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、動力頭、刀盤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。基于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，動力頭作為設(shè)備的動力源，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，沒有實際的組裝經(jīng)驗，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動力頭結(jié)構(gòu)分析

動力頭主要由上箱體、下箱體、軸、齒輪，軸承，法蘭等零件組成。通過對零件裝配關(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)圈與軸為過盈配合，軸承外圈與箱體為間隙配合。

1.3.1過盈聯(lián)接裝配的技術(shù)要求

①合適的過盈量。過盈量太小不能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求，過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，注意保持軸孔的同軸度要求。以保證有較高的對中性。

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過盈聯(lián)接的裝配方法

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

錘擊法特點(diǎn)：這種方法簡單，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，配合長度較短的聯(lián)接。

壓入法特點(diǎn)：可通過壓力機(jī)或輔助工裝壓入。壓入過程必須連續(xù)，速度不宜太快。壓入時，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。過盈量小的小型配合件和薄壁套可用干冰冷縮，可冷至78℃。對于過盈量較大的配合件，可采用液氨冷縮，可冷至195℃。對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題。

②需要考慮軸承入口倒角問題。

③軸承內(nèi)圈采用熱裝法。需要驗證現(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軸承吊裝問題的解決

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

2.2軸承入口倒角問題

通過對箱體結(jié)構(gòu)的變動，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。

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

2.3.1試驗方法

選取與軸承內(nèi)圈尺寸大小基本相同的齒圈放入加熱器，通過測量加熱前齒圈內(nèi)孔尺寸、加熱后齒圈內(nèi)孔尺寸、加熱時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試驗過程

①選擇與軸承大小接近的齒圈。

②加熱過程。

③測量數(shù)據(jù)。

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

2.3.3試驗結(jié)論

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

3結(jié)束語

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