1前言
瓷质抛光砖是新兴起的新型建筑装饰材料，因具有抗磨、防污、耐腐蚀、光洁豪华等一系列优点而倍受人们喜爱。抛光是瓷质抛光砖生产工序中的重要生产工序，粗抛作业量约占抛光工序50%左右。如何延长6圆磨块粗抛抛光头的正常使用时间，降低维修时间、费用是生产中急需解决的问题。
2原有状况
2.1 原结构及工作原理
原圆磨块粗抛抛光头结构见图1：有主动齿轮49齿，中介齿轮25齿两件，从动齿轮49齿，大伞齿轮41齿，小伞齿轮14齿。
其工作原理为：主轴由上轴带动并以520r/min的速度作圆周运动，由气缸带动作上下运动控制磨削压力大小；6圆磨块粗抛抛光头的磨块作复合运动，其一是随主轴作以主轴为中心的520r/min的圆周运动（即公转）；其二是由主从齿轮间差速使大伞齿轮转速不等于主轴转速，形成大伞齿轮驱动6个小伞齿轮轴，使6圆磨块各以小齿轮轴为中心作自转。自转作用是使整个磨块磨削均匀呈圆柱体；保持磨块与砖面线接触，克服磨块呈板块状碰裂砖边。
2.2 原各齿轮的速度及圆磨块自转功率
（1） 主动齿轮转速=主轴转速=520r/min
（2） 中介齿轮转速=520×49÷25=1019.2r/min
（3） 从动齿轮转速=1019.2×25÷51
=499.608r/min
从动齿轮（使磨块自转）当量转速
=499.608-520=-20.392(负号表示与公转方向相反)
（4） 小伞齿轮自转转速(即圆磨块自转转速)
= (从动齿轮转速-主动齿轮转速) ×(大伞齿轮齿数÷小伞齿轮齿数)
= (499.607-520) × (41÷14)
=-59.72 r/min(负号表示与公转方向相反)
圆磨块自转线速度=πDN=π×125×(-59.72)
=-23451.989mm/min
=-0.39m/s（圆磨块平均中径约125mm）
（5） 在正常操作气压下，经实际测算圆磨块转速为1m/s时所需功率为1.4285kW(暂不考虑方向,设齿轮传动效率100%)
小伞齿轮（圆磨块）自转所需功率为:
1.4285kW×0.39=0.5571kW
3原使用情况
3.1 维修费用
本公司1993～1996年间共引进三条意大利抛光机生产线,其中6圆磨块粗抛抛光头每线5个，三条线共15个；抛光机每天工作约22h，经一段时间使用发现该圆磨块粗抛抛光头较易损坏，维修周期约6个月。易损坏零配件包括49齿主动齿轮，25齿中介齿轮两件，51齿从动齿轮；中介齿内30205圆锥滚子轴承4件。每个每次维修费用约2400元。15个圆磨块粗抛抛光头年维修费用为（常用易损件）：
2400×15×2次/年=72000元
3.2 损坏特点
维修过程中发现中介齿内30205圆锥滚子轴承磨损严重，且在初始微磨损时不易作重新轴向调紧，导致25齿中介齿轮支承固定不良，与主、从齿轮啮合不好，从而使各齿轮损坏；从齿轮损坏痕迹看，首先齿轮表面有较深磨损痕迹，其次就是损坏中介齿内30205圆锥滚子轴承并导致扫齿顶。
4改进后情况
4.1 改进对策
中介齿轮转速较高（1019.2 r/min）时，中介齿轮工作功率较大（0.5571kW）；中介齿轮内30205圆锥滚子轴承磨损严重。决定适当调低主、从齿轮间差速以降低磨块自转功率；并降低中介齿轮转速；调整为主动齿轮42齿，中介齿轮1件33齿，从动齿轮43齿；中介齿轮内轴承改为22207C调心滚子轴承；调整大伞齿轮为40齿，小齿伞齿轮为15齿。
4.2 改进后的结构
见图2。
4.3 改进后各齿轮的速度及圆磨块自转功率
（1） 主动齿轮转速=主轴转速=520r/min
（2） 中介齿轮转速=520×42÷33=661.82r/min
（3） 从动齿轮转速=661.82×33÷43=507.9r/min
从动齿轮（使磨块自转）当量转速=507.9-520
=-12.1r/min(负号表示与公转方向相反)
（4） 小伞齿轮自转转速(即圆磨块自转转速)
=(从动齿轮转速-主动齿轮转速)×(大伞齿轮齿数÷小伞齿轮齿数)
