快速组装大型部件铰接孔销轴方案的新突破

赵忠刚 郭阳阳

【摘要】本文论证了液压支架、采煤机等部件安装铰接孔销轴的锥形导销引导法，阐述了铰接孔销轴的安装方案及运用锥形导销安装过程中的注意事项。

【关键词】铰接孔；销轴；锥形导销

Quickly Ａssembled Ｌarge Ｈinge Ｐin Ｈole Ｂreakthroughs in Ｐrogramme

ZＨＡＯ Zhong-gangGＵＯ Yang-yang

(Shandong energy machinery group, Taian Shandong, 271411)

【Abstract】Ｔhis article demonstrates, coal mining machine parts, such as the installation of hydraulic powered support hinge hole of a tapered guide pin guide pin method, explains the hinge pin hole of installation scenarios and considerations for using a tapered guide pins during installation.

【Key words】Ｈinge Hole; Ｐin; Ｔapered guide pin

0引言

我们山东能源机械集团公司每年要安装两千多套液压支架和几十台采煤机，其零部件重量基本都在几百公斤到八吨左右，安装时需用行车吊运，先将其铰接孔对正再安装销轴。每年要安装数万件销轴，严重的费工费时费力，特别是在井下更换部件时，由于现场吊装条件很差，使对正部件的铰接孔更加困难，严重影响安装销轴的速度。为此，本人经过多年观察摸索，琢磨出一套较为理想的安装方案，可以将工效提高50%以上，并且将4名液压支架安装人员节省到3名，为公司带来较好的经济效益和社会效益。

1原始安装液压支架、采煤机等部件铰接孔销轴的方法及缺陷

首先，将工件吊起进行对正铰接孔，一般在铰接孔对正到差5mm左右时，由于吊装时很难将工件吊绳挂平衡，不论行车在怎么起、落，要么是前孔对正后孔偏心，要么就是后孔对正了而前孔偏心。此时，需要多名员工再用撬棍撬工件才可对正其铰接孔。在安装过程中有员工撬着工件，同时有员工再将销轴往孔中锤击，严重费工费时费力。同时，由于部分工件达到十几吨，撬着时非常吃力，并且危险性较大，存在严重的安全隐患。

2新式安装液压支架、采煤机等部件铰接孔销轴的方案分析

为顺利安装液压支架、采煤机等部件铰接孔销轴，可以采用在销轴前端先安装锥形销轴作为引导的方式进行安装，锥形销轴能够将安装部件与放置件出现偏差的孔在其锥形部位渐渐校正导入，最终在棒击下顺利通过放置件与安装件同轴孔系，使销轴紧跟其后顺利装入安装孔系。

图1为Φ200销轴与其配套锥形导销，为减轻锥形导销重量，可以将其用筒体和堵板组焊而成。为在安装过程中使锥形导销进入部分不退出，即具备自锁作用，将其斜度车为8°以下。由于安装对正部件时其同轴孔的偏差一般在5~10mm时便发生需用撬棍撬着安装的现象，锥形销轴的锥形部分小端的直径通常设制的比大径小30mm，即半径方向小15mm。

由于在安装过程中锥形面受频繁的冲击力，为提高其使用寿命，锥形面要淬火处理。

3新式安装液压支架、采煤机等部件铰接孔销轴的方案理论验证

在用锥形导销引导安装部件铰接孔销轴时，锥形导销安装在部件铰接孔中后，接着用20千克的棒料锤击锥形导销，使其将孔系导正后，接着安装销轴，再锤击销轴，使其顶着锥形导销进入，直至把锥形导销顶出铰接孔系。由于动量mv=冲量ft，m=20千克，v=35米/秒，碰撞缓冲接触时间t为0.1秒，所以，冲击力f=mv/t=20×35÷0.1=7000N≈700公斤力。参照图1中的锥形导销受力分析可知，冲击力F与锥形销轴锥面对工件的顶力q的关系式为：tan8=q/f，即f= q/tan8=700÷0.14=5000公斤力。该力足够顶起10吨部件的单侧，完全能够达到锥形导入的作用。

图１Φ200销轴与其配套锥形导销及锥形导销受力分析

根据上述计算公式可知，棒料冲击销轴的缓冲接触时间愈短愈好，能够使冲击力F变大，为此，要使冲击棒料的冲击面淬火，增加硬度，减少其塑性变形量，进一步缩短缓冲时间，但其硬度值最好不要高于銷轴的表面硬度，防止销轴在冲击过程中受伤变形。

4新式安装液压支架、采煤机等部件铰接孔销轴的系列注意事项

在运用锥形导销安装部件铰接孔销轴时，注意在铰接孔中涂油，以防止工件锈蚀和减少摩擦力；在打击过程中注意使其全面积接触，防止局部接触引起销轴端面变形和延长缓冲接触时间，减少冲击力；锥形导销的接受冲击的堵板要用可以碳当量较高的材料，以便于热处理提高其硬度，减少冲击过程中的塑性变形量，另一端堵板要钻个孔，防止其在焊接过程中受热出现密闭筒体爆裂的现象；受冲击的堵板在焊接完成后要加工其端面，提高其端面与锥形导销外圆垂直的度；注意锥形导销的圆柱体部分长度最好大于其锥形部分，以便于“引导”；针对有腔体的同轴孔系，锥形导销的长度要大于部件的腔体长度，防止锥形导销落入孔系的腔体中；针对不同的销轴直径，要结合实际尺寸设制配套的锥形导销；冲击导销过程中尽量快，以提高冲击力；在冲击过程中发现部件孔系不能对正时，要考虑部件安装部位是否有干涉的焊瘤和多肉及孔系不同轴等现象。

5结语

该安装方式能较好提高工效，节约人力。锥形导销制做容易，安装易于操作，对员工的业务素质要求不高。同时，该类安装方案可以借鉴应用到其它相似的装备安装中。

【参考文献】

［１］王永廉,主编.材料力学[M].北京：机械工业出版社,2008.

［2］王光斗,王春福,主编.机床夹具设计手册[M].上海：上海科学技术出版社,2000.

［责任编辑：曹明明］