防磨损齿轮及配套的清理装置的制作方法

本发明涉及机械零部件领域，具体讲是一种防磨损齿轮及配套的清理装置。

背景技术：

齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力的装置，其圆周速度可达300m/s，传递功率可达100+kw，是现代各种设备中应用最广泛的一种机械传动方式。因此，齿轮的质量好坏直接影响着设备的使用范围和使用寿命；而齿轮失效则是造成机械故障的重要原因之一。齿轮失效的主要形式有磨粒磨损、齿轮折断、变形、点蚀等，其中磨粒磨损是最为常见的失效形式。具体的说，齿轮在传动摩擦过程中会产生金属磨粒，行业内又称金属削，金属磨粒的尺寸多在20～100微米之间；上述金属磨粒会残留在相互啮合的齿轮间，并恶性循环，加剧齿轮的摩擦损耗。若是能够去除齿轮传动过程中产生的磨粒，将大大提高齿轮的使用寿命及啮合传动的稳定性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种在传动过程中能有效去除金属磨粒的防磨损齿轮及配套的清理装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种防磨损齿轮及配套的清理装置，它包括齿轮本体，齿轮本体的齿根上设有孔，孔内设有用于吸附住齿轮本体啮合传动过程中产生的金属磨粒的磁铁；

该齿轮本体还设有配套的清理装置，该清理装置包括落料套筒，落料套筒的筒壁上设有一圈多个电磁体，每个电磁体沿落料套筒径向分布，电磁体通电后产生径向向外的磁力；该清理装置还包括一个电动机，电动机设有用于套合齿轮本体的输出轴且该输出轴位于落料套筒的轴线上。

采用以上结构的防磨损齿轮及配套的清理装置与现有技术相比，具有以下优点：

由于齿轮的根部设孔且孔内设有磁铁，故啮合传动时，一旦产生了金属磨粒，就迅速及时的吸附、收纳进齿根的孔内，换句话说，有效去除了齿轮啮合传动时产生的金属磨粒，从而有效避免金属磨粒滞留在啮合部造成的进一步磨损，进而保障了齿轮运行的稳定性和耐久性，明显延长了齿轮的使用寿命；而且，若齿轮长久工作后，金属磨粒将孔塞满，则该结构无法继续收纳，新产生的金属磨粒还是会造成磨损，故需要定期对齿轮本体清孔，但齿根部的孔，尺寸小、数量多，清理繁琐费力，此刻，利用本申请中配套的清理装置，会产生事半功倍的效果；具体的说，将齿轮本体套入电动机传动轴，驱动电动机旋转，同时对电磁体供电，由此产生的吸力与齿轮运动的离心力超过齿根磁铁的吸力，进而将金属磨粒从孔内吸出，电动机旋转一段时间确保孔内金属磨粒排干净后，对电磁体断电，使得此刻被电磁体吸附的金属磨粒下落掉入落料筒内；概括的说，该清理装置实现齿轮清理的自动化，节省人工成本，清洁效率高，清洁效果理想，且清洁后，金属磨粒都落入落料筒有效收纳，使现场整洁有序。

作为优选，孔的内壁设有内螺纹，磁铁为圆柱状，且磁铁外圆面设有外螺纹，磁铁旋合在孔内；这样，能方便快捷的将磁铁拧入孔内，且固定效果好，快捷方便的完成各个磁铁的安装。

作为又一种优选，每个齿根上设有一排多个孔，上述一排孔的排布方向与齿轮本体的轴向平行，每个齿根上的全部孔的孔口面积与该齿根的面积的比值大于50％且小于60％；孔口面积与齿根面积的比值控制在上述范围内，不多不少，科学合理；既不会因为孔口过大影响齿根部位的强度和力学性能；又有效保障了孔径总面积也就是金属磨粒的收纳空间；同时又为磁铁限定了合理的截面积，使得磁铁磁性适宜，既不会对齿轮传动造成额外的作用力，又刚好实现克服金属磨粒离心力，提供足够吸附力的效果。

作为进一步优选，每个孔为外大内小的阶梯孔，磁铁与内孔固定，外孔为容置收纳金属磨粒的空间；这样，既保证了金属磨粒的收纳空间充足，又限制了磁铁的截面积，避免磁力过大对齿轮传动造成额外阻力；且小尺寸的内孔更便于安装；况且，上述阶梯孔在保证齿轮基本力学性能的同时，进一步减轻了齿轮的自重。

作为更进一步优选，外孔孔深10mm，外孔孔径为6～8mm；内孔孔径为4～6mm，内孔的孔壁上功有1.5～2圈内螺纹；内螺纹和外螺纹均为圆螺纹；这样，外孔的孔深和孔径进一步保证了金属磨粒的足够收纳空间，又不会过大影响齿根的强度；内孔的螺纹圈数螺接效果好，且便于加工，而圆螺纹则保证螺接过程平顺可靠。

作为又一种优选，外孔的孔口处设有半径为1.5～2mm的圆倒角；这样，能避免孔口位置的应力集中效应，且基本不影响齿轮的力学性能。

作为还一种优选，落料套筒的顶环面设有支撑立柱，支撑立柱顶端设有顶板，电动机壳体悬吊固定在顶板上，电动机输出轴朝下；这样，电动机悬吊固定在清理区域的上方，能有效避免金属磨粒从齿根吸出后落到电动机上，避免对电动机的污染。