= (507.9-520)×(40÷15)
= -32.267r/min(负号表示与公转方向相反)
圆磨块自转线速度=πDN=π×125×(-32.267)
=-12671.09mm/min
= -0.2112m/s
（5）正常操作气压下实测圆磨块1m/s所需功率为1.4285kW(暂不考虑方向，设齿轮传动效率100%)
小伞齿轮（圆磨块）自转所需功率P为:1.4285kW×0.2112=0.3017kW
（6） 从动齿轮（使磨块自转）的当量圆周力
从动齿轮（使磨块自转）当量线速度:
从动齿轮直径=MZ=3×43=129mm
V=πDN=π×129×12.1=4903.71mm/min
根据手册公式，从动齿轮（使磨块自转）的当量圆周力为:
Fr =2000×9549P÷DN
=2000×9549×0.3017÷(129×12.1)=3691.37N
4.4 中介齿轮内轴承22207C的理论使用寿命计算
根据手册查表，22207C轴承的参数为：Cr=59500N，e=0.31，Y1=2.1
（1） 以中介齿轮自重Fa=21N计算当量动负荷作用在轴承上的轴向负荷，考虑到作用在轴承上的轴向负荷分布不均匀，设轴向力系数为2，则：
单个轴承轴向力=2Fa/2=21N
Fa/Fr=21/3691.37=0.0057≤e
Pr=Fr+Y1Fa=3691.37+2.1×21=3735.47N
当量动负荷为:P=FmFdFr
根据手册查表，力矩负荷系数Fm=1.5，冲击负荷系数Fd=1.8
当量动负荷为:P=1.5×1.8×3735.47
=10085.769N≈10085.8N
（2） 轴承22207C的理论使用寿命计算
根据手册公式（查表滚子轴承ε=10/3）：
L10h=1000000×(Cr/P)ε/60n
=1000000×(59500/10085.8)10/3/(60×661.82)
=9342.52h
设每天工作22h，每月30天，则：
9342.52/(22×30)=14.1553月≈14个月
4.5 圆磨块粗抛抛光头改进后的维修费用及损坏特点
（1） 维修费用
1997年下半年至2001年末的使用维修情况为抛光机每天工作约22h，改进后的维修周期平均值为10.5月；（每线5个粗抛抛光头，第1、2个约为10个月/次；第3、4、5个约为11个月/次。第1、2个粗抛抛光头的工作磨擦力稍大些），易损件为42齿主动齿轮1件、33齿中介齿轮1件、43齿从动齿轮1件、中介齿轮里22207C调心滚子轴承2件；一个配件每次维修费用约2250元，则15个圆磨块粗抛抛光头年维修费用（常用易损件）为：
15×2250×12/10.5=38571.43元
（2） 圆磨块粗抛抛光头改进后的损坏特点
42齿主动齿轮、33齿中介齿轮、43齿从动齿轮的磨损比较均匀；22207C轴承内、外圈有磨损，轴承保持架磨损，使各齿轮工作响声变大；尚未出现扫齿顶现象。
5安装使用注意问题
（1） 安装中介齿轮内22207C轴承时需调节好轴向松紧度，轴向紧定螺栓需加涂紧固胶防止松脱；要调节好中介齿轮内中垫圈厚度，使中介齿轮与主、从齿轮啮合相对应；
（2） 定时定量给圆磨粗抛抛光头加润滑油，密切注意圆磨粗抛抛光头的运转情况，发现异常响声、振动需及时处理，防止发生大故障。
6结 束 语
（1） 圆磨块粗抛抛光头改进后的使用周期比原来增加：(10.5-6)/6=75%，圆磨块粗抛抛光头改进后年维修费用比原来节约（常用易损件）：1-（38571.43/72000）=46.43%；
（2） 与长方块往复摆动精抛抛光头相比，圆磨块粗抛抛光头具有以下特点：
1） 磨削力强、运行平稳，无往复突变点；磨屑易被水冲走，不会因往复夹碎屑而使砖面产生微划痕；
2） 圆磨块粗抛抛光头自转磨块座用滚动轴承固定，使用时间长、磨块水平精度高，有利于成品砖平整度的提高；
3） 但结构复杂、造价较高，有待研究改进。
