煤礦機械件測繪方法及注意事項

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摘要：分類總結(jié)了煤礦機械件的特點，闡述了各類配件的測繪方法和注意事項，并用齒輪實例說明測繪的注意事項，對提高測繪效率和保證配件成功開發(fā)具有實際意義。

關(guān)鍵詞：煤機備件；國產(chǎn)化；零件測繪

導(dǎo)言

近年來，以國家能源集團為代表的煤炭行業(yè)啟動了“國產(chǎn)化”戰(zhàn)略，作出全面停止進口裝備、配件采購，開展高端裝備及配件國產(chǎn)化工作的決定，計劃在2020年實現(xiàn)全公司所有裝備的國產(chǎn)化研發(fā)、制造，煤機備件的國產(chǎn)化已成了煤機裝備制造業(yè)的重點工作[1-3]。在“國產(chǎn)化”關(guān)鍵之年，我公司將配件國產(chǎn)化開發(fā)提升為產(chǎn)品開發(fā)，要求從配件開發(fā)的前期測繪、材料選擇、加工制造、熱處理、加工工藝控制到裝配服務(wù)等生命全周期嚴格管理、監(jiān)督，以提升配件的可靠性，而配件的測繪作為配件開發(fā)的關(guān)鍵步驟，其測繪的準確性、測繪的效率直接影響著整個配件開發(fā)周期的進度，是配件能否開發(fā)成功的關(guān)鍵，因此，其測繪方法和測繪步驟顯得尤為重要。

1煤礦機械件的分類

機械配件按照材料、加工工藝、使用用途有不同的分類方式，本文主要按照高端配件短名單名稱分為標準件、結(jié)構(gòu)件、齒輪類等，不同配件有不同的測繪方法及注意事項。

1.1標準件

標準件指結(jié)構(gòu)、尺寸、畫法、標記等各方面已經(jīng)完全標準化，并由專業(yè)廠家生產(chǎn)的常用零部件，如銷、鍵、彈簧、滾子鏈等。這類配件測繪比較簡單，只需測繪基本參數(shù)，在標準中對應(yīng)查詢即可，如滾子鏈的基本參數(shù)為節(jié)距、滾子外徑、內(nèi)鏈接內(nèi)寬、鏈節(jié)數(shù)和排距。

1.2結(jié)構(gòu)件

結(jié)構(gòu)件按照使用功能的不同可以分為箱體類結(jié)構(gòu)件、機加類結(jié)構(gòu)件和組焊類結(jié)構(gòu)件。箱體類結(jié)構(gòu)件是設(shè)備中的主要零件之一，一般起支撐、容納和定位零件的作用，如減速器箱體、連接板、異形結(jié)構(gòu)等。此類配件外形和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，箱體上通常布置螺紋連接孔、軸承安裝孔、銷軸孔、筋板等結(jié)構(gòu)，螺紋連接孔、軸承安裝孔等尺寸精度要求高，且很難直接測量，一般采用三維掃描+常規(guī)測繪或三坐標測量。機加類結(jié)構(gòu)件，如軸承座、浮封座、端蓋等，此類配件需確定尺寸鏈中各尺寸原始設(shè)計的理論值和公差范圍，一般采用卡尺、千分尺、溝槽齒等測繪。組焊類結(jié)構(gòu)件不僅需要精確測繪連接尺寸，還需要考慮焊接順序、加工基準、材料的焊接特性等，如滑架、油位指示器。圖1為箱體類、機加類和組焊類結(jié)構(gòu)件樣圖。

1.3齒輪類

齒輪類包括直齒輪、斜齒輪和錐齒輪等，直齒輪可以直接測繪齒數(shù)、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、公法線長度、跨棒距和棒間距等參數(shù)，通過參數(shù)計算、校核反推出齒輪的其他參數(shù)，如模數(shù)、壓力角、變位系數(shù)等。螺旋傘齒輪、直齒錐齒輪、外斜齒輪等的螺旋角需要借助專用的測繪工具測量。

