Коробка скоростей бурового станка ЗИФ 1200А

Коробка скоростей бурового станка ЗИФ-1200А передает вращение от электродвигателя вращателю и лебедке. Муфтой сцепления — фрикционом, составляющим с коробкой скоростей один общий узел, осуществляется плавное отсоединение и присоединение вращающегося вала электродвигателя к коробке скоростей, а также обеспечивается разгон станка и безударное переключение шестерен коробки скоростей.

На станке ЗИФ-1200А установлена четырехскоростная коробка с прямой передачей на четвертой скорости и постоянно замкнутая, фрикционная, сухая, двухдисковая муфта сцепления — фрикцион.

Корпус коробки скоростей (рис. 7—10) состоит из трех отдельных частей: стального литого корпуса 1, стальной литой крышки корпуса 2 и чугунного литого поддона 3.

Рис. 7. Продольный разрез коробки скоростей с фрикционом: 1 — корпус; 2 — крышка корпуса; 3 — поддон; 6 — первичный вал; 7 — шарикоподшипник № 217; 8 — стакан; 9 — крышка; 10 — манжетное управление; 11 — шарикоподшипник № 316; 12 — втулка распорная; 13 — шарикоподшипник № 309; 14 — промежуточный вал; 15 и 16 — концевые шайбы; 17 — шарикоподшипник № 309; 18 — шарикоподшипник № 409; 19 — крышка; 20 — шестерня z = 41; 21 — шестерня z = 27; 22 — шестерня z = 36; 23 — шестерня z = 18; 24 — вторичный вал;25 — шарикоподшипник № 316; 26 — шарикоподшипник № 409; 27 — крышка; 28 — блок подвижный zнар. = 32 и z = внут. = 18; 29 — болк подвижный z = 23 и z = 41; 30 — втулка; 31 — шарикоподшипник № 215; 32 — шестерня z = 24; 33 и 34 – втулки шлицевые; 35 — шарикоподшипник № 215; 36 — шестреня z = 24;37 — шайба концевая; 38 — вилка переключения; 39 — валик вилки; 40 — шестерня паразитная z = 35; 41 — ось паразитной шестерни; 42 — шайба концевая; 54 — кольцо; 55 — корпус фрикционный; 56 — крышка корпуса фрикциона; 57 — зубчатая муфта; 58 — валик вилки включения; 59 — вилка включения фрикциона; 60 — вал фрикциона; 61 — шарикоподшипник № 208; 62 — шарикоподшипник № 312; 63 — крышка; 64 — болт крышки; 65 — полумуфта; 66 — палец; 67 — втулка резиновая; 68 — ступица ведущего диска; 69 — ведущий диск; 70 — кольцо фрикционное; 71 — диск ведомый; 72 — болт прижимной; 73 — диск промежуточный; 74 — диск нажимной; 75 — пружина; 76 — кронштейн; 77 — валик; 78 — рычаг нажимной; 79 — втулка; 80 — шарикоподшипник № 218; 81 — гайка; 82 — стакан; 83 — кольцо пружинное; 84 — болт; 85 — пружина.

Рис. 8. Горизонтальный разрез коробки скоростей: 1 — корпус; 4 — крышка; 6 — первичный вал; 8 — стакан; 9 — крышка; 11 — шарикоподшипник № 316; 12 — втулка распорная; 24 — вторичный вал; 25 — шарикоподшипник № 409; 27 — крышка; 28 — блок подвижный z = 32; 29 — блок подвижный z = 23 и z = 41; 32 и 36 — шестерни z = 24; 43 и 44 — вилки механизма переключения; 45 — плита; 46 и 47 — валики механизма переключения; 48 и 49 — подшипники механизма переключения; 50 — шарик фиксации валика; 51 — пробка; 52 — пружина; 53 — шарик блокировки; 55 — корпус фрикциона; 56 — болт.

Рис. 9. Поперечный разрез коробки скоростей (по левой камере корпуса): 1 — корпус; 2 — крышка корпуса; 3 — поддон; 4 — крышка; 14 — промежуточный вал; 21 — шестерня z = 27; 22 — шестерня z = 36; 24 — вторичный вал; 28 — 6лок подвижный z = 32; 29 — блок подвижный z = 23 и z = 41; 43 — вилка механизма переключения; 45 — плита; 46 и 47 — валики механизма переключения; 48 — подшипник механизма переключения; 87 — рычаг; 88 — осъ.

Рис. 10. Поперечный разрез коробки-скоростей (по правой камере корпуса): 1 — корпус; 2 — крышка корпуса; 5 — крышка; 24 — вторичный вал; 33 — втулка шлицевая; 36 - шестерня z = 24; 38 — вилка переключения; 39 — валик вилки; 57 — зубчатая муфта.

