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托辊加工工艺制定和质量控制

2017-10-10

 一、前言 

  目前,煤矿井下用托辊基本标准DTII型托辊,密封为迷宫式双重密封,轴端采用标准轴用挡圈,增加了托辊的轴向止推能力,结构比较合理。但由于托辊在制造过程中存在着许多加工与装配误差,影响了托辊的密封及运行性能,加之托辊长期在井下使用,运转条件较恶劣,在煤尘及酸性水的侵蚀下,使用寿命较低。如何通过工艺的制定,保证托辊制造质量,提高托辊的运行寿命,是我们急需解决的问题。   

二、托辊存在的主要问题 

  托辊在使用过程中存在的主要问题就是托辊的运转问题。托辊运转中出现的转动不灵活、严重时甚至不转动现象,使得托辊运转的阻力系数由滚动变成滑动,其值增大10倍左右,结果会造成运行阻力增大,功率消耗增大,相应地输送距离或输送量减少;其次,由于托辊转动不灵活,使托辊和输送带的磨损加剧,使用寿命降低。托辊使用寿命的降低,势必要经常大量更换托辊,造成托辊备件的供应紧张,使设备维护工作量增多,从而导致煤的运输成本提高。 

三、托辊的质量分析及工艺制定 

  影响托辊运转灵活程度及其使用寿命的因素很多,主要是托辊的结构、制造质量、密封润滑及使用维护等等,而托辊结构主要是由管体、轴承座、轴承、密封件、润滑脂和轴组成,现将主要零件对托辊质量的影响分析如下

   ()管体。管体的制造质量是影响托辊质量的一个重要因素,它本身的不圆度以及加工的不同轴度,将直接影响托辊的径向圆跳动和旋转阻力,最终影响托辊的使用寿命。因此,为了提高托辊质量,我们选用质量比较好的高频焊管,采用钢管自动切断机和钢管双头自动车孔机床,以切断钢管的倒角为基准,车两端内孔止口,保证了管体尺寸及精度要求,避免了托辊因为管体止口不同心而造成的质量问题。  

   ()轴承座。DTII型托辊为冲压轴承座托辊,使用经验证明,3mm厚的钢板冲压的轴承座钢性强、容易保证托辊的装配精度和运转灵活性。轴承座的精度高低,也将直接影响托辊质量。为保证冲压后的内孔尺寸及内孔与外径的同轴度,我们选用了优质板材和模具材料设计工装,以放轴承部位为基准,采用CO2气体保护自动焊机把轴承座焊接在管体上,这样不仅保证了内孔所需三级精度要求,使托辊的旋转阻力和径向圆跳动不超差,而且大大减轻了托辊的整体重量。   

   ()轴承。托辊的使用寿命主要取决于轴承和密封的性能,如果托辊具有良好的密封性能,托辊使用寿命实际上就是轴承的使用寿命。轴承不仅对托辊使用寿命有重大影响,而且对托辊旋转阻力也有一定的影响。测试结果表明:轴承摩擦阻力占托辊旋转阻力的1/41/8。托辊轴承失效的主要原因如下

       a、煤尘或煤泥大量进入到轴承内,使轴承的沟道及保持架的兜孔内填满油泥,不能转动而失效;

       b、轴承中的油脂流失后,由于外界的水或潮气大量侵入,使钢保持架、钢球和内外沟道严重锈蚀,使其不能转动而失效。油脂变质也会使轴承失效;

       c、轴承本身质量差引起的失效;

       d、机加工后装配质量差而引起轴承失效。 

  为解决这一问题,我们对托辊轴承改为KA大游隙专用轴承,测试数据表明:即使在非常恶劣的条件下运转,专用轴承的使用寿命大大高于普通轴承,而旋转阻力低1倍以上。 

  ()润滑脂。目前煤矿井下用托辊常用的润滑脂为钙基脂和矿用锂基脂。钙基脂抗水性能好,但熔点低,高温时极易凝固,使用一段时间就易变色、变干,不堪再用,从而影响轴承的使用寿命。矿用锂基脂除保留钙基脂的主要优点外,它的抗水解能力很强,有较好的机械安全性,适用于温度为-20120℃的工作场合,能满足煤矿井下常年煤尘、淋水等恶劣工作环境。因此,采用锂基润滑脂,改善托辊轴承的润滑情况,对延长托辊使用寿命是非常必要的。 

  ()轴。轴的加工质量是影响托辊质量的另一个重要因素,它本身的不圆度,也将直接影响托辊的径向圆跳动和旋转阻力,最终影响托辊的运行寿命。因此,我们采用轴两端顶针一次加工切削法,利用磨削保证了轴的尺寸及精度要求,从而避免了托辊因为轴的不同心而造成的质量问题。 

四、托辊装配质量要求及工艺保证措施 

   ()检查 

       a、零件(包括外购件)经检查合格后应符合图纸要求;
                           b
、辊体的轴承座内部必须仔细清洗干净,不允许有任何杂物留存。  

   ()加润滑脂 

       a、将密封圈内凹处加满矿用锂基润滑脂;
                           b
、轴承内加入2/3空间的同样润滑脂;
                           c
、内外密封件分别加入1/2空腔的矿用锂基润滑脂;
                           d
、密封盘与内挡圈之间空腔充满矿用锂基润滑脂;
                           e
、外挡圈凹处充入占空腔2/3的矿用锂基润滑脂。   

   ()压装 

       a、将密封圈与轴承一起用托辊自动压装机压入轴承座,注意轴承应用KA系列大游隙托辊专用轴承时,轴承的安装方向必须使尼龙保持架开口向外(轴端方向),轴承装入托辊体后,应保持适当的游隙,不得压死;
                          b
、将内密封件点动(轻压)压入轴承座内与轴承外圈接触后即停压。检查油脂情况,如被压头挤出应补足润滑脂;c、将内、外挡圈按顺序分别压入轴承座内,轻压至接触内密封圈后立即停压;d、托辊装配完毕后,必须检验转动是否灵活,并检查调整挡板与挡圈之间的间隙。在全压装过程中密封件不得有损伤、翻边现象,内、外密封件严禁套在一起装配。   

五、结束语 

  通过制定、规范托辊的生产加工工艺,建立并完善质量控制手段,使托辊的产品质量得到了明显提高。随着输送机向长距离、大运量、高速度方向发展,对托辊的要求越来越高,只有不断地改进加工工艺,优化产品结构,才能制造出高质量的托辊,才能满足大型带式输送机带速的要求。


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