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采煤机牵引部轴承座固定台返修方案

发布时间:2020-01-16
常小刚1 薛强2
(1.陕西法士特齿轮有限责任公司 西安 710032;2.西安煤矿机械有限公司 陕西 710032)
  摘 要:介绍了某型号采煤机的牵引部壳体因铸造胀箱导致行星齿轮组中的轴承联接套、轴承座安装处固定台加工后厚度过小,影响壳体强度。针对上述问题制订了沿固定台扩孔后镶套的返修方案,避免了壳体报废造成的浪费。
  【关键词】 采煤机牵引部;固定台;行星齿轮;轴承座
  牵引部是采煤机的重要组成部件,它担负着采煤机工作时的移动和非工作时的调动。其内部安装有电动机齿轮轴、椭轮轴、牵引轴、中心齿轮组和行星齿轮组等各类传动机构,正是通过这些传动机构,使采煤机沿工作面移动。传动机构正确的安装位置关系到牵引部动力的传递平稳性和其使用寿命,而轴承座、行星齿轮组和轴承联接套固定台面部位的尺寸精度是传动机构位置正确安装的前提。在设计中该采煤机牵引部是靠与轴承座、行星齿轮组及轴承联接套紧密配合的两个圆孔φ415H7mm和φ454H7mm凸台来定位的,如图1所示。
  1 存在的问题
  由于我公司不具备铸件生产条件,故铸件统一外委铸造后回厂进行加工。该壳体在半精加工过程中发现壳体的轴承座(见图2)、行星齿轮组及轴承联接套(见图3)固定台部位存在如下问题:图样要求φ454H7mm(外侧孔)壁厚20mm,现测得厚度为2mm,φ415H7mm(外侧孔)壁厚40mm,现测得厚度为25mm,经过分析,此问题是由于壳体在铸造过程中胀箱、砂型偏置所造成。由于固定台部位厚度存在过大的偏差,严重影响了凸台强度,导致轴承座、行星齿轮组和轴承联接套等无法正确安装,若强制安装,不仅会造成轴承、齿轮在使用中上、下蹿动和损坏,还会因为联接套和固定台密封不紧密导致漏油情况出现。
图1 牵引部轴承座、行星齿轮组、轴承联接套相关部位结构
图2 牵引部轴承座部位结构
图3 牵引部行星齿轮组、轴承联接套相关部位结构
  2 返修方案
  该壳体前期投入的材料、加工费用已达近20万,如果报废,造成的损失过大。为此,决定对筒体中间部位进行返修,初步制定了返修方案:将固定台面直径φ415H7mm扩镗至φ500mm,φ454H7mm扩镗至φ581mm,在壳体之外加工制作相应镶套,焊接并重新加工,此方案壳体强度高。鉴于该套尺寸过大,我们采用在间隙配合基础上焊接的方案。
  3 实施措施
  (1)套的设计。基于壳体的轴承座、行星齿轮组、轴承联接套固定台部位的大小及形状,以牵引部壳体与厚20mm、厚40mm平行的面为准,前面与主轴垂直,拉直前面,找正固定台面中心,将壳体固定台面部位的φ415H7mm和φ454H7mm尺寸分别扩镗至φ500mm和φ581mm,周边倒角55mm×30°作为和套联接的坡口。在固定台面返修尺寸的基础上进行套的设计,如图4所示,该套材质为Q345B,与φ581mm相配合的尺寸设计为φ580mm,考虑到壳体台面2-R45mm和2-R75mm通孔已加工好,为方便起见设计套时避开通孔并制作相应坡口,命名为套1;如图5所示,该套材质为Q345B,与φ500mm相配合的尺寸设计为φ500mm,并制作相应坡口,命名为套2。
图4 套1结构
图5 套2结构
  (2)焊接。母材焊接性分析如表1所示。
表1 牵引部壳体和套的化学成分    (wt.%)
  从表1可见,两种母材所含化学成分比较接近,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与Q345B的焊接,选用与合金含量较低一侧的母材相匹配的焊接材料(成分见表2),使焊缝的抗拉强度不低于两种母材规定值的较低者。我们选择ER50-6焊丝,并采用能量密度大、热量较集中的CO2气体保护焊方法进行焊接。ZG25Mn、Q345B及ER50-6的力学性能如表3所示。
表2 焊丝化学成分    (wt.%)

表3 牵引部壳体、套和焊丝的力学性能
  套装入后,清理牵引部壳体、套待焊坡口。CO2气体纯度为99.9%,采用φ1.2mm直径焊丝,焊丝表面清洁。为了控制热输入减小壳体变形,采用焊接电流为180~220A,电弧电压为22~24V,焊接速度在160~220mm/min范围的焊接参数进行焊接和塞焊,为了减小裂纹倾向,焊前用烤枪在坡口处作预热处理,温度在150℃左右即可。
  (3)镶套后的机加工。以与固定台面部位平行的面为基准,前面对正主轴,拉直前面,按φ415H7mm和φ454H7mm孔找正中心,并记录同轴度,同轴度满足要求的情况下,铣平固定台端面,镗好孔端面,镗好孔φ415H7mm和φ454H7mm,并倒角。
  4 结语
  通过对牵引部壳体轴承座、行星齿轮组和轴承联接套固定台部位进行分析,采用以上的返修方案修补铸造胀箱的缺陷,结果表明:不但达到设计图样的要求,同时为企业节约了大量的成本。
来源:《金属加工:冷加工》2019年第2期


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