Для фиксации крышки по отношению к корпусу имеются два контрольных цилиндрических штифта. Поддон крепится к корпусу болтами.

Для уплотнения соединения поддона и крышек с корпусом между ними установлены уплотнительные паронитовые прокладки.Первичный вал 6 коробки скоростей, выполненный за одно целое с шестерней (18 зубцов),  установлен на двух шарикоподшипниках в левой боковой стенке корпуса коробки скоростей. На левом цилиндрическом конце первичного вала устанавливается правый подшипник вала фрикциона. На средней шлицевой части первичного вала закреплен ведомый диск фрикциона. На ступицу ведомого диска посажен своим внутренним кольцом левый подшипник 7 первичного вала, закрепленный своим наружным кольцом в корпусе коробки скоростей посредством стакана 8 и крышки 9 с резиновым манжетным уплотнением 10. Закреплением левого подшипника устраняется возможность осевого перемещения первичного вала.

Между левым и правым шарикоподшипниками 11 поставлена распорная втулка 12 для закрепления внутреннего кольца правого подшипника на валу. Наружная конусная поверхность втулки обеспечивает лучший подвод масла к левому подшипнику. В правом конце первичного вала, выполненном в виде шестерни, имеется внутренняя расточка, в которой посажены два шарикоподшипника 13, являющиеся левой опорой вторичного вала.

Промежуточный вал 14 установлен на двух шарикоподшипниках в нижней части левой камеры корпуса коробки скоростей. Внутренние кольца подшипников закреплены на валу концевыми шайбами 15 и 16. Левый шарикоподшипник 17 «плавающий», а правый 18 закреплен своим наружным кольцом в корпусе коробки скоростей посредством крышки 19, чем и предотвращается осевое перемещение промежуточного вала в корпусе. На средней шлицевой части промежуточного вала неподвижно  закреплены посредством распорных втулок следующие шестерни: шестерня 20 (41 зубец), находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней первичного вала, шестерня 21 (27 зубцов) шестерня 22 (36 зубцов) и шестерня 23 (18 зубцов).

Вторичный вал коробки скоростей имеет общую ось с первичным валом, являясь его продолжением. Левой опорой вторичного вала служат два шарикоподшипника 13, средней опорой — шарикоподшипник 25, правой опорой — шарикоподшипник 26, закрепленный в правой боковой стенке корпуса посредством крышки 27.

На левой шлицевой части вторичного вала посажены шестерня-блок 28 с наружным зубчатым венцом с числом зубцов 32 и внутренним венцом с числом зубцов 18, обращенным в сторону первичного вала, а также шестерня-блок 29, имеющая два наружных зубчатых венца с числом зубцов 23 и 41. На правой части вторичного вала смонтирован механизм включения вращателя и лебедки.На средней гладкой части вала посажена втулка 30, упирающаяся своим левым торцом в буртик левой шлицевой части вала.

На этой втулке, установлены шарикоподшипник 25 и два шарикоподшипника 31, на которых свободно вращается шестерня 32, имеющая наружный зубчатый венец с числом зубцов 24 и внутренний зубчатый венец, обращенный вправо, с числом зубцов 48 (меньшего модуля). На правой шлицевой половине вторичного вала посажены также две втулки 33 и 34, имеющие шлицованную внутреннюю и наружную поверхности. На гладком конце втулки 34 на двух шарикоподшипниках 35 свободно вращается шестерня 36, одинаковая по размерам зубчатых венцов с шестерней 32, но обращенная внутренним венцом влево. Концевая шайба 37 закрепляет детали на вторичном валу и одновременно служит упором, препятствующим осевому перемещению вала 24 и шестерен 32 и 36.

На наружной шлицевой поверхности втулок 33 и 34 посажена двухвенцовая подвижная зубчатая муфта 57, входящая в зацепление с внутренними венцами шестерен 32 и 36. В крайнем левом положении муфта находится в зацеплении только с шестерней 32, при этом шестерня окажется соединенной со вторичным валом (включена лебедка). В крайнем правом положений муфта находится в зацеплении только с шестерней 36, при этом шестерня окажется соединенной так же со вторичным валом (включен вращатель). В среднем положении муфта соединяет вторичный вал одновременно с обеими шестернями (включены и вращатель и лебедка). Перемещение муфты осуществляется вилкой 38, посаженной на шлицевой валик 39. Валик установлен в передней и задней стенках корпуса на.втулках. Передний конец валика соединяется с осью рукоятки включения вращателя и лебедки, смонтированной на передней стенке станины.

