淮北礦業(yè)集團(tuán)機(jī)械總廠技術(shù)中心動力科 黃瑞芬

高強(qiáng)度圓環(huán)鏈用雙耳連環(huán)卡的改型設(shè)計

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在煤礦放頂煤綜采工作面,拉后部刮板機(jī)一般用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈,用于固定和調(diào)節(jié)圓環(huán)鏈的雙耳鏈環(huán)卡,通常被設(shè)計成整體鍛造加工件,通過比較復(fù)雜的加工程序成型,存在工藝復(fù)雜、加工困難、成本高、調(diào)節(jié)麻煩、整體破壞無法修復(fù)等缺陷。如果將它改型設(shè)計成板銷式(銷軸連板式)結(jié)構(gòu),可以大大簡化工藝,降低成本,而且裝卡和調(diào)節(jié)鏈條長度十分方便。

鏈環(huán)卡整體鍛造板銷式結(jié)構(gòu)

一、問題提出

煤礦綜采放頂煤工作面,為了使后部刮板運(yùn)輸機(jī)隨工作面及時前移,一般通過高強(qiáng)度圓環(huán)鏈和后部刮板輸送機(jī)連接,即軟連接。高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的固定和調(diào)節(jié)常用雙耳鏈環(huán)卡,而鏈卡的常規(guī)設(shè)計是整體鍛造加工件(小規(guī)格的用鑄造件除外),原理如圖1所示,將高強(qiáng)度鏈條置入鏈卡體,用壓板將圓環(huán)鏈壓住。鏈卡的坯料是大塊鍛件,調(diào)質(zhì)處理后,需經(jīng)刨、插、銑、鏜、鉗、鉆,甚至電火花等工序,才能加工成型。固定壓板的是兩個螺栓,實際操作中易銹蝕難拆卸,且整體連環(huán)卡只要一處損壞,整個報廢。不但加工難度大,生產(chǎn)周期長,成本高,使用性能也欠佳。為此,設(shè)計一種制造使用簡單方便的鏈環(huán)卡,以取代傳統(tǒng)雙耳鏈環(huán)卡,解決鏈條的裝卡與調(diào)節(jié)問題,很有必要。

圖1 常規(guī)設(shè)計30×108鏈條用雙耳連環(huán)卡

二、設(shè)計方案的確定

高強(qiáng)度圓環(huán)鏈雙耳鏈環(huán)卡,在實際使用中,一端連接后拉溜千斤頂,另一端固定鏈條,同時滿足鏈條的長度可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)的要求。與千斤頂連接的一端相對簡單,可以參照原連接方式類比,而鏈環(huán)固定部分,應(yīng)盡量避免整體加工的困難,同時兼顧鏈環(huán)固定的特殊性,并盡量做到加工簡單,安裝調(diào)節(jié)方便,這是我們改型設(shè)計的出發(fā)點。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計。經(jīng)對鏈卡連接方式和結(jié)構(gòu)特點的推敲,最后確定了板銷式結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案,如圖2所示,1是固定架體,它起到主體連接作用,2是動銷,通過動銷2可以實現(xiàn)鏈環(huán)的裝卸、定位和調(diào)節(jié);定銷3是和動銷2一起承擔(dān)鏈環(huán)的夾緊定位;圓環(huán)鏈4的另一端和刮板機(jī)相連,長度根據(jù)要求在鏈卡處調(diào)整;鏈卡用大銷6和千斤頂7相連。大銷和動銷用B形銷固定,方便、可靠。

圖2 改型設(shè)計的鏈環(huán)卡設(shè)計圖

2.材料選擇和熱處理。為了方便在液壓支架架間距較小的空間作業(yè),應(yīng)盡量控制鏈環(huán)卡的體積,減輕其重量。因此,鏈卡架體和銷軸盡量選擇強(qiáng)度較高的材料,根據(jù)圓環(huán)鏈的規(guī)格和支架用料情況,可以隨支架用料選Q460或Q550等高強(qiáng)度板材,為了提高板架的焊縫強(qiáng)度,高強(qiáng)度板的焊接最好采用焊前預(yù)熱,焊接材料的強(qiáng)度要和母材匹配。銷軸選擇30CrMnTi或40Cr等抗拉強(qiáng)度較高的材料,銷軸本體可采用調(diào)質(zhì)處理,考慮圓環(huán)鏈和銷軸都是圓柱面接觸,為加大抗擠壓強(qiáng)度,對銷軸可加表面淬火。B形銷材料一般為碳素彈簧鋼絲,可采購專業(yè)廠產(chǎn)品。

三、新型板銷式鏈環(huán)卡的特點

1.結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低。本方案改變原設(shè)計整體結(jié)構(gòu)加工難度大,用料多的弊端,加工時,架體只需切割兩塊鋼板(板材往往可以利用支架邊角料),簡單焊接后鉆三個孔即可,銷軸的加工也很簡單。同時需要的加工設(shè)備也較簡單,省時省料。

2.安裝調(diào)整方便。用兩個銷軸夾持圓環(huán)鏈,上下板同時連接千斤頂,通過動銷可以任意調(diào)整鏈條長度。

3.有自身更新能力。即便某個零件損壞,經(jīng)更換后仍可使用,不會造成整體報廢,維修方便,節(jié)約費用。

四、結(jié)論

圓環(huán)鏈卡是煤礦綜采工作面的常用配置,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進(jìn),不但提高了產(chǎn)品適用性,降低了工藝難度,提高了生產(chǎn)效率。每個相關(guān)工作面還可以一次性節(jié)省制造費用數(shù)萬元,效益可觀。該設(shè)計方案除了用于煤礦綜采工作面的鏈環(huán)固定外,對相關(guān)行業(yè)也有借鑒意義。

[1]王國法.《液壓支架技術(shù)》[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1999年9月第1版

[2]成大先主編.《機(jī)械設(shè)計手冊》[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002年1月第4版

[3]唐元虎.技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理與方法[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,1996年版

[4]趙建華,高風(fēng)彥.技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2000年版

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