变速箱档位锁紧机构设计

季卫东 李立强 姜 辉 郝峻崧

（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161005）

目前，我国数控重型立式车床的直流主传动变速箱一般采用机械两档立轴传动变速结构。该变速结构采用液压油缸推动拨叉、滑移齿轮沿立轴上下方向移动至两档工作位置，滑移齿轮、拨叉在自身重力的作用下向下滑落。为了克服滑移齿轮、拨叉自身的重力，变速箱一般采用液压保压装置维持换档油缸液压油的压力。但是，由于液压保压装置存在泄漏，在变速箱工作过程中，经常出现变速箱档位脱开、滑移齿轮从变速箱的高速档位向下滑落并与相邻齿轮发生碰撞的现象，造成齿轮、轴、轴承损坏事故的发生，其根本原因在于该变速箱换档结构中缺少档位锁紧机构。

为了解决上述问题，我们对原变速换档结构进行改进设计，取消了变速油缸液压保压装置，新设计了一套变速箱档位锁紧机构（图1）。该机构采用在拨叉上新增加2个档位锁紧槽，并在拨叉相对的变速箱侧面新增加一套锁紧活塞杆、油缸，活塞杆的头部为锁紧插销，通过将锁紧插销插入拨叉的锁紧槽来锁住拨叉，从而锁住滑移齿轮。活塞杆的运动采用弹簧锁紧、液压放松的结构。该档位锁紧机构具有自动锁紧、锁紧牢固、安全可靠的特点。

变速箱由高速档至低速档的换档过程:首先，锁紧油缸进油管来油，推动锁紧插销从拨叉的锁紧槽中脱出到位后，锁紧插销压合锁紧限位开关，锁紧限位开关发出拨叉换档信号，换档油缸无杆腔进油管进油，换档油缸有杆腔进油管回油，液压油推动活塞杆、拨叉移动到低速档位置后，固定在拨叉上的撞块压合低速档限位开关，低速档限位开关便发出换档结束信号，至此高速档至低速档换档工作结束。

变速箱由低速档至高速档的换档过程:首先，锁紧油缸进油管来油，推动锁紧插销从拨叉的锁紧槽中脱出到位，锁紧插销压合锁紧限位开关后，锁紧限位开关发出拨叉换档信号，换档油缸有杆腔进油管进油，换档油缸无杆腔进油管回油，液压油推动活塞、拨叉移动至高速档位置后，固定在拨叉上的撞块压合高速档限位开关，高速档限位开关便发出换档结束信号，至此低速档至高速档换档工作结束。

新设计的变速箱档位锁紧机构，经过在10 m数控重型立式车床上使用后验证，该机构安全、可靠，大大提高了机床变速箱工作的可靠性、安全性，有效地防止了变速箱档位脱开事故的发生。该机构已在我公司的单柱系列、双柱系列数控重型立式车床上全面投入使用，经济效果显著，并已被我公司正式申请了国家实用新型专利。