快速組裝大型部件鉸接孔銷軸方案的新突破

趙忠剛 郭陽陽

【摘要】本文論證了液壓支架、采煤機等部件安裝鉸接孔銷軸的錐形導銷引導法，闡述了鉸接孔銷軸的安裝方案及運用錐形導銷安裝過程中的注意事項。

【關鍵詞】鉸接孔；銷軸；錐形導銷

Quickly Ａssembled Ｌarge Ｈinge Ｐin Ｈole Ｂreakthroughs in Ｐrogramme

ZＨＡＯ Zhong-gangGＵＯ Yang-yang

(Shandong energy machinery group, Taian Shandong, 271411)

【Abstract】Ｔhis article demonstrates, coal mining machine parts, such as the installation of hydraulic powered support hinge hole of a tapered guide pin guide pin method, explains the hinge pin hole of installation scenarios and considerations for using a tapered guide pins during installation.

【Key words】Ｈinge Hole; Ｐin; Ｔapered guide pin

0引言

我們山東能源機械集團公司每年要安裝兩千多套液壓支架和幾十臺采煤機，其零部件重量基本都在幾百公斤到八噸左右，安裝時需用行車吊運，先將其鉸接孔對正再安裝銷軸。每年要安裝數萬件銷軸，嚴重的費工費時費力，特別是在井下更換部件時，由于現場吊裝條件很差，使對正部件的鉸接孔更加困難，嚴重影響安裝銷軸的速度。為此，本人經過多年觀察摸索，琢磨出一套較為理想的安裝方案，可以將工效提高50%以上，并且將4名液壓支架安裝人員節省到3名，為公司帶來較好的經濟效益和社會效益。

1原始安裝液壓支架、采煤機等部件鉸接孔銷軸的方法及缺陷

首先，將工件吊起進行對正鉸接孔，一般在鉸接孔對正到差5mm左右時，由于吊裝時很難將工件吊繩掛平衡，不論行車在怎么起、落，要么是前孔對正后孔偏心，要么就是后孔對正了而前孔偏心。此時，需要多名員工再用撬棍撬工件才可對正其鉸接孔。在安裝過程中有員工撬著工件，同時有員工再將銷軸往孔中錘擊，嚴重費工費時費力。同時，由于部分工件達到十幾噸，撬著時非常吃力，并且危險性較大，存在嚴重的安全隱患。

2新式安裝液壓支架、采煤機等部件鉸接孔銷軸的方案分析

為順利安裝液壓支架、采煤機等部件鉸接孔銷軸，可以采用在銷軸前端先安裝錐形銷軸作為引導的方式進行安裝，錐形銷軸能夠將安裝部件與放置件出現偏差的孔在其錐形部位漸漸校正導入，最終在棒擊下順利通過放置件與安裝件同軸孔系，使銷軸緊跟其后順利裝入安裝孔系。

圖1為Φ200銷軸與其配套錐形導銷，為減輕錐形導銷重量，可以將其用筒體和堵板組焊而成。為在安裝過程中使錐形導銷進入部分不退出，即具備自鎖作用，將其斜度車為8°以下。由于安裝對正部件時其同軸孔的偏差一般在5~10mm時便發生需用撬棍撬著安裝的現象，錐形銷軸的錐形部分小端的直徑通常設制的比大徑小30mm，即半徑方向小15mm。

由于在安裝過程中錐形面受頻繁的沖擊力，為提高其使用壽命，錐形面要淬火處理。

3新式安裝液壓支架、采煤機等部件鉸接孔銷軸的方案理論驗證

在用錐形導銷引導安裝部件鉸接孔銷軸時，錐形導銷安裝在部件鉸接孔中后，接著用20千克的棒料錘擊錐形導銷，使其將孔系導正后，接著安裝銷軸，再錘擊銷軸，使其頂著錐形導銷進入，直至把錐形導銷頂出鉸接孔系。由于動量mv=沖量ft，m=20千克，v=35米/秒，碰撞緩沖接觸時間t為0.1秒，所以，沖擊力f=mv/t=20×35÷0.1=7000N≈700公斤力。參照圖1中的錐形導銷受力分析可知，沖擊力F與錐形銷軸錐面對工件的頂力q的關系式為：tan8=q/f，即f= q/tan8=700÷0.14=5000公斤力。該力足夠頂起10噸部件的單側，完全能夠達到錐形導入的作用。

圖１Φ200銷軸與其配套錐形導銷及錐形導銷受力分析

根據上述計算公式可知，棒料沖擊銷軸的緩沖接觸時間愈短愈好，能夠使沖擊力F變大，為此，要使沖擊棒料的沖擊面淬火，增加硬度，減少其塑性變形量，進一步縮短緩沖時間，但其硬度值最好不要高于銷軸的表面硬度，防止銷軸在沖擊過程中受傷變形。

4新式安裝液壓支架、采煤機等部件鉸接孔銷軸的系列注意事項

在運用錐形導銷安裝部件鉸接孔銷軸時，注意在鉸接孔中涂油，以防止工件銹蝕和減少摩擦力；在打擊過程中注意使其全面積接觸，防止局部接觸引起銷軸端面變形和延長緩沖接觸時間，減少沖擊力；錐形導銷的接受沖擊的堵板要用可以碳當量較高的材料，以便于熱處理提高其硬度，減少沖擊過程中的塑性變形量，另一端堵板要鉆個孔，防止其在焊接過程中受熱出現密閉筒體爆裂的現象；受沖擊的堵板在焊接完成后要加工其端面，提高其端面與錐形導銷外圓垂直的度；注意錐形導銷的圓柱體部分長度最好大于其錐形部分，以便于“引導”；針對有腔體的同軸孔系，錐形導銷的長度要大于部件的腔體長度，防止錐形導銷落入孔系的腔體中；針對不同的銷軸直徑，要結合實際尺寸設制配套的錐形導銷；沖擊導銷過程中盡量快，以提高沖擊力；在沖擊過程中發現部件孔系不能對正時，要考慮部件安裝部位是否有干涉的焊瘤和多肉及孔系不同軸等現象。

5結語

該安裝方式能較好提高工效，節約人力。錐形導銷制做容易，安裝易于操作，對員工的業務素質要求不高。同時，該類安裝方案可以借鑒應用到其它相似的裝備安裝中。

【參考文獻】

［１］王永廉,主編.材料力學[M].北京：機械工業出版社,2008.

［2］王光斗,王春福,主編.機床夾具設計手冊[M].上海：上海科學技術出版社,2000.

［責任編輯：曹明明］