采煤機殼體打壓工裝設計分析
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摘要：采煤機殼體打壓工裝，包括待打壓殼體和多個封堵器，通過封堵器對待打壓殼體上與其內(nèi)腔相貫通的傳動行孔進行封閉，待打壓殼體上部的一個封堵器上開設有進水孔，封堵器和待打壓殼體之間設置有O型密封圈,密封效果顯著，能直觀、準確地發(fā)現(xiàn)滲漏點，對缺陷部位可一次性徹底反饋，應用范圍廣泛，大大減少了殼體鑄造缺陷及漏油的返修率，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：采煤機；殼體；內(nèi)腔；封閉；打壓；設計
采煤機搖臂殼體、牽引部殼體均為形狀復雜的鑄造結(jié)構(gòu)件，是采煤機截割動力與行走動力的傳動機構(gòu)。傳動時主要通過殼體內(nèi)腔齒輪減速和行星機構(gòu)減速傳輸動力，因此殼體內(nèi)腔是封閉的傳動、潤滑裝置結(jié)構(gòu)。目前因受鑄造技術(shù)水平及殼體結(jié)構(gòu)影響，加之粗加工后傳動內(nèi)腔殼體需進行整體調(diào)質(zhì)處理，為防止在精加工后殼體上還殘留部分細小的縮松、砂眼、裂紋等缺陷，現(xiàn)需要在殼體完工后對整個內(nèi)腔進行打壓試驗，從而保證殼體安裝完畢加載試驗時或是在用戶使用中不會出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，殼體內(nèi)腔如圖1、圖2所示。工裝設計目的：針對鑄造現(xiàn)有技術(shù)中的不足及不可避免的缺陷存在，設計一種采煤機殼體打壓工裝，便于安裝和拆卸，通過封堵器對待打壓殼體上與其內(nèi)腔相貫通的傳動行孔進行封閉，并在封堵器和待打壓殼體之間設置有O型密封圈，密封效果能直觀、準確地發(fā)現(xiàn)滲漏點，對缺陷部位可一次性徹底反饋，減少殼體傳動內(nèi)腔鑄造缺陷，解決殼體漏油問題。保證殼體在部件安裝試驗前發(fā)現(xiàn)缺陷并及時進行返修，減少不必要的重復拆裝，從而縮短加工周期。工裝設計方案：參考產(chǎn)品設計技術(shù)要求，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，在殼體精加工完成后，對殼體內(nèi)腔進行打壓試驗，壓力0.5MPa保壓15分鐘，確定以下設計方案：①每個與待打壓殼體的內(nèi)腔相互貫通的傳動行孔內(nèi)均設置有一個封堵器，每個所述封堵器和與其對應的傳動行孔的孔壁之間均設置有O型密封圈，封堵器的定位外圓上沿其徑向開設有供O型密封圈卡裝的環(huán)形密封槽，待打壓殼體上部的一個封堵器上開設有與內(nèi)腔相貫通的進水螺紋孔。②封堵器為外部臺階堵、外部直堵頭和內(nèi)部直堵頭中的一種或兩種以上的組合。堵帽上還對稱設置有兩個起吊孔，兩個起吊孔與多個螺栓緊固孔布設在同一圓周上。③殼體打壓時應將殼體平放在打壓架上，內(nèi)腔注滿水，用打壓泵按技術(shù)要求壓力進行打壓試驗，應方便檢驗人員查看；
工裝設計：①封堵器的設計：a.封堵器材質(zhì)：45；熱處理：調(diào)質(zhì)HB240~280；發(fā)藍處理；b.封堵器定位軸徑由殼體定位孔決定，與殼體定位孔徑名義尺寸相同，公差取f7；粗糙度3.2；軸端倒角2X45°;臺階根部R1；c.定位軸密封槽的設計，先確定密封槽寬度（由密封圈直徑確定），再根據(jù)活塞密封溝槽標準相應尺寸確定密封槽尺寸直徑，公差取h11；粗糙度3.2，寬度尺寸公差、槽內(nèi)圓角及同軸度要求按標準執(zhí)行；（注意：密封槽軸向位置及密封圈直徑的確定要大于或等于殼體工況狀態(tài)所需位置要求）d.封堵器外形尺寸及厚度按相應安裝處止口尺寸及形狀而定，周邊外形單邊均留1mm余量；螺孔數(shù)量、大小及位置均按殼體相應尺寸確定，安裝時使用GB/T5783螺栓聯(lián)接緊固于殼體上，保證安裝順利進行；封堵器上增加相應的便于拆裝的起吊孔；e.依據(jù)封堵器大小在端蓋上設計相應大小的減重凹孔；f.封堵器密封設計示意圖如圖3所示。②殼體上封堵器的定位、緊固方式各有不同，應視殼體所固有結(jié)構(gòu)而定，有條形對稱壓板式、單側(cè)偏心壓板式、有內(nèi)側(cè)連接固定支撐桿式等，但其密封設計思路同上述封堵器的設計原理，此處不再贅述。③殼體上所有與內(nèi)腔貫通的螺紋孔、油標孔、觀察孔、泄漏孔等獨立的小孔均需進行封堵，采用JB/ZQ4444螺塞與JB/ZQ4454密封墊組合封堵。④進水口常用M18X1.5，進水口的位置應設計在殼體打壓放置較高部位的封堵器上，使打壓時能給內(nèi)腔注入較多水，縮短打壓輔助時間。打壓工裝安裝使用：殼體打壓工裝在安裝過程中，應先將殼體大面（搖臂殼體大面指0面，牽引部殼體大面指小孔端面）行孔密封堵裝入，安裝時先將O型密封圈裝于行孔密封堵上，再涂黃油將行孔密封堵裝于殼體上，用螺栓堅固；然后將所有單個孔按相應密封件進行封堵；最后只剩留有進水口的密封堵，將腔內(nèi)注滿水，再裝入帶有進水口的密封堵，并進行緊固。所有打壓工裝全部裝好后，接入打壓泵按技術(shù)要求壓力進行殼體打壓試驗。完整的搖臂打壓工裝如圖4所示。
工裝設計優(yōu)點：①通過封堵器將待打壓殼體上與其內(nèi)腔相貫通的傳動行孔進行封閉后進行殼體的打壓試驗，進而檢測待打壓殼體內(nèi)腔鑄造缺陷，操作便捷，適用范圍廣泛，能夠減少不必要的重復拆裝，從而縮短加工周期。②通過在封堵器和與其對應的傳動行孔的孔壁之間均設置有O型密封圈，能夠提高待打壓殼體的整體密封性，進而減少了待打壓殼體的鑄造缺陷及漏油的返修率，防止不合格品進入市場，確保了待打壓殼體的產(chǎn)品質(zhì)量。③通過在封堵器的定位外圓上開設的環(huán)形密封槽用于安裝O型密封圈，便于對O型密封圈進行定位，能進一步提高密封效果。④打壓工裝的使用縮短了滲漏靜置8小時的工期，縮短了加工周期，提高了生產(chǎn)效率。綜上所述，此種設計理念及設計方案，能夠有效檢驗殼體鑄造缺陷，快速、準確、直觀發(fā)現(xiàn)滲漏點，對缺陷部位精準定位，利于返修，減少多次返工的問題發(fā)生，進而保證產(chǎn)品質(zhì)量。
參考文獻
[1]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社.
[2]王國法.液壓與傳動技術(shù)[M.北京：煤炭工業(yè)出版社.
作者：屈嬋嬋 李健 李梓 趙志芳 單位：西安煤礦機械有限公司