2煤礦機械件的測繪及注意事項

2.1測繪流程

機械配件的測繪主要是在明確配件的用途后，按照裝配關(guān)系繪制草圖，使用合適的儀器測量相關(guān)尺寸并記錄，記錄零部件的技術(shù)要求等，主要流程如圖2所示。（1）首先應(yīng)明確配件的類型、用途及裝配關(guān)系，如齒輪類配件不僅需要知道齒輪需測繪的參數(shù)（Z、Da、Df、Wk），還需要了解齒輪與其他關(guān)聯(lián)件的裝配關(guān)系等。（2）繪制工程草圖，草圖要能夠表達清楚配件的整體特征，包括倒角、圓角、焊縫形式等。（3）使用合適的儀器測繪并記錄，測繪數(shù)據(jù)精確到μm。（4）記錄零部件材料、硬度、加工工藝等技術(shù)要求，必要時拍照留存。

2.2注意事項

注意事項包括以下四點。（1）零部件上的細小結(jié)構(gòu)（如倒角、圓角、退刀槽、凸臺等）必須在手繪草圖中表達出來，不適當?shù)牡菇怯锌赡茉谘b配中形成干涉，有可能會造成應(yīng)力集中。（2）草圖中盡量按照測繪尺寸標注，在繪制二維工程圖時適當取舍相關(guān)尺寸。因為各設(shè)備采用的國家標準或度量單位不一致，如JOY梭車、連采機采用美標，各尺寸單位為寸，換算為mm之后都有小數(shù)點。（3）測繪過程中盡量將各測繪尺寸形成閉環(huán)，方便后續(xù)尺寸驗證。（4）測繪時應(yīng)盡量選擇正確的基準，以減少測量累積誤差。

3實例

以某煤機設(shè)備齒輪為例，如圖3所示，說明測繪方法和注意事項。該齒輪為JOY直齒齒輪，初步了解該輪齒為徑節(jié)制美國標準，外嚙合方式，內(nèi)孔安裝調(diào)心滾子軸承，滾子軸承由齒輪和卡簧限位，齒輪內(nèi)孔有卡簧安裝槽。直齒輪部分需要測繪的參數(shù)有齒數(shù)、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、跨齒數(shù)和公法線長度或跨棒距，其中跨齒數(shù)由公式（1）計算所得。公法線長度至少需要測繪兩組數(shù)據(jù)Wk、Wk+1。軸承安裝孔因軸承已標準化，可根據(jù)軸承外徑尺寸推算所得，但是因為各廠家軸承的配合間隙有所差別，其公差范圍需由測繪 數(shù)據(jù)推算，故測繪精度要求高，需要公法線千分尺測繪。同樣，由于卡簧已經(jīng)標準化，卡簧槽的尺寸可按照卡簧的規(guī)格選擇，但若測繪前對卡簧槽的標準、規(guī)格等不了解時，該部分的尺寸也需精確測繪，一般使用內(nèi)卡鉗、游標卡尺測繪。特別需要注意的是，軸承安裝孔端面的圓角、倒角尺寸也要測繪，否則可能會與軸承發(fā)生干涉。

4結(jié)論

本文分類總結(jié)了煤礦機械件中標準件、結(jié)構(gòu)件、齒輪的特點，針對不同配件，選用合適的測繪工具和測繪方法，不僅可以提高測繪的準確性，還可加快國產(chǎn)化開發(fā)的進度。最后用齒輪實例說明測繪的注意事項，對配件的成功開發(fā)具有實際意義。

參考文獻：

[1]呂益，王修宏．進口采煤機國產(chǎn)化替代技術(shù)研究與創(chuàng)新[J]．煤炭科學(xué)技術(shù)，2018，（46）：170-173．

[2]李雪芬，張保太，施峰．礦用設(shè)備部件國產(chǎn)化探討和實踐[J]．煤炭科學(xué)技術(shù)，2018,（46）：174-177．

[3]雒補清．進口備件國產(chǎn)化的實踐[J]．設(shè)備管理與維修，2019，（3）：133-134．

作者：劉小霞 單位：中國煤炭科工集團 太原研究院有限公司