В общей сборке станка наружный венец шестерни 36 находится в постоянном зацеплении с шестерней вала ведущей конической шестерни вращателя. Наружный венец шестерни 32 находится в постоянном зацеплении с паразитной шестерней 40, передающей вращение от коробки скоростей шестерне, посаженной на вал лебедки. Паразитная шестерня свободно вращается на двух шарикоподшипниках, установленных на оси 41, которая закреплена в корпусе коробки скоростей концевой шайбой 42. Порядок переключения скоростей приведен в описании кинематической схемы.Передвижение подвижных блоков в нужное положение производится механизмом переключения скоростей. Подвижные блоки 28 и 29 на своих ступицах имеют канавки, в которые входят рожки вилок 43 и 44 механизма переключения, перемещающих блоки (рис. 8 и 9).

Механизм переключения смонтирован на плите 45, закрепляемой на передней стенке корпуса коробки скоростей. Он состоит из двух валиков 46 и 47, перемещающихся в осевом направлении в двух литых стальных подшипниках 48 и 49. На валиках закреплены вилки 43 и 44. Каждый валик с правого конца имеет по три конусообразных лунки для фиксации валиков в одном из трех положений: два крайних, соответствующих включению определенной скорости, и среднее положение, при котором подвижный блок, управляемый валиком, находится в нейтральном положении. Фиксация валиков осуществляется шариками 50, расположенными в двух отверстиях подшипника 49 и поджатыми пробками 51 через пружины 52.

Перемещение валиков осуществляется рычагом 87, закрепленным на оси 88 рукоятки переключения скоростей. В подшипнике 48 имеются два продольных паза, расположенных симметрично оси валиков, и один поперечный паз, соединяющий оба продольных паза. Оба валика на левом конце имеют приваренные шпонки, входящие в продольные пазы и предотвращающие поворот валиков в подшипниках. В шпонках прорезаны поперечные пазы таким образом, чтобы в нейтральном положении блоков поперечные пазы валиков совпадали с поперечным пазом подшипника.

Конец рычага рукоятки переключения входит в поперечный паз при перемещении рукоятки в крайнее положение «на себя» или «от себя», при нейтральном положении валиков он располагается в прорези самого валика. В этом случае при повороте рукоятки переключения вправо или влево, конец рычага будет перемещаться в продольном пазе подшипника и передвигать соответствующий валик, а вместе с ним вилку и передвижной блок.

Перевод рычага из поперечного паза одного валика в паз другого возможен только при нейтральном положении обоих валиков, т. е. когда подвижные блоки 28 и 29 выведены из зацепления с шестернями первичного и промежуточного валов.

Перемещение любого из валиков в одно из его рабочих положений возможно только при нейтральном положении другого валика. Такая блокировка осуществляется шариком 53 и соответствующими лунками на валиках, совпадающими друг с другом в нейтральном положении валиков. При перемещении рычагом одного из валиков вытесненный из его лунки шарик 53 заскакивает в лунку другого валика, заклинивая валик в подшипнике 49. Таким способом исключается возможность одновременного сцепления передвижных блоков с шестернями первичного и вторичного валов.

Детали, смонтированные внутри корпуса коробки скоростей, смазываются путем разбрызгивания вращающимися шестернями масла, залитого в обе камеры корпуса.

Корпус фрикциона (рис. 7) состоит из двух стальных отливок, соединенных между собой болтами: собственно корпуса 55 и крышки 56. Корпус фрикциона кренится к коробке скоростей шестью болтами. В верхней части корпуса находится люк, который перекрыт крышкой из листовой стали. На конусной стенке крышки имеется отверстие, позволяющее вынимать детали при частичной разборке фрикциона, а внизу — два прилива под отверстия для валика 58, вилки включения 59 фрикциона.

Вал фрикциона 60 установлен на двух шарикоподшипниках. Правый подшипник 61, посаженный на левый конец первичного вала коробки скоростей, закреплен в расточке вала фрикциона. Левый подшипник 62 закреплен в крышке корпуса фрикциона крышкой 63 с помощью болтов 64. Вытекание смазки из подшипниковой камеры в корпус фрикциона предотвращается резиновым уплотнением.

На левом шлицевом конце вала фрикциона закреплена концевой шайбой полумуфта 65 с пальцами 66 и резиновыми втулками 67, служащая для соединения вала фрикциона с валом электродвигателя станка. Эта концевая шайба удерживает вал фрикциона от осевого перемещения. На правом шлицевом конце вала свободно посажены два ведущих диска фрикциона. Каждый ведущий диск состоит из ступицы 68, к которой приклепан стальными заклепками диск 69 из пружинной стали.

