机械结构设计中抗磨损的改造方案研究

孙高鹏

摘 要：机械在运转过程中，机械结构的磨损是一个十分常见的问题，同时也是危害较大的问题，在机械工作过程中造成的磨损一般都会降低安全系数、运转性能和生产质量等，因此对于机械结构设计中我们要有效的设置抗磨损的问题，并针对机械机构中的磨损问题进行有效的解决，同时提出相应的改造方案。

关键词：机械结构设计；抗磨损；改造手段

1 抗磨损改造的意义

现在的机械生产中，对于机械的运用十分常见，同时在生产活动中起到了不可替代的作用，对于机械结构生产运行的过程最常见的问题也就是机械磨损问题，机械磨损对生产具有十分大的影响，还会给成套的设备带来不利的影响，因而在机械结构设计中采取相应的改造方案有效的抗磨损也就显得十分的重要。对于现在的机械设备来说，转动结构也就是十分关键的部分，承担着动能有效的传输的重任，同时也发挥了结构运转的作用。机械结构工作过程中磨损也就是十分常见的问题，在对转动设备结构设计的时候也就要有效的抗磨损方案，并制定抗磨损的优化方案，对于这种问题的处理也就关系到整套机械设备的安全运行和有效运行的问题，需要我们不断的研究，更好的提高机械结构设计中抗磨损的效率。

2 传动结构磨损导致的不良后果

2.1 降低安全系数

对于相应的机械设备中结构磨损会导致安全系数的降低，在对相应的结构中的零件的磨损，时间久了就会发生突发性的断裂，机械设备就会出现故障，最终导致整套动力传输设备处于瘫痪状态。如果机械结构中的链条的磨损严重，链条产生的断裂飞出的链条也就会危及人员和设备的安全。

2.2 降低运转性能

机械结构设计中没有很好的设计抗磨损方案，在长时间的工作中也就会导致转动结构受到严重的磨损，对于这种情况也就很难对动力系统进行有效的调控，在日常的生产过程中也就会降低工作效率，对于设备工作中无法正常的接受操作人员发出的指令，严重的影响了经济效益，机械设备的运转性能也就不能得到保障。

2.3 降低生产质量

在机械结构中出现了磨损的情况，也就会导致机械设备中的配件不能正常的运转，同时磨损严重还会降低设备生产质量，产品的质量也就不能得到有效的保证，还会降低整条生产线的生产效率。

3 机械机构设计中抗磨损改造

3.1 链传动的抗磨损设计

在机械抗磨损设计中，首先就是对机械转动能量传输的链条的抗磨损设计，对于链条的抗磨损设计主要就是从链条和链轮这两大构件的设计，我们可以将主动链轮具有的动力有效的传递给从动链轮，结构如图1所示。在链传动结构设计中，主要就是对两个链轮作为受力载体，在对相应的设计的时候对于链条的转动作为动力的传输，链轮的状态一般是固定的，在链条转动的时候一般都会发生松动和移位的不良问题。有的时候在高速转动时会发生突然断裂的问题。因此对于链传动的抗磨设计主要就是从链轮齿数、链条节距的改造着手。

1.内链板；2.外链板；3.销轴；4.套筒；5.滚子

图1 链传动的抗磨损设计

3.1.1 链轮齿数。在机械结构设计中，对于链轮齿数数量确定中主要就是采用以下两种方法，第一就是根据转动过程中链条承担的动力的大小，第二就是根据链轮的型号进行确定，对于大链轮对应的齿数相对偏少，这样也就能有效的传递动能；小链轮对应的齿数较多，这样可以有效的保证链传动的平稳性，同时还可以降低链传动的荷载。同时抗磨损设计中，对于链条数量的选用一般选择偶数，链轮采用合适材料和热处理工艺，对其抗磨损性能也就越好，为了有效的保证机械设备中链传动的寿命，建议链轮齿数和链节数互为质数。

3.1.2 链条节距。在机械抗磨损设计中，通过相应的理论研究发现，在链传动中随着节距的增大，整个传动结构将具有更为优异的荷载承担性能。但是在实际工作的过程中，对于这种理念并非如此，随着节距的增大，在链轮之间承受的冲击力也就越大，对于这种情况也就会导致链传动配件受到损耗，所以我们在设计的时候，尽量选择那些具有较小的节距的链条，这样也就可以降低节距实际应用的效果。

3.2 齿轮传动的抗磨损设计

在机械设备中，齿轮传动属于一种最为常见的传动结构，对其相應的传动机理来说主要就是两个齿轮的轮齿发生啮合作用，从而有效的实现对动力以及运动的有效传递，一个独立完整的齿轮传动结构主要就是由两个不同的齿轮的构成。齿轮在工作的时候，也就会出现严重的磨损问题，给机械设备带来不利的影响，有时还会导致设备很难正常的运转。齿轮传动结构中主要分为两种，一种是闭式传动，另一种是开式传动，因而在抗磨损设计的过程中，应结合具体情况采取相应的措施。

3.2.1 闭式齿轮传动。齿轮传动过程中，主要就是两齿轮由于存在表面的接触，由于摩擦力的生成，部分的机械能也就会被转化为热能，也就会大幅度的提高齿轮的表面温度，也就会加剧齿轮磨损。对于闭式齿轮结构进行抗磨损设计的时候，应将改造重点放在对齿轮疲劳强度的提高，从而有效的保证齿轮在实际运行过程中能够有效的提高其性能。比如，选用具有较高强度的金属材料制作，从而赋予齿根良好的抗疲劳强度，也就不会发生受热发生弯曲的情况。由于两个齿轮属于齿面接触，当两者强度达到一致的时候，需要根据实际情况来进行磨损设计。

3.2.2 开式齿轮传动。对开式齿轮结构设计来说，其抗磨损改造的重点需要提高齿根弯曲疲劳的强度，从而实现有效防治磨损的危害。相应的结合机械设备的具体的结构和运行的情况，对结构进行优化设计，从而达到有效的延长齿轮使用寿命，同时还需要根据该类型结构的特点设计相应的润滑结构，并为之配备合适的润滑油，从而有效削弱运行环节的磨损程度，也可对制作材料进行事先热处理提高表面硬度以及齿轮表面粗糙度，这样也会提高齿轮的抗磨性能。

4 结束语

对于传统的机械结构进行相应的改造，能够有效的提高机械的安全系数以及运转性能，对于机械转动结构来说，抗磨损设计属于常见和典型的改造，因此对于相应的设计人员应该对有必要结合机械传动结构本身的性能和特点，充分的做好抗磨损结构优化改造工作。

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