新型圓螺母鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究

莊利利 ZHUANG Li-li

（寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司煤機(jī)維修公司，大武口 753001）

0 引言

寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司煤機(jī)維修公司秉承產(chǎn)品全生命周期服務(wù)理念，致力于煤機(jī)產(chǎn)品的維修工作，是目前國(guó)內(nèi)維修規(guī)模最大的刮板機(jī)維修企業(yè)。每年維修的減速器、破碎軸組、鏈輪軸組等部件超過(guò)2000 多件，減速器、破碎軸組、鏈輪軸組圓螺母防松均采用圓螺母防松結(jié)構(gòu)，如圖1 所示；減速器、破碎軸組、鏈輪軸組等運(yùn)轉(zhuǎn)部件在使用過(guò)程中止退墊被擠壓變形，造成防轉(zhuǎn)片扭斷導(dǎo)致防松失效，軸向失去定位，造成相關(guān)串聯(lián)件竄動(dòng)，造成設(shè)備軸承及密封損壞，采煤工作面停產(chǎn)，為客戶(hù)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)公司品牌影響力造成損失，其相關(guān)問(wèn)題一直是公司維修減速器、破碎軸組、鏈輪軸組等維修時(shí)首要考慮的問(wèn)題，在長(zhǎng)期積累了大量的維修改造經(jīng)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)一套更為可靠的防松方式勢(shì)在必行。

圖1 圓螺母防松結(jié)構(gòu)

1 主要現(xiàn)狀分析及需求點(diǎn)

圓螺母防松裝拆方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以重復(fù)利用，圓螺母防松通常使用細(xì)牙螺紋來(lái)增強(qiáng)防松能力和減小對(duì)軸的強(qiáng)度消弱及應(yīng)力集中，但相對(duì)來(lái)說(shuō)比其他螺母更占空間，機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中圓螺母常與圓螺母用止動(dòng)墊圈配用，在實(shí)際車(chē)間裝配時(shí)必須將墊圈內(nèi)舌插入軸上的槽內(nèi)，使用專(zhuān)用工具勾型扳手等工具鎖緊，后將墊圈的外舌使用扁鏟等工具嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。

圓螺母防松結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過(guò)程中不僅僅解決了圓螺母與螺栓連接的松動(dòng)問(wèn)題，而且大大提高了螺紋的連接強(qiáng)度，具有螺母承載均勻、不會(huì)產(chǎn)生永久性破壞、安裝拆卸方便、操作簡(jiǎn)單易行、適用性好等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于產(chǎn)生振動(dòng)、工況復(fù)雜的使用環(huán)境，普通圓螺母是無(wú)法滿(mǎn)足使用要求的。對(duì)于礦用鏈輪軸組，如圖2 所示；礦用減速器，如圖3所示；礦用破碎軸組，如圖4 所示；其主要作用是運(yùn)輸、破碎煤炭，工況環(huán)境復(fù)雜，振動(dòng)大，載荷重，部分運(yùn)轉(zhuǎn)部件會(huì)在使用過(guò)程中止退墊被擠壓變形，造成防轉(zhuǎn)片扭斷導(dǎo)致防松失效，軸向失去定位，造成相關(guān)串聯(lián)件竄動(dòng)，造成設(shè)備軸承及密封損壞。

圖2 礦用鏈輪軸組

圖3 礦用減速器

圖4 礦用破碎軸組

如圖2-圖4 所示礦用減速器、破碎軸組、鏈輪軸組等在實(shí)際使用過(guò)程中均因工況環(huán)境復(fù)雜，振動(dòng)大，載荷重不同程度圓螺母使用過(guò)程中止退墊被擠壓變形，造成防轉(zhuǎn)片扭斷導(dǎo)致防松失效，軸向失去定位，相關(guān)串聯(lián)件竄動(dòng)，設(shè)備軸承及密封損壞，采煤工作面停產(chǎn)，產(chǎn)品被替換，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，成為阻礙公司發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有的圓螺母鎖緊防松機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，解決現(xiàn)有的質(zhì)量問(wèn)題，減少經(jīng)濟(jì)損失，設(shè)計(jì)一套更為可靠的防松方式成為了當(dāng)前質(zhì)量改進(jìn)的重點(diǎn)任務(wù)以及主要需求。

2 新型圓螺母鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)工況環(huán)境復(fù)雜，振動(dòng)大，載荷重，部分運(yùn)轉(zhuǎn)部件會(huì)在使用過(guò)程中止退墊被擠壓變形，造成防轉(zhuǎn)片扭斷導(dǎo)致防松失效，軸向失去定位，造成相關(guān)串聯(lián)件竄動(dòng)，造成設(shè)備軸承及密封損壞的情況，寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司煤機(jī)維修公司相關(guān)技術(shù)人員深入煤礦井下，實(shí)際調(diào)查，深入研究，根據(jù)長(zhǎng)期維修改造經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在長(zhǎng)期的維修實(shí)踐中不斷摸索，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)分析和對(duì)比設(shè)計(jì)了一套新型圓螺母鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)，如圖5 所示；零件主要包括圓螺母、止退墊、鎖緊楔塊、頂絲，鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)零件，如圖6 所示。

