礦用減速器中薄壁套的加工

尤永宏*

（太重煤機有限公司重型減速機公司，山西太原，030032）

礦用減速器中薄壁套的加工

尤永宏*

（太重煤機有限公司重型減速機公司，山西太原，030032）

減速器裝配中，為保證密封性和零件的多次利用性，往往涉及耐磨套的加工?？紤]具體結構影響，很多時候所使用耐磨套又屬于薄壁套，而通常情況下，薄壁套的加工為保證其精度又需要專門的設備，由此為加工帶來了不便。本文通過 TRIZ理論輔以一定的工裝設計了一種比較通用的加工方法。該方法使薄壁套的加工對設備具有了一定程度的通用性。

礦用減速器；TRIZ；薄壁套

引言

在礦用減速器的結構設計時，鑒于高速軸轉速較高的特性，為考慮高速軸的再次利用，在其與骨架油封接觸部位往往采用耐磨套結構，由此，經過一段時間的摩擦后，輔以適當的方法只要把耐磨套進行更換便可實現高速軸的二次利用。在上述過程中最關鍵的因素需保證耐磨套的加工精度，結合薄壁耐磨套的特性——薄壁性——受外力易于變形的特性，其加工方法的選擇便成為關鍵。

1 礦用減速器高速軸部分結構

礦用減速器因在運轉過程中齒軸、軸承等零件均需有潤滑油的潤滑以保證零件的正常運轉。潤滑油的作用即是在所嚙合齒面之間形成油膜，從而保證減速器在運轉過程中聲音的良好。由此為確保潤滑油的足夠，減速器高速軸處必須保證良好的密封性。

在圖1中，礦用減速器高速軸部裝主要有以下零件組成：螺傘軸、軸承蓋、耐磨套、軸承、骨架油封等。

耐磨套與螺傘軸接觸，靠過盈配合實現密封性，軸承蓋與耐磨套之間依靠密封件—骨架油封實現密封性，軸承蓋通過螺栓固定于減速器箱體上，而軸承蓋與箱體接觸面涂抹有密封膠，由此實現了減速器高速軸的密封性。

在減速器高速軸運轉時，耐磨套隨螺傘軸一起運動旋轉，而骨架油封固定于軸承蓋上，由此兩者便產生相互的運動，從而致使骨架油封唇口經一段時間后便會在耐磨套外表面摩擦下一道痕跡。

圖1 礦用減速器高速軸部裝主要零件組成

2 常規耐磨套的加工方法

由礦用減速器高速軸結構可知，耐磨套需依靠與螺傘軸、骨架油封相互配合所形成的過盈方可形成密封性。由此，耐磨套的加工精度要求較高。為保證其精度，通用的加工工藝采用“粗車——精車——磨”，而精度的保證則是在于最后一道工序“磨”。采用的設備為帶吸盤式的磨床。

加工時，通過吸盤的磁性吸附力把耐磨套吸附于吸盤上實現固定，接著再采用砂輪對內孔與外圓進行磨削。吸盤的吸附力避免了因卡盤(三爪或四爪)對工件夾緊力的存在所產生的工件變形。

3 利用TRIZ理論的分析

在耐磨套常規的加工方法中可清楚的明白，若需實現耐磨套無變形的加工，必須具備且采用帶吸盤的磨床，由此普通的磨床則無法實現其的加工，否則因夾緊力存在必然造成薄壁耐磨套加工后的變形。再這里利用TRIZ理論的觀點對其分析，若想實現普通磨床的加工需解決的問題如下：

普通磨床主要依靠于卡盤對工件的夾持來實現工件的固定，而要想使薄壁耐磨套不產生變形則不能對其產生夾緊力，由此便產生了矛盾。從而聯想TRIZ理論中的分割、局部品質原理，開拓思維，產品矛盾的兩因素均為必須存在因素由此想到是否可采用空間分離方法實現解決。吸盤的吸附力依靠的是磁性，其作用是固定零件與機床工作臺上，而固定零件最常用的方法還有就是壓緊。再有就是壓緊也不會對薄壁耐磨套產生徑向力從而避免了其發生變形。通過上面的分析便有了解決矛盾的思路：即采用壓緊力得以實現。思路有了之后便需要有把該思路轉換為具體可操作的方法。

4 優化后的方法

通過TRIZ理論得出解決問題矛盾的思路“壓緊”，而要把該思路轉換為實際的方法，便是輔助以一定的工裝實現。具體為：在耐磨套上增加兩個孔，通過該孔實現工裝與耐磨套的固定，在工裝的另一側則設置有與機床固定的機構。另一方面，此工裝兩側機構還需具有一定的結構能實現軸向壓緊力。方法確定后，具體的結構便清楚明了了，結構如圖2-圖4所示：

圖2 需加工零件

圖3 工裝

圖4 裝配

如上三個圖示中，圖一為所需加工的薄壁耐磨套，圖二為加工薄壁套所需工裝，圖三為耐磨套與工裝的裝配。

在圖三中：“A”為一圓盤類零件，便于機床卡盤(三爪或四爪)的夾持。“B”為一矩形板，其作用僅是固定所加工零件——薄壁耐磨套。耐磨套的緊固主要依靠螺栓、螺母對“A、B”的緊固壓緊。

