨床是國內唯一一家能夠加工端面弧齒的設備。目前國內使用的端面弧齒加工設備均為歐美設備,如美國格里森,德國的科林貝格,德國的保寧。我公司生產的端面弧齒機床YGK7850與2012年5月5日直2012年10月20日,在哈爾濱東安發動機廠的工藝技術部生產車間進行了大量的實踐,與其美國格里森設備加工的端面弧齒精度完全持平,有東安廠開具的用戶使用意見可以證明!

        我公司能夠成功開發端面弧齒磨床的根本在于我公司兩項專利技術—動靜壓主軸專利和三面閉式靜壓轉臺專利。







應用案例

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