采煤機(jī)牽引部軸承座固定臺(tái)返修方案
2020-01-16 常小剛1 薛強(qiáng)2
（1.陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司 西安 710032；2.西安煤礦機(jī)械有限公司 陜西 710032）
摘 要：介紹了某型號(hào)采煤機(jī)的牽引部殼體因鑄造脹箱導(dǎo)致行星齒輪組中的軸承聯(lián)接套、軸承座安裝處固定臺(tái)加工后厚度過(guò)小，影響殼體強(qiáng)度。針對(duì)上述問(wèn)題制訂了沿固定臺(tái)擴(kuò)孔后鑲套的返修方案，避免了殼體報(bào)廢造成的浪費(fèi)。
【關(guān)鍵詞】 采煤機(jī)牽引部；固定臺(tái)；行星齒輪；軸承座
牽引部是采煤機(jī)的重要組成部件，它擔(dān)負(fù)著采煤機(jī)工作時(shí)的移動(dòng)和非工作時(shí)的調(diào)動(dòng)。其內(nèi)部安裝有電動(dòng)機(jī)齒輪軸、橢輪軸、牽引軸、中心齒輪組和行星齒輪組等各類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，正是通過(guò)這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)正確的安裝位置關(guān)系到牽引部動(dòng)力的傳遞平穩(wěn)性和其使用壽命，而軸承座、行星齒輪組和軸承聯(lián)接套固定臺(tái)面部位的尺寸精度是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位置正確安裝的前提。在設(shè)計(jì)中該采煤機(jī)牽引部是靠與軸承座、行星齒輪組及軸承聯(lián)接套緊密配合的兩個(gè)圓孔φ415H7mm和φ454H7mm凸臺(tái)來(lái)定位的，如圖1所示。
1 存在的問(wèn)題
由于我公司不具備鑄件生產(chǎn)條件，故鑄件統(tǒng)一外委鑄造后回廠進(jìn)行加工。該殼體在半精加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)殼體的軸承座（見(jiàn)圖2）、行星齒輪組及軸承聯(lián)接套（見(jiàn)圖3）固定臺(tái)部位存在如下問(wèn)題：圖樣要求φ454H7mm（外側(cè)孔）壁厚20mm，現(xiàn)測(cè)得厚度為2mm，φ415H7mm（外側(cè)孔）壁厚40mm，現(xiàn)測(cè)得厚度為25mm，經(jīng)過(guò)分析，此問(wèn)題是由于殼體在鑄造過(guò)程中脹箱、砂型偏置所造成。由于固定臺(tái)部位厚度存在過(guò)大的偏差，嚴(yán)重影響了凸臺(tái)強(qiáng)度，導(dǎo)致軸承座、行星齒輪組和軸承聯(lián)接套等無(wú)法正確安裝，若強(qiáng)制安裝，不僅會(huì)造成軸承、齒輪在使用中上、下躥動(dòng)和損壞，還會(huì)因?yàn)槁?lián)接套和固定臺(tái)密封不緊密導(dǎo)致漏油情況出現(xiàn)。
圖1 牽引部軸承座、行星齒輪組、軸承聯(lián)接套相關(guān)部位結(jié)構(gòu)
圖2 牽引部軸承座部位結(jié)構(gòu)
圖3 牽引部行星齒輪組、軸承聯(lián)接套相關(guān)部位結(jié)構(gòu)
2 返修方案
該殼體前期投入的材料、加工費(fèi)用已達(dá)近20萬(wàn)，如果報(bào)廢，造成的損失過(guò)大。為此，決定對(duì)筒體中間部位進(jìn)行返修，初步制定了返修方案：將固定臺(tái)面直徑φ415H7mm擴(kuò)鏜至φ500mm，φ454H7mm擴(kuò)鏜至φ581mm，在殼體之外加工制作相應(yīng)鑲套，焊接并重新加工，此方案殼體強(qiáng)度高。鑒于該套尺寸過(guò)大，我們采用在間隙配合基礎(chǔ)上焊接的方案。
3 實(shí)施措施
?。?）套的設(shè)計(jì)。基于殼體的軸承座、行星齒輪組、軸承聯(lián)接套固定臺(tái)部位的大小及形狀，以牽引部殼體與厚20mm、厚40mm平行的面為準(zhǔn)，前面與主軸垂直，拉直前面，找正固定臺(tái)面中心，將殼體固定臺(tái)面部位的φ415H7mm和φ454H7mm尺寸分別擴(kuò)鏜至φ500mm和φ581mm，周邊倒角55mm×30°作為和套聯(lián)接的坡口。在固定臺(tái)面返修尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行套的設(shè)計(jì)，如圖4所示，該套材質(zhì)為Q345B，與φ581mm相配合的尺寸設(shè)計(jì)為φ580mm，考慮到殼體臺(tái)面2－R45mm和2－R75mm通孔已加工好，為方便起見(jiàn)設(shè)計(jì)套時(shí)避開(kāi)通孔并制作相應(yīng)坡口，命名為套1；如圖5所示，該套材質(zhì)為Q345B，與φ500mm相配合的尺寸設(shè)計(jì)為φ500mm，并制作相應(yīng)坡口，命名為套2。
圖4 套1結(jié)構(gòu)
圖5 套2結(jié)構(gòu)
（2）焊接。母材焊接性分析如表1所示。
表1 牽引部殼體和套的化學(xué)成分 ?。╳t.%）
從表1可見(jiàn)，兩種母材所含化學(xué)成分比較接近，其中Wc都在0.27%以下，焊接性能良好。
焊接材料及焊接方法。ZG25Mn與Q345B的焊接，選用與合金含量較低一側(cè)的母材相匹配的焊接材料（成分見(jiàn)表2），使焊縫的抗拉強(qiáng)度不低于兩種母材規(guī)定值的較低者。我們選擇ER50-6焊絲，并采用能量密度大、熱量較集中的CO2氣體保護(hù)焊方法進(jìn)行焊接。ZG25Mn、Q345B及ER50-6的力學(xué)性能如表3所示。
表2 焊絲化學(xué)成分 ?。╳t.%）
表3 牽引部殼體、套和焊絲的力學(xué)性能
套裝入后，清理牽引部殼體、套待焊坡口。CO2氣體純度為99.9%，采用φ1.2mm直徑焊絲，焊絲表面清潔。為了控制熱輸入減小殼體變形，采用焊接電流為180～220A，電弧電壓為22～24V，焊接速度在160～220mm/min范圍的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接和塞焊，為了減小裂紋傾向，焊前用烤槍在坡口處作預(yù)熱處理，溫度在150℃左右即可。
?。?）鑲套后的機(jī)加工。以與固定臺(tái)面部位平行的面為基準(zhǔn)，前面對(duì)正主軸，拉直前面，按φ415H7mm和φ454H7mm孔找正中心，并記錄同軸度，同軸度滿足要求的情況下，銑平固定臺(tái)端面，鏜好孔端面，鏜好孔φ415H7mm和φ454H7mm，并倒角。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)牽引部殼體軸承座、行星齒輪組和軸承聯(lián)接套固定臺(tái)部位進(jìn)行分析，采用以上的返修方案修補(bǔ)鑄造脹箱的缺陷，結(jié)果表明：不但達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣的要求，同時(shí)為企業(yè)節(jié)約了大量的成本。
來(lái)源：《金屬加工：冷加工》2019年第2期
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