耐磨套的兩側均各加工有兩個長孔，便于對其兩側分別加工。

工裝的選擇則需根據日常所需加工薄壁套的外形尺寸進行設計，但需注意的是“A、B”零件的尺寸需大于所需加工套類零件外徑3～5mm。

在該方法選擇時，還需注意的是：套上工藝孔的選擇位置。若該套類零件為耐磨套，則工藝孔的選擇須避開油封位置。若所加工套類零件為普通薄壁套，則不需考慮工藝孔位置。

5 方法的實際應用

薄壁套零件不僅在礦用減速器高速軸的密封結構上使用。針對礦用減速器使用一段

時間后，若箱體軸承孔刷圈，此時便可把該軸承孔尺寸增大，為保證原軸承規格不便，由此在該處孔與軸承外圈之間增設一薄壁套，再通過合理的選擇三者之間的相互尺寸公差便可實現箱體的修復，實現再次使用。從而避免了常規補焊箱體軸承孔所帶來不利因素。

常規針對礦用減速器箱體軸承孔刷圈所采用的加工方法：對刷圈部分采用合適的材料焊條進行補焊。首先采用焊條對損傷部位進行全面補焊完全，之后進行自然時效冷卻，使其應力得以釋放。釋放之后在使用機床進行加工。而在上述的方法中，必然會對箱體焊接部位相鄰處造成熱變形，由此損傷箱體，另一方面，采用補焊的方式因其過程的特殊性必然造成加工周期的增加，綜上所述，正是有以上兩點結果的存在給生產帶來的極大的不便。

對于因軸承刷圈所造成的箱體損傷，除采用上述的焊接辦法之外，還有一種比較常規的加工方法——對損傷部位箱體軸承孔部位進行加工，使其孔徑增大，之后再利用套補償箱體軸承孔與軸承外圈之間的距離，由此實現箱體的二次利用。再此辦法中，最關鍵的之處是必然保證所增加“套”的精度。尤其是針對一些箱體軸承孔支撐壁厚較薄，由此所增加的“套”此時必然為薄壁套，其加工過程也就必然會遇到與“薄壁耐磨套”相同的問題。

通過上述TRIZ理論中發明問題的方法所得出的“薄壁套”加工方法，在箱體軸承孔刷圈后修補時也可采用。因“薄壁套”作為耐磨套，則需考慮加工過程中所產生的工藝孔是否會對耐磨套的密封性造成影響。而在箱體軸承孔中使用，則不需考慮密封性，所需考慮的應是套、箱體軸承孔、軸承外圈三者之間的配合，此三者之間的相互配合必須選擇合理，主要原因是：其相互之間兩兩接觸，故其之間所采用的配合必然會關聯至另外的零件（箱體軸承孔、套、軸承外圈）。正是因上述因素的存在，其所增加的套、箱體軸孔兩則相關尺寸公差配合的選擇至關重要。

套與軸承外圈配合時，必然會在其配合面產生正壓力，從而使軸承的內外徑擴張，接觸時軸承外圈受到壓力使軸承外圈直徑產生壓縮。當此壓縮量超過軸承游隙時，則會造成軸承抱緊，無法實現正常的滾動。正是如此，在對箱體軸承孔、套的公差尺寸選擇時屬關鍵因素。公差尺寸的保證則需有合理的加工方法得以保證使其能夠實現。

在“薄壁套”加工過程中所產生的工藝孔直觀的體現為會對套的接觸面積造成影響。因套加工過程中所產生的工藝孔在整個“薄壁套”中所占有的面積比例很小，而在軸承接觸面積中只要所接觸有效接觸面積超過軸承外圈整體面積的70%，則不會對軸承的使用造成影響，即便可保證軸承的正常使用。通過上述優化后所得出的方法中“薄壁套”所產生的工藝孔在整個套零件的外表面中所占有面積比例很小，考慮軸承的失效時屬可忽略部分。故不會對其造成直接影響。

6 結束語

在上述的礦用減速器中所采用的零件“薄壁耐磨套”以及箱體軸承孔刷圈后采用的修補方法中所使用的“薄壁套”均需要有一定的加工精度，以此來實現零件的正常使用。而在問題的解決過程中，正是通過對TRIZ理論中的40個發明問題原理的深入學習并在遇到問題時能夠充分的利用其便可得以解決。在本辦法中正是利用該理論對矛盾問題實現時間空間的分離從而使問題得以解決。

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Machining of Thin Wall Sleeve in Mine Reducer

YOU Yonghong*
(TaiYuan TZ coal machinery heavy-duty gearbox CO.,LTD. Shanxi Taiyuan,030032,China)

In the assembly of reducer,the processing of wear sleeve is often concerned to ensure the tightness and the multiple use of parts.Considering the influence of concrete structure,the wear-resistant sleeve used in many cases belongs to the thin wall sleeve,and in the ordinary case,the processing of the thin-wall sleeve needs special equipment to ensure its accuracy,which brings inconvenience to the processing.In this paper,a general machining method is designed by means of TRIZ theory and certain tooling. The method makes the processing of the thin-wall sleeve have a certain degree of versatility to the equipment.

elementary analysis of mine decelerator；TRIZ; Thin-wall sleeve

TH13

A

1672-9129(2017)06-0092-03

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.032

尤永宏. 礦用減速器中薄壁套的加工[J]. 數碼設計,2017,6(6)： 92-93.

Cite：YOU Yonghong. Machining of Thin Wall Sleeve in Mine Reducer[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 92-93.

2017-01-23；

2017-02-26。

尤永宏（1986-），男，山西省朔州市應縣人，2008年畢業于太原理工大學，學士，主要研究方向：礦用減速機設計。

Email：yonghong1979254@163.com