圖5 新型圓螺母鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)

圖6 鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)零件

此套新型圓螺母鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果可靠，具有螺母承載均勻、不會(huì)產(chǎn)生永久性破壞、安裝拆卸方便、操作簡(jiǎn)單易行、適用性好等優(yōu)點(diǎn)，并且可以很好地適應(yīng)于產(chǎn)生振動(dòng)、工況復(fù)雜的使用環(huán)境，該結(jié)構(gòu)首先通過(guò)圓螺母用止動(dòng)墊圈將墊圈內(nèi)舌插入軸上的槽內(nèi)，使用專(zhuān)用工具勾型扳手等工具鎖緊，后將墊圈的外舌使用扁鏟等工具嵌入圓螺母的槽內(nèi)，產(chǎn)生第一層防松效果，可滿(mǎn)足一般工況使用；其次通過(guò)改造的鎖緊楔塊、使用螺紋鎖固劑，頂絲配合，通過(guò)螺紋頂緊產(chǎn)生持續(xù)強(qiáng)大摩擦力使圓螺母防止轉(zhuǎn)動(dòng)，使其鎖死，防止圓螺母松動(dòng)。

新型圓螺母鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

①安裝新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母前必須將表面的毛刺全部打磨掉，清洗干凈。

②新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母必須與止動(dòng)墊一起安裝，安裝時(shí)圓螺母用止動(dòng)墊圈必須將墊圈內(nèi)舌插入軸上的槽內(nèi)。

③新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母的倒角面必須壓在配合件上，不能倒轉(zhuǎn)。

④新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母必須用鉗子彎折止回墊的內(nèi)爪，拐角應(yīng)過(guò)圓，以避免彎曲成直角，彎曲位置應(yīng)離根部稍遠(yuǎn)，否則容易折斷。

⑤新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母使用錘子和鈍頭鑿子將止回墊的外腿彎曲到槽中，不要用鋒利的鑿子彎曲，以免割傷外腿或削弱外腿的力量，防止止退墊折斷。

⑥安裝或拆卸圓螺母必須使用專(zhuān)用的鉤形扳手，嚴(yán)禁用鑿子敲打，當(dāng)使用鉤形扳手不方便時(shí)，允許安裝鈍邊鑿子，但必須控制阻力，以免損壞圓螺母槽。

⑦新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母安裝時(shí)必須在頂絲上按規(guī)定涂抹螺紋鎖固劑。

⑧新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母頂絲緊固必須按照相應(yīng)的力矩要求緊固，防止過(guò)松或者過(guò)緊導(dǎo)致螺栓折斷的問(wèn)題發(fā)生。

3 實(shí)際使用效果

新型鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)圓螺母主要包括楔塊，如圖7所示；新型圓螺母，如圖8 所示；楔塊圓螺母組裝圖，如圖9 所示；組裝完成的效果圖，如圖10 所示。實(shí)際使用效果圖如圖11 所示、如圖12 所示。

圖7 楔塊

圖9 楔塊圓螺母組裝圖

圖10 組裝完成的效果圖

圖11 實(shí)際使用效果圖

圖12 實(shí)際使用效果圖

目前已成功用于大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司DBT 設(shè)備、同煤浙能麻家梁煤業(yè)有限責(zé)任公司DBT設(shè)備、同煤大唐塔山煤礦有限公司DBT 設(shè)備、內(nèi)蒙古鄂爾多斯永煤礦業(yè)有限公司馬泰壕JOY 設(shè)備、晉能控股煤業(yè)集團(tuán)同忻煤礦山西有限公司JOY 設(shè)備、榆林市神樹(shù)畔礦業(yè)投資有限公司、內(nèi)蒙古賽蒙特爾礦業(yè)有限公司34P12 破碎軸組、陜西郭家河礦DBT 設(shè)備沖擊較大的破碎軸組及減速器上，目前共計(jì)已改造127 件。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)綜合分析，實(shí)踐檢驗(yàn)，此套新型圓螺母鎖緊楔塊防松結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果可靠，安裝拆卸方便，操作簡(jiǎn)單易行，適用性好，并且可以很好地適應(yīng)于產(chǎn)生振動(dòng)、工況復(fù)雜的使用環(huán)境，通過(guò)止退墊防松結(jié)構(gòu)及楔塊防松結(jié)構(gòu)具有雙層防松效果，新型楔塊防松結(jié)構(gòu)使用螺紋鎖固劑，頂絲配合，通過(guò)螺紋頂緊產(chǎn)生持續(xù)強(qiáng)大摩擦力使圓螺母防止轉(zhuǎn)動(dòng)，使其鎖死，防止圓螺母松動(dòng)，成功地解決了相關(guān)問(wèn)題，避免了圓螺母松動(dòng)問(wèn)題的發(fā)生，寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司煤機(jī)維修公司目前已成功改造用于26 家客戶(hù)，截至目前防松效果非常好，未出現(xiàn)任何因圓螺母松動(dòng)而產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題，避免了客戶(hù)采煤工作面停產(chǎn)為客戶(hù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，提升公司品牌影響力，獲得了客戶(hù)的認(rèn)可，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。