По обе стороны диска медными трубчатыми заклепками присоединены фрикционные кольца 70 из прессованного асбобакелита с латунной стружкой из пропитанного бакелитовым лаком асбестового картона, обладающего высоким коэффициентом трения и хорошо выдерживающего нагрев.

На первичном вале 6 коробки скоростей на шлицах закреплен ведомый диск фрикциона 71. В этом диске по окружности закреплены корончатыми гайками двенадцать прижимных болтов 72, на которые свободно надеты: промежуточный диск 73, нажимной диск 74 и нажимные пружины 75. Пружины подобраны так, чтобы сила трения, возникающая в результате сжатия дисков, была достаточной для передачи фрикционом необходимого крутящего момента. Поверхности нажимного, промежуточного и ведомого дисков, соприкасающиеся с ведущими дисками, для лучшего сцепления отшлифованы.

На нерабочей торцевой поверхности нажимного диска приварены три кронштейна 76 для установки свободно качающихся на валиках 77 нажимных рычагов 78. Когда муфта выключения находится в крайнем правом положении, тогда нажимные рычаги не упираются головками ни в болты, ни в стакан муфты, и пружины 75 сжимают диски, — фрикцион включен.

Муфта выключения состоит из стакана 82, закрепленного пружинным кольцом 83 на шариковом подшипнике 80, удерживаемом на втулке 79 гайкой 81.

Выключение фрикциона осуществляется перемещением муфты включения влево, при этом стакан 82 своим торцом давит на рычаги 78, которые в свою очередь, упираясь в головки болтав 72, увлекают нажимной диск влево, пружины 75 сжимаются и ведущие диски выводятся из сцепления с нажимным, промежуточным и ведомым дисками. Равномерность образовавшегося при выключении зазора между обоими ведущими дисками обеспечивается тремя распорными пружинами, надетыми на болты 84.

Вилка 59 закреплена на шпонке (в последнем выпуске станков — на шлицах) на валике 58, установленном в крышке корпуса фрикциона. Вилка, поворачиваясь, перемещает муфту влево, осуществляя выключение фрикциона. Обратно (при включении) муфта выключения в начальный момент стремится переменить положение под действием нажимных пружин и лишь в конце хода муфта перемещается вилкой. При включенном положении фрикциона монтажный зазор между торцом стакана 82 и рычагом 78 должен быть равен 3+0,5 мм (при неизношенных дисках). В правильно смонтированном фрикционе этот зазор у всех трех рычагов должен быть одинаков.

Валик 1 вилки выключения сидит свободно в приливах крышки 2 корпуса фрикциона (рис. 11). На передний конец валика на шлицах посажен рычаг 3, закрепленный коническим разводным штифтом, предупреждающим осевое перемещение рычага.

Рис. 11. Рукоятка и рычаги включения и выключения фрикциона: 1 — валик вилки включения; 2 — крышка корпуса фрикциона; 3 — рычаг; 4 — вал рукоятки включения; 5 — втулка; 6 — кронштейн; 7 — рычаг; 8 — тяга; 9 — рукоятка включения фрикцисна; 10 — кронштейн рукоятки; 11 — штифт.

В нижней части станины станка с ее передней стороны смонтирован вал 4 рукоятки включения фрикциона. Вал установлен в двух подшипниках. Левым подшипником служит втулка 5, приваренная к нижнему поясу станины. Правым подшипником является кронштейн 6, приваренный к продольному угольнику внутри станины.

На шлицах правого свободного конца вала закреплен рычаг 7. Рычаги 3 и 7 связаны между собой тягой 8, состоящей из двух ушковых болтов, шарнирно соединенных с концами рычагов и стяжной муфты, в которую завернуты концы обоих болтов. Один болт имеет правую резьбу, другой — левую, поэтому поворотом муфты можно регулировать длину тяги 8. В целях предупреждения самоотвинчивания муфта закреплена контргайкой.

На левом конце вала 4 на шлицах посажена рукоятка 9 включения фрикциона. Нижняя часть рукоятки имеет прорезь. Этой прорезью рукоятка садится на закрепленный на станине кронштейн 10, удерживающий рукоятку от перемещения вдоль оси вала.

Рукоятка имеет вытяжной пружинный фиксатор, удерживающий рукоятку на кронштейне 10 во включенном и выключенном положениях. Штифт 11 закрепляет вал на рукоятке, исключая его осевое перемещение. Поворотом рукоятки 9 осуществляется включение и выключение фрикциона.