煤礦機(jī)械滾筒拆裝裝置設(shè)計(jì)

朱東岳

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，要大量使用傳送帶、絞車(chē)等機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，這些機(jī)械設(shè)備中,都包括滾筒這一常見(jiàn)的機(jī)械組件，當(dāng)滾筒出現(xiàn)故障時(shí)，嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)，甚至造成生產(chǎn)安全事故，需要盡快維修。維修滾筒機(jī)械組件，就需要對(duì)滾筒進(jìn)行拆卸，目前在拆卸滾筒時(shí)最常使用的方法就是維修工人使用大錘擊打軸頭，把軸從軸承中打出來(lái)，對(duì)工人而言費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下，而且在擊打軸頭的過(guò)程中，大錘的沖擊力可能會(huì)對(duì)軸頭造成損傷，也可能形成變形或者開(kāi)裂，個(gè)別甚至可能使軸受力發(fā)生形變，對(duì)滾筒機(jī)械組件造成不可逆的損壞；在維修結(jié)束后，安裝滾筒時(shí)仍然采用擊打軸頭的方法，把軸再敲入軸承，容易形成滾筒固定不牢靠、軸承變形等，存在安全生產(chǎn)的隱患。為此，筆者研究一種專(zhuān)門(mén)用于煤礦機(jī)械滾筒拆裝的裝置的設(shè)計(jì)方案，用以解決目前煤礦機(jī)械滾筒拆裝中存在的問(wèn)題。

1 技術(shù)方案

本煤礦機(jī)械滾筒拆裝裝置的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)采用活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部和固定驅(qū)動(dòng)部，中間加上雙驅(qū)動(dòng)軸的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。把活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部的上面右側(cè)以及固定驅(qū)動(dòng)部的下面左側(cè)，對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)為楔形，上下兩個(gè)驅(qū)動(dòng)絲杠構(gòu)成了雙驅(qū)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)絲杠都穿過(guò)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部，并與活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部的螺紋相互旋合，上下驅(qū)動(dòng)絲杠的右側(cè)都安裝有齒輪，而且與基座轉(zhuǎn)軸相連接，上下驅(qū)動(dòng)絲杠的左側(cè)與前面的活動(dòng)驅(qū)動(dòng)塊的轉(zhuǎn)軸連接。煤礦機(jī)械滾筒拆裝裝置的基座右側(cè)配套有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪減速器，減速器輸出齒輪再驅(qū)動(dòng)上驅(qū)動(dòng)絲桿與下驅(qū)動(dòng)絲桿的齒輪?；暮髠?cè)安裝有控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的換向開(kāi)關(guān)。

通過(guò)測(cè)試，對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，為了更快分離滾筒軸與軸承，在活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部與固定驅(qū)動(dòng)部之間增加滑動(dòng)沖擊模塊，連接到煤礦機(jī)械滾筒拆裝裝置的固定驅(qū)動(dòng)塊的上部，配套振動(dòng)電機(jī)用來(lái)驅(qū)動(dòng)沖擊模塊，為便于在狹小區(qū)域空間操作、攜帶方便，本裝置設(shè)計(jì)可以使用交流電電線供電或者采用電池供電，在裝置基座的側(cè)面設(shè)計(jì)安裝蓄電池的位置。

2 滾筒拆裝裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在技術(shù)方案基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到滾筒拆裝裝置結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1、圖2。

煤礦機(jī)械滾筒拆裝裝置的工作原理是把固定驅(qū)動(dòng)部1卡在滾筒軸外側(cè)，把活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部2卡在滾動(dòng)軸承內(nèi)側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)8工作帶動(dòng)齒輪使雙驅(qū)動(dòng)軸機(jī)構(gòu)3旋轉(zhuǎn)，絲杠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部向右側(cè)發(fā)生移動(dòng)，把軸承向右側(cè)推，軸向左側(cè)推，迫使軸承和軸分離。這里上下兩個(gè)絲杠是同時(shí)旋轉(zhuǎn)，可以避免在活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部上側(cè)受力產(chǎn)生的橫向剪切力，兩個(gè)絲杠同時(shí)受力，結(jié)構(gòu)牢固，本裝置結(jié)構(gòu)精巧，有利于在狹窄區(qū)域作業(yè)。

在實(shí)際使用時(shí)，上下驅(qū)動(dòng)絲杠同時(shí)旋轉(zhuǎn)，傳遞力矩，上驅(qū)動(dòng)絲杠4產(chǎn)生的推力要大于下驅(qū)動(dòng)絲杠5，在活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部移動(dòng)的過(guò)程中，上驅(qū)動(dòng)絲杠4起到支點(diǎn)的作用。由于上下驅(qū)動(dòng)絲杠受力不一致，上大下小，兩個(gè)絲杠損耗程度也不一樣，當(dāng)絲杠螺距累積誤差較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力，絲杠受力很不均勻，可能會(huì)造成絲杠扭斷的事件。

本裝置中，采用上下絲桿先穿過(guò)螺紋配合的套管，然后套管再與活動(dòng)驅(qū)動(dòng)塊2轉(zhuǎn)軸連接的方式，大大增加活動(dòng)驅(qū)動(dòng)塊2以及固定驅(qū)動(dòng)塊1與上下兩個(gè)絲桿配合的豎直方向的自由度，有利于增加固定驅(qū)動(dòng)部和活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部與軸端以及軸承內(nèi)圈端面的接觸剛度。

本裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)后，在固定驅(qū)動(dòng)塊1上又連接了滑動(dòng)沖擊塊12，滑動(dòng)沖擊塊12在振動(dòng)電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)下，在滾筒軸和軸承內(nèi)圈之間沖擊振蕩，可以快速增加滾筒軸退出時(shí)的機(jī)械間隙，有效減小推力，使得滾筒軸的拆卸快速高效。

煤礦機(jī)械滾筒拆裝裝置基座6的側(cè)面設(shè)計(jì)了蓄電池14，在不需要外部電源的情況下，進(jìn)行拆裝作業(yè)，對(duì)于缺乏外部電源或者不方便接外電源的工作地點(diǎn)來(lái)說(shuō)，更加方便，使用簡(jiǎn)單。

3 結(jié)論

①通過(guò)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備滾筒拆裝存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的研究，設(shè)計(jì)了煤礦機(jī)械設(shè)備滾筒拆裝裝置。②煤礦機(jī)械設(shè)備滾筒拆裝裝置設(shè)計(jì)了由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的上下雙絲杠驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)驅(qū)動(dòng)部，實(shí)現(xiàn)了把軸承從滾筒軸上推出來(lái)。雙驅(qū)動(dòng)避免杠桿力臂帶來(lái)的橫向剪切作用，產(chǎn)生更大推力，結(jié)構(gòu)牢固，設(shè)計(jì)精巧，適用于煤礦狹小區(qū)域的作業(yè)。③優(yōu)化設(shè)計(jì)后，在固定驅(qū)動(dòng)塊上增加了由振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)沖擊塊，使得沖擊塊在滾筒軸與軸承內(nèi)圈套之間快速?zèng)_擊振蕩，有效增加了退出時(shí)的機(jī)械間隙，小推力就可以實(shí)現(xiàn)軸套分離，使得滾筒軸的拆卸更加高效。增加了蓄電池，考慮到了不方便外接電源或者沒(méi)有外接電源的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于煤礦施工的操作環(huán)境來(lái)說(shuō)，十分方便，而且工人容易攜帶。