作为还进一步优选，输出轴与齿轮本体的轴孔间设有一个过渡轴套，过渡轴套上设有开口向上的盲孔，过渡轴套侧壁设有与盲孔连通的水平孔，输出轴下端伸入盲孔后由穿过水平孔的紧固螺栓锁紧；这样，套入或将齿轮本体取出时，可以先旋松紧固螺栓，向上收缩过渡轴套，使齿轮本体高于落料套筒的开口，便于齿轮本体取出或套入；且将齿轮套入过渡轴套后，下拉过渡轴套，确保齿轮位于各电磁体高度，再锁紧紧固螺栓，确保清理旋转过程中，齿轮本体安装稳定可靠，且能受到电磁铁足够的磁吸。

附图说明

图1是本发明防磨损齿轮及配套的清理装置中的防磨损齿轮相互啮合的结构示意图。

图2是本发明防磨损齿轮及配套的清理装置中的防磨损齿轮的侧视结构示意图。

图3是本发明防磨损齿轮及配套的清理装置中的防磨损齿轮的磁铁安装处的局部剖视放大结构示意图。

图4是本发明防磨损齿轮及配套的清理装置中的防磨损齿轮的磁铁的侧剖视放大结构示意图。

图5是本发明防磨损齿轮及配套的清理装置中的清理装置的结构示意图。

图6是本发明防磨损齿轮及配套的清理装置中的清理装置的爆炸结构示意图。

图中所示1、齿轮本体，2、齿根，3、磁铁，4、内螺纹，5、外螺纹，6、内孔，7、外孔，8、圆倒角，9、落料套筒，10、电磁体，11、电动机，12、输出轴，13、支撑立柱，14、顶板，15、过渡轴套，16、盲孔，17、水平孔，18、紧固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图6所示，本发明防磨损齿轮及配套的清理装置，它包括齿轮本体1，齿轮本体1的齿根2上设有孔，孔内设有用于吸附住齿轮本体1啮合传动过程中产生的金属磨粒的磁铁3。

具体的说，孔的内壁设有内螺纹4，磁铁3为圆柱状，且磁铁3外圆面设有外螺纹5，磁铁3旋合在孔内。当然，磁铁3与孔的安装还可以是其它结构，如可以将磁铁3硬挤入孔内使其过盈配合；或是用强力胶将磁铁3粘入孔内，等。

每个齿根2上的孔是按照一排多个均匀分布的，上述一排孔的排布方向与齿轮本体1的轴向平行，每个齿根2上的全部孔的孔口面积与该齿根2的面积的比值大于50％且小于60％。当然，孔口面积与齿根面积的比值略微超出该比值范围也是允许的。

本实施例中，每个孔为外大内小的阶梯孔，磁铁3与内孔6固定，外孔7为容置收纳金属磨粒的空间，更具体的说，磁铁3旋入内孔6但磁铁3的外端外凸于内孔5的孔口，但磁铁3外端不超过外孔7的孔口，这样，可将金属磨粒更好的限制在阶梯孔内部，便于后期清理干净。当然，不设置阶梯孔而采用直孔，只要能固定住磁铁3且在孔中留出一定的收纳金属磨粒的空间，也是可以的。

本实施例中，外孔7孔深优选10mm，外孔7孔径优选6～8mm；内孔6孔径优选4～6mm，内孔6的孔壁上功有1.5～2圈内螺纹4；内螺纹4和外螺纹5均为圆螺纹；两个螺纹的牙型角均优选30度。

为防止应力集中，在外孔7的孔口处设有半径为1.5～2mm的圆倒角8，进而保证阶梯孔不影响齿轮本体1的整体力学性能。

当然，还需要强调本申请中磁铁3的磁力，通俗的讲，本申请的磁铁3的磁力可以设置为外孔7容积的金属磨粒所产生的离心力的1.2～1.5倍；其数值可以根据齿轮材料的具体密度、齿轮的最大工作转速、齿轮齿根圆半径和外孔孔深去综合换算，具体的说，通过外孔7的孔径和深度算出容积，再乘以齿轮材料也就是金属磨粒密度，以获得质量，再通过齿根圆半径减去外孔7的0.5倍深度以获得旋转半径，然后将旋转半径、质量和齿轮最大工作转速套入离心力公式，就可换算出离心力具体数字，最后乘以系数1.2～1.5，就可获知需要的磁力大小。

上述的磁力控制得相对较弱，这样，既能克服金属磨粒的离心力，使其牢固吸附收纳，又不会对齿轮的传动产生额外的阻力。

该齿轮本体1还设有配套的清理装置，该清理装置包括落料套筒9，落料套筒9的筒壁上沿周向均匀分布有一圈多个电磁体10，每个电磁体10沿落料套筒9径向分布，电磁体10通电后产生径向向外的磁力；上述电磁体优选电磁线圈，上述的电磁线圈彼此并联后经一根主电路与直流电源连接，该主电路上还设有通断开关。上述每个电磁线圈通电后产生的磁力，方向与齿轮本体1上对应的齿根2上的磁铁3刚好相反，电磁线圈通电后产生的磁力略大于对应齿根2上全部磁铁3的磁力。

该清理装置还包括一个电动机11，电动机11设有用于套合齿轮本体1的输出轴12且该输出轴12位于落料套筒9的轴线上。具体的说，落料套筒9的顶环面设有三根支撑立柱13，三根支撑立柱13顶端固定有顶板14，电动机11壳体悬吊固定在顶板14上，电动机11输出轴12朝下。

输出轴12与齿轮本体1的轴孔间设有一个过渡轴套15，过渡轴套15上设有开口向上的盲孔16，过渡轴套15侧壁设有与盲孔16连通的水平孔17，输出轴12下端伸入盲孔16后由穿过水平孔17的紧固螺栓18锁紧；且锁紧时输出轴12下端与盲孔16孔底留有间隙。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。本申请无需对所有实施方式进行穷举。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。