帶壓開孔推進綠色低碳轉(zhuǎn)型，減重和增加扭矩是重點

在日常的帶壓開孔作業(yè)施工中，機械設備保持優(yōu)良性能最關(guān)鍵的一點就是加強設備的保養(yǎng)和排障。變速箱齒輪作為最常用、最重要的帶壓開孔作業(yè)中傳遞扭的部件在帶壓開孔設備中被廣泛的應用。它的重量占設備重量的五分之一左右，因此帶壓開孔機變速箱的新型材料及減重的重新設計是整體工作的重點。它是由液壓馬達驅(qū)動變速箱并將扭矩通過鉆桿的轉(zhuǎn)動來進行傳遞，機械傳動中主要起傳遞扭矩，還有分度、定位作用。

在變速箱齒輪的加工過程中，主要采用的成形方法有滾齒、插齒和銑齒，對于大模數(shù)（通常指模數(shù)大于或等于10）的齒輪的加工主要采用的銑齒加工。齒輪銑刀在大模數(shù)齒輪加工中有著極為廣泛的應用，尤其在人字齒等物殊的大型齒輪加工中，更有著不可代替的用途。

隨著管道帶壓開孔的技術(shù)不斷成熟并隨著制造科技的不斷進步，以及工程施工過程中對施工的需求的呈現(xiàn)出了多樣化、復雜化。因此，對帶壓開孔機械設備的加工精度要求也越來越高。帶壓開孔機變速箱內(nèi)的齒輪作為一個精密傳動的零件，它的加工質(zhì)量和加工精度影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。對于DN1200-DN2000帶壓開孔機變速箱大模數(shù)的齒輪而言，由于其直徑大，只能使用傳統(tǒng)的滾齒加工，并且效率較低。尤其是部分產(chǎn)品中的人字齒輪和漸開線球齒輪，使用齒輪銑刀加工目前還是其唯一的選擇。

帶壓開孔機變速箱外殼使用鋁合金及鍛造合金鋼，既有效減輕了重量也加強了外殼的強度，從目前國內(nèi)帶壓開孔設備的現(xiàn)狀來看，變速箱的設計和生產(chǎn)并未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。帶壓開孔機齒輪的設計工作主要還是延續(xù)成熟產(chǎn)品套用附加手工計算的原始設計方式，其計算過程比較復雜，許多參數(shù)都是查表或根據(jù)設計者的經(jīng)驗選擇，如果不能滿足要求還要重新選擇并重新計算，同時參數(shù)的選擇過程中還要考慮各種參數(shù)的優(yōu)化問題，計算工作量較大。

而帶壓開孔機的使用者對于不同的液壓泵站等動力源不經(jīng)專業(yè)人員計算，強用于帶壓開孔設備，造成動力不匹配，使帶壓開孔機變速箱齒輪及帶壓開孔刀在帶壓開孔機作業(yè)中承受過大的扭矩和過高的速度從而降低了設備的使用壽命。

帶壓開孔機在進行管道切削時，不僅要求帶壓開孔機要更換不同的帶壓開孔刀以外，切削的速度應當滿足不同的管道材質(zhì)應有的不同，這就給管道開孔提出了較為艱難的變速要求。因此，當帶壓開孔機變速箱齒輪比恒定時，減少進刀量或減小液壓馬達轉(zhuǎn)速并提高扭矩成為有效的方法。

帶壓開孔機齒輪的加工普遍采用的方法是根據(jù)漸開線基本方程按等徑方法水求出任意點處的坐標點，根據(jù)漸開線半徑的不同在漸開線上取對應的坐標點，但是這樣的坐標有其缺陷，隨著漸開線點的變化，其曲率也在不斷的變化。造成帶壓開孔機齒輪間咬合和齒根部吻合不緊密，出現(xiàn)較大的噪間和切齒的風險。

因此使用先進的方法來進行帶壓開孔機齒輪的設計和生產(chǎn)是非常必要的。可采取按齒形表面等距曲線的方法來指導，即在齒形表面上等距取點，可以做到齒形表面基本保持一致。同時，齒根過渡圓角也是指齒輪的齒形的一個重要組成部分，過去認為過渡曲線不參與齒輪的嚙合，只要不妨礙齒輪運動就可以了，可是實際上過渡圓角對齒根強度有重大的影響，對齒根過渡部分曲線可做適當延伸和加強。

漸開線指形銑刀在進行帶壓開孔機變速箱齒輪生產(chǎn)時，有幾個重要的參數(shù)，即：基圓半徑Rb和基圓處齒厚中心半角Wb,根圓壓角af，齒頂圓壓力角aa，任意點半徑rm。

在極坐標下任意一點M的漸開線方程具體表達為：

極半徑：rm=rb/cosam

極角度：wm=wb+θm=wb+invam

其中，invam=tanam-am

在直角坐標下，對于給定模數(shù)m,齒數(shù)，變?yōu)橄禂?shù)等參數(shù)，任一點M的直角坐標為

Xm=rm*sin(wm)

Ym=rm*coa(wm)

齒根圓半徑rf和基圓半徑rb的大小決定著過度曲線的最終形式，當rF>rb時，過渡曲線由圓角組成。圓角和齒根圓、圓角、斜線、漸開線組成了有效的帶壓開孔機齒輪的齒廓曲線。

但是，無論是哪一種形式，過渡曲線與漸開線的切點，即漸開線的起點必須低于極限嚙合點。