常小剛¹　薛強²
（1.陜西法士特齒輪有限責任公司　西安　710032；2.西安煤礦機械有限公司　陜西　710032）

　　摘　要：介紹了某型號采煤機的牽引部殼體因鑄造脹箱導致行星齒輪組中的軸承聯接套、軸承座安裝處固定臺加工后厚度過小，影響殼體強度。針對上述問題制訂了沿固定臺擴孔后鑲套的返修方案，避免了殼體報廢造成的浪費。

　　【關鍵詞】 采煤機牽引部；固定臺；行星齒輪；軸承座

　　牽引部是采煤機的重要組成部件，它擔負著采煤機工作時的移動和非工作時的調動。其內部安裝有電動機齒輪軸、橢輪軸、牽引軸、中心齒輪組和行星齒輪組等各類傳動機構，正是通過這些傳動機構，使采煤機沿工作面移動。傳動機構正確的安裝位置關系到牽引部動力的傳遞平穩性和其使用壽命，而軸承座、行星齒輪組和軸承聯接套固定臺面部位的尺寸精度是傳動機構位置正確安裝的前提。在設計中該采煤機牽引部是靠與軸承座、行星齒輪組及軸承聯接套緊密配合的兩個圓孔φ415H7mm和φ454H7mm凸臺來定位的，如圖1所示。

　　1　存在的問題
　　由于我公司不具備鑄件生產條件，故鑄件統一外委鑄造后回廠進行加工。該殼體在半精加工過程中發現殼體的軸承座（見圖2）、行星齒輪組及軸承聯接套（見圖3）固定臺部位存在如下問題：圖樣要求φ454H7mm（外側孔）壁厚20mm，現測得厚度為2mm，φ415H7mm（外側孔）壁厚40mm，現測得厚度為25mm，經過分析，此問題是由于殼體在鑄造過程中脹箱、砂型偏置所造成。由于固定臺部位厚度存在過大的偏差，嚴重影響了凸臺強度，導致軸承座、行星齒輪組和軸承聯接套等無法正確安裝，若強制安裝，不僅會造成軸承、齒輪在使用中上、下躥動和損壞，還會因為聯接套和固定臺密封不緊密導致漏油情況出現。

圖1 牽引部軸承座、行星齒輪組、軸承聯接套相關部位結構

圖2 牽引部軸承座部位結構

圖3 牽引部行星齒輪組、軸承聯接套相關部位結構

　　2　返修方案
　　該殼體前期投入的材料、加工費用已達近20萬，如果報廢，造成的損失過大。為此，決定對筒體中間部位進行返修，初步制定了返修方案：將固定臺面直徑φ415H7mm擴鏜至φ500mm，φ454H7mm擴鏜至φ581mm，在殼體之外加工制作相應鑲套，焊接并重新加工，此方案殼體強度高。鑒于該套尺寸過大，我們采用在間隙配合基礎上焊接的方案。

　　3　實施措施
　　（1）套的設計。基于殼體的軸承座、行星齒輪組、軸承聯接套固定臺部位的大小及形狀，以牽引部殼體與厚20mm、厚40mm平行的面為準，前面與主軸垂直，拉直前面，找正固定臺面中心，將殼體固定臺面部位的φ415H7mm和φ454H7mm尺寸分別擴鏜至φ500mm和φ581mm，周邊倒角55mm×30°作為和套聯接的坡口。在固定臺面返修尺寸的基礎上進行套的設計，如圖4所示，該套材質為Q345B，與φ581mm相配合的尺寸設計為φ580mm，考慮到殼體臺面2－R45mm和2－R75mm通孔已加工好，為方便起見設計套時避開通孔并制作相應坡口，命名為套1；如圖5所示，該套材質為Q345B，與φ500mm相配合的尺寸設計為φ500mm，并制作相應坡口，命名為套2。

圖4 套1結構

圖5 套2結構

　　（2）焊接。母材焊接性分析如表1所示。

表1 牽引部殼體和套的化學成分　　　　（wt.%）

　　從表1可見，兩種母材所含化學成分比較接近，其中Wc都在0.27%以下，焊接性能良好。

　　焊接材料及焊接方法。ZG25Mn與Q345B的焊接，選用與合金含量較低一側的母材相匹配的焊接材料（成分見表2），使焊縫的抗拉強度不低于兩種母材規定值的較低者。我們選擇ER50-6焊絲，并采用能量密度大、熱量較集中的CO2氣體保護焊方法進行焊接。ZG25Mn、Q345B及ER50-6的力學性能如表3所示。

表2 焊絲化學成分　　　　（wt.%）

表3 牽引部殼體、套和焊絲的力學性能

　　套裝入后，清理牽引部殼體、套待焊坡口。CO2氣體純度為99.9%，采用φ1.2mm直徑焊絲，焊絲表面清潔。為了控制熱輸入減小殼體變形，采用焊接電流為180～220A，電弧電壓為22～24V，焊接速度在160～220mm/min范圍的焊接參數進行焊接和塞焊，為了減小裂紋傾向，焊前用烤槍在坡口處作預熱處理，溫度在150℃左右即可。

　　（3）鑲套后的機加工。以與固定臺面部位平行的面為基準，前面對正主軸，拉直前面，按φ415H7mm和φ454H7mm孔找正中心，并記錄同軸度，同軸度滿足要求的情況下，銑平固定臺端面，鏜好孔端面，鏜好孔φ415H7mm和φ454H7mm，并倒角。

　　4　結語
　　通過對牽引部殼體軸承座、行星齒輪組和軸承聯接套固定臺部位進行分析，采用以上的返修方案修補鑄造脹箱的缺陷，結果表明：不但達到設計圖樣的要求，同時為企業節約了大量的成本。

來源：《金屬加工：冷加工》2019年第2期