豎井掘進(jìn)機(jī)用大型軸承組裝方案的制定

石娜　李亞寧

摘要：本文主要介紹了豎井掘進(jìn)機(jī)用大型軸承裝配工藝方案的制定過(guò)程。

關(guān)鍵詞：豎井掘進(jìn)機(jī)；大型軸承；裝配工藝方案

0引言

豎井掘進(jìn)機(jī)主要由支撐裝置、動(dòng)力頭、刀盤(pán)組件等主要部件組成，是采用當(dāng)代機(jī)械、電氣、液壓等新技術(shù)設(shè)計(jì)而成的用于核電、礦山等需要垂直打眼、擴(kuò)眼的大型設(shè)備?；诋a(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，動(dòng)力頭作為設(shè)備的動(dòng)力源，其裝配質(zhì)量的高低決定了產(chǎn)品的質(zhì)量，由于其屬于新產(chǎn)品，沒(méi)有實(shí)際的組裝經(jīng)驗(yàn)，并且需要一次組裝成功，從而為組裝方案的制定增加了難度。

1方案分析

1.1動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)分析

動(dòng)力頭主要由上箱體、下箱體、軸、齒輪，軸承，法蘭等零件組成。通過(guò)對(duì)零件裝配關(guān)系的分析，其中軸承的組裝成為所有零件的組裝重點(diǎn)。

1.2軸承結(jié)構(gòu)分析

動(dòng)力頭中所用的軸承如表1所示。

根據(jù)以上特點(diǎn)，軸承內(nèi)外圈為分體結(jié)構(gòu)，可分開(kāi)組裝，重點(diǎn)需考慮軸承的吊裝。

1.3裝配關(guān)系分析

軸承內(nèi)圈與軸為過(guò)盈配合，軸承外圈與箱體為間隙配合。

1.3.1過(guò)盈聯(lián)接裝配的技術(shù)要求

①合適的過(guò)盈量。過(guò)盈量太小不能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求，過(guò)盈量太大則增加裝配難度。

②有較高的的配合表面精度。配合表面應(yīng)有較高的形狀、位置精度和較細(xì)的表面粗糙度。裝配時(shí)，注意保持軸孔的同軸度要求。以保證有較高的對(duì)中性。

③有適當(dāng)?shù)牡菇恰榱吮阌谘b配，孔端和軸端應(yīng)有-倒角。

1.3.2過(guò)盈聯(lián)接的裝配方法

圓柱面過(guò)盈配合的裝配方法主要有：捶擊法、壓入法、溫差法。當(dāng)配合尺寸較小和過(guò)盈量不大時(shí)，可選用錘擊法和壓入法。當(dāng)配合尺寸較大并且過(guò)盈量較大時(shí)，可選擇溫差法。

錘擊法特點(diǎn)：這種方法簡(jiǎn)單，但導(dǎo)向性不好，容易發(fā)生歪斜。適用于單件、小批量生產(chǎn)和配合要求低，配合長(zhǎng)度較短的聯(lián)接。

壓入法特點(diǎn)：可通過(guò)壓力機(jī)或輔助工裝壓入。壓入過(guò)程必須連續(xù)，速度不宜太快。壓入時(shí)，必須保證孔和軸的軸線一致，不允許有傾斜的現(xiàn)象。

溫差法可分為熱裝法和冷裝法。熱裝法是利用金屬材料熱脹冷縮的物理特性進(jìn)行裝配的。其方法是，在具有過(guò)盈配合的兩零件中，將包容件加熱，使之脹大，然后將被包容件裝入到配合位置。熱裝的加熱方法，根據(jù)套件尺寸的大小而定，可選用燃?xì)鉅t、電爐、油浴加熱、乙炔火焰加熱、感應(yīng)加熱器加熱。加熱溫度一般為80℃100℃。因感應(yīng)加熱器具有安全可靠、操作環(huán)境干凈、加熱方便等優(yōu)點(diǎn)。冷裝法：裝配時(shí)將被包容件冷卻，使其尺寸收縮，再裝入包容件使其達(dá)到配合位置的方法。過(guò)盈量小的小型配合件和薄壁套可用干冰冷縮，可冷至78℃。對(duì)于過(guò)盈量較大的配合件，可采用液氨冷縮，可冷至195℃。對(duì)于中小型零件還可采用低溫冷柜冷卻。溫差法裝配要點(diǎn)：①加熱或冷卻零件，要使其產(chǎn)生足夠的收縮量。②裝配零件要迅速、準(zhǔn)確，否則會(huì)使裝配進(jìn)行到一半卡住，造成廢品。但豎井機(jī)所用軸承較大，現(xiàn)有加熱器能否滿足使用要求需要進(jìn)一步確定。

2方案制定

根據(jù)分析，可以確定：

①需要考慮軸承吊裝問(wèn)題。

②需要考慮軸承入口倒角問(wèn)題。

③軸承內(nèi)圈采用熱裝法。需要驗(yàn)證現(xiàn)有設(shè)備（BGJ-95-4軸承加熱器）的加熱能力。

④軸承外圈采用敲擊法組裝。

2.1軸承吊裝問(wèn)題的解決

在本項(xiàng)目中，軸承為特殊定制的，根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)，通過(guò)與設(shè)計(jì)溝通，確定了軸承的最佳吊裝位置，協(xié)同軸承廠家制作軸承時(shí)增加螺紋孔。組裝時(shí)通過(guò)吊環(huán)螺栓即可平穩(wěn)起吊軸承。

2.2軸承入口倒角問(wèn)題

通過(guò)對(duì)箱體結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，減小了軸承與箱體的接觸范圍，降低了組裝難度。（圖1）

改圖前：箱體上軸承入口倒角為C20，軸承組裝距離較長(zhǎng)。

改圖后：箱體上軸承定位處改為階梯狀，減小了軸承的組裝距離。

2.3軸承加熱器加熱能力試驗(yàn)

2.3.1試驗(yàn)方法

選取與軸承內(nèi)圈尺寸大小基本相同的齒圈放入加熱器，通過(guò)測(cè)量加熱前齒圈內(nèi)孔尺寸、加熱后齒圈內(nèi)孔尺寸、加熱時(shí)間及齒圈溫度作為該軸承加熱器能否加熱大型軸承的判定依據(jù)。

2.3.2試驗(yàn)過(guò)程

①選擇與軸承大小接近的齒圈。

②加熱過(guò)程。

③測(cè)量數(shù)據(jù)。

加熱時(shí)間30min，齒圈溫度達(dá)到81℃，符合軸承加熱（80-100）℃溫度要求。

2.3.3試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)判定BGJ 95-4軸承加熱器可以滿足豎井掘進(jìn)機(jī)項(xiàng)目中293/800EMB（φ800×φ1180×230）等大型軸承的加熱組裝需求。

3結(jié)束語(yǔ)

豎井掘進(jìn)機(jī)大型軸承組裝方案的制定，有效保證了動(dòng)力頭的組裝質(zhì)量和效率。在項(xiàng)目具體實(shí)施階段，也驗(yàn)證了方案的可行性。endprint