托輥加工工藝制定和質量控制

 一、前言 

  目前,煤礦井下用托輥基本標準DTII型托輥,密封為迷宮式雙重密封,軸端采用標準軸用擋圈,增加了托輥的軸向止推能力,結構比較合理。但由于托輥在制造過程中存在著許多加工與裝配誤差,影響了托輥的密封及運行性能,加之托輥長期在井下使用,運轉條件較惡劣,在煤塵及酸性水的侵蝕下,使用壽命較低。如何通過工藝的制定,保證托輥制造質量,提高托輥的運行壽命,是我們急需解決的問題。   

二、托輥存在的主要問題 

  托輥在使用過程中存在的主要問題就是托輥的運轉問題。托輥運轉中出現的轉動不靈活、嚴重時甚至不轉動現象,使得托輥運轉的阻力系數由滾動變成滑動,其值增大10倍左右,結果會造成運行阻力增大,功率消耗增大,相應地輸送距離或輸送量減少;其次,由于托輥轉動不靈活,使托輥和輸送帶的磨損加劇,使用壽命降低。托輥使用壽命的降低,勢必要經常大量更換托輥,造成托輥備件的供應緊張,使設備維護工作量增多,從而導致煤的運輸成本提高。 

三、托輥的質量分析及工藝制定 

  影響托輥運轉靈活程度及其使用壽命的因素很多,主要是托輥的結構、制造質量、密封潤滑及使用維護等等,而托輥結構主要是由管體、軸承座、軸承、密封件、潤滑脂和軸組成,現將主要零件對托輥質量的影響分析如下: 

   (一)管體。管體的制造質量是影響托輥質量的一個重要因素,它本身的不圓度以及加工的不同軸度,將直接影響托輥的徑向圓跳動和旋轉阻力,最終影響托輥的使用壽命。因此,為了提高托輥質量,我們選用質量比較好的高頻焊管,采用鋼管自動切斷機和鋼管雙頭自動車孔機床,以切斷鋼管的倒角為基準,車兩端內孔止口,保證了管體尺寸及精度要求,避免了托輥因為管體止口不同心而造成的質量問題。  

   (二)軸承座。DTII型托輥為沖壓軸承座托輥,使用經驗證明,用3mm厚的鋼板沖壓的軸承座鋼性強、容易保證托輥的裝配精度和運轉靈活性。軸承座的精度高低,也將直接影響托輥質量。為保證沖壓后的內孔尺寸及內孔與外徑的同軸度,我們選用了優質板材和模具材料設計工裝,以放軸承部位為基準,采用CO2氣體保護自動焊機把軸承座焊接在管體上,這樣不僅保證了內孔所需三級精度要求,使托輥的旋轉阻力和徑向圓跳動不超差,而且大大減輕了托輥的整體重量。   

   (三)軸承。托輥的使用壽命主要取決于軸承和密封的性能,如果托輥具有良好的密封性能,托輥使用壽命實際上就是軸承的使用壽命。軸承不僅對托輥使用壽命有重大影響,而且對托輥旋轉阻力也有一定的影響。測試結果表明:軸承摩擦阻力占托輥旋轉阻力的1/4～1/8。托輥軸承失效的主要原因如下: 

       a、煤塵或煤泥大量進入到軸承內,使軸承的溝道及保持架的兜孔內填滿油泥,不能轉動而失效;

       b、軸承中的油脂流失后,由于外界的水或潮氣大量侵入,使鋼保持架、鋼球和內外溝道嚴重銹蝕,使其不能轉動而失效。油脂變質也會使軸承失效;

       c、軸承本身質量差引起的失效;

       d、機加工后裝配質量差而引起軸承失效。 

  為解決這一問題,我們對托輥軸承改為KA大游隙專用軸承,測試數據表明:即使在非常惡劣的條件下運轉,專用軸承的使用壽命大大高于普通軸承,而旋轉阻力低1倍以上。 

  (四)潤滑脂。目前煤礦井下用托輥常用的潤滑脂為鈣基脂和礦用鋰基脂。鈣基脂抗水性能好,但熔點低,高溫時極易凝固,使用一段時間就易變色、變干,不堪再用,從而影響軸承的使用壽命。礦用鋰基脂除保留鈣基脂的主要優點外,它的抗水解能力很強,有較好的機械安全性,適用于溫度為-20～120℃的工作場合,能滿足煤礦井下常年煤塵、淋水等惡劣工作環境。因此,采用鋰基潤滑脂,改善托輥軸承的潤滑情況,對延長托輥使用壽命是非常必要的。 

  (五)軸。軸的加工質量是影響托輥質量的另一個重要因素,它本身的不圓度,也將直接影響托輥的徑向圓跳動和旋轉阻力,最終影響托輥的運行壽命。因此,我們采用軸兩端頂針一次加工切削法,利用磨削保證了軸的尺寸及精度要求,從而避免了托輥因為軸的不同心而造成的質量問題。 

四、托輥裝配質量要求及工藝保證措施 

   (一)檢查 

       a、零件(包括外購件)經檢查合格后應符合圖紙要求;
                           b、輥體的軸承座內部必須仔細清洗干凈,不允許有任何雜物留存。  

   (二)加潤滑脂 

       a、將密封圈內凹處加滿礦用鋰基潤滑脂;
                           b、軸承內加入2/3空間的同樣潤滑脂;
                           c、內外密封件分別加入1/2空腔的礦用鋰基潤滑脂;
                           d、密封盤與內擋圈之間空腔充滿礦用鋰基潤滑脂;
                           e、外擋圈凹處充入占空腔2/3的礦用鋰基潤滑脂。   

   (三)壓裝 

       a、將密封圈與軸承一起用托輥自動壓裝機壓入軸承座,注意軸承應用KA系列大游隙托輥專用軸承時,軸承的安裝方向必須使尼龍保持架開口向外(軸端方向),軸承裝入托輥體后,應保持適當的游隙,不得壓死;
                          b、將內密封件點動(輕壓)壓入軸承座內與軸承外圈接觸后即停壓。檢查油脂情況,如被壓頭擠出應補足潤滑脂;c、將內、外擋圈按順序分別壓入軸承座內,輕壓至接觸內密封圈后立即停壓;d、托輥裝配完畢后,必須檢驗轉動是否靈活,并檢查調整擋板與擋圈之間的間隙。在全壓裝過程中密封件不得有損傷、翻邊現象,內、外密封件嚴禁套在一起裝配。   

五、結束語 

  通過制定、規范托輥的生產加工工藝,建立并完善質量控制手段,使托輥的產品質量得到了明顯提高。隨著輸送機向長距離、大運量、高速度方向發展,對托輥的要求越來越高,只有不斷地改進加工工藝,優化產品結構,才能制造出高質量的托輥,才能滿足大型帶式輸送機帶速的要求。