矿用减速器中薄壁套的加工

尤永宏*

（太重煤机有限公司重型减速机公司，山西太原，030032）

矿用减速器中薄壁套的加工

尤永宏*

（太重煤机有限公司重型减速机公司，山西太原，030032）

减速器装配中，为保证密封性和零件的多次利用性，往往涉及耐磨套的加工。考虑具体结构影响，很多时候所使用耐磨套又属于薄壁套，而通常情况下，薄壁套的加工为保证其精度又需要专门的设备，由此为加工带来了不便。本文通过 TRIZ理论辅以一定的工装设计了一种比较通用的加工方法。该方法使薄壁套的加工对设备具有了一定程度的通用性。

矿用减速器；TRIZ；薄壁套

引言

在矿用减速器的结构设计时，鉴于高速轴转速较高的特性，为考虑高速轴的再次利用，在其与骨架油封接触部位往往采用耐磨套结构，由此，经过一段时间的摩擦后，辅以适当的方法只要把耐磨套进行更换便可实现高速轴的二次利用。在上述过程中最关键的因素需保证耐磨套的加工精度，结合薄壁耐磨套的特性——薄壁性——受外力易于变形的特性，其加工方法的选择便成为关键。

1 矿用减速器高速轴部分结构

矿用减速器因在运转过程中齿轴、轴承等零件均需有润滑油的润滑以保证零件的正常运转。润滑油的作用即是在所啮合齿面之间形成油膜，从而保证减速器在运转过程中声音的良好。由此为确保润滑油的足够，减速器高速轴处必须保证良好的密封性。

在图1中，矿用减速器高速轴部装主要有以下零件组成：螺伞轴、轴承盖、耐磨套、轴承、骨架油封等。

耐磨套与螺伞轴接触，靠过盈配合实现密封性，轴承盖与耐磨套之间依靠密封件—骨架油封实现密封性，轴承盖通过螺栓固定于减速器箱体上，而轴承盖与箱体接触面涂抹有密封胶，由此实现了减速器高速轴的密封性。

在减速器高速轴运转时，耐磨套随螺伞轴一起运动旋转，而骨架油封固定于轴承盖上，由此两者便产生相互的运动，从而致使骨架油封唇口经一段时间后便会在耐磨套外表面摩擦下一道痕迹。

图1 矿用减速器高速轴部装主要零件组成

2 常规耐磨套的加工方法

由矿用减速器高速轴结构可知，耐磨套需依靠与螺伞轴、骨架油封相互配合所形成的过盈方可形成密封性。由此，耐磨套的加工精度要求较高。为保证其精度，通用的加工工艺采用“粗车——精车——磨”，而精度的保证则是在于最后一道工序“磨”。采用的设备为带吸盘式的磨床。

加工时，通过吸盘的磁性吸附力把耐磨套吸附于吸盘上实现固定，接着再采用砂轮对内孔与外圆进行磨削。吸盘的吸附力避免了因卡盘(三爪或四爪)对工件夹紧力的存在所产生的工件变形。

3 利用TRIZ理论的分析

在耐磨套常规的加工方法中可清楚的明白，若需实现耐磨套无变形的加工，必须具备且采用带吸盘的磨床，由此普通的磨床则无法实现其的加工，否则因夹紧力存在必然造成薄壁耐磨套加工后的变形。再这里利用TRIZ理论的观点对其分析，若想实现普通磨床的加工需解决的问题如下：

普通磨床主要依靠于卡盘对工件的夹持来实现工件的固定，而要想使薄壁耐磨套不产生变形则不能对其产生夹紧力，由此便产生了矛盾。从而联想TRIZ理论中的分割、局部品质原理，开拓思维，产品矛盾的两因素均为必须存在因素由此想到是否可采用空间分离方法实现解决。吸盘的吸附力依靠的是磁性，其作用是固定零件与机床工作台上，而固定零件最常用的方法还有就是压紧。再有就是压紧也不会对薄壁耐磨套产生径向力从而避免了其发生变形。通过上面的分析便有了解决矛盾的思路：即采用压紧力得以实现。思路有了之后便需要有把该思路转换为具体可操作的方法。

4 优化后的方法

通过TRIZ理论得出解决问题矛盾的思路“压紧”，而要把该思路转换为实际的方法，便是辅助以一定的工装实现。具体为：在耐磨套上增加两个孔，通过该孔实现工装与耐磨套的固定，在工装的另一侧则设置有与机床固定的机构。另一方面，此工装两侧机构还需具有一定的结构能实现轴向压紧力。方法确定后，具体的结构便清楚明了了，结构如图2-图4所示：

图2 需加工零件

图3 工装

图4 装配

如上三个图示中，图一为所需加工的薄壁耐磨套，图二为加工薄壁套所需工装，图三为耐磨套与工装的装配。

在图三中：“A”为一圆盘类零件，便于机床卡盘(三爪或四爪)的夹持。“B”为一矩形板，其作用仅是固定所加工零件——薄壁耐磨套。耐磨套的紧固主要依靠螺栓、螺母对“A、B”的紧固压紧。

耐磨套的两侧均各加工有两个长孔，便于对其两侧分别加工。

工装的选择则需根据日常所需加工薄壁套的外形尺寸进行设计，但需注意的是“A、B”零件的尺寸需大于所需加工套类零件外径3～5mm。

在该方法选择时，还需注意的是：套上工艺孔的选择位置。若该套类零件为耐磨套，则工艺孔的选择须避开油封位置。若所加工套类零件为普通薄壁套，则不需考虑工艺孔位置。

5 方法的实际应用

薄壁套零件不仅在矿用减速器高速轴的密封结构上使用。针对矿用减速器使用一段

时间后，若箱体轴承孔刷圈，此时便可把该轴承孔尺寸增大，为保证原轴承规格不便，由此在该处孔与轴承外圈之间增设一薄壁套，再通过合理的选择三者之间的相互尺寸公差便可实现箱体的修复，实现再次使用。从而避免了常规补焊箱体轴承孔所带来不利因素。

常规针对矿用减速器箱体轴承孔刷圈所采用的加工方法：对刷圈部分采用合适的材料焊条进行补焊。首先采用焊条对损伤部位进行全面补焊完全，之后进行自然时效冷却，使其应力得以释放。释放之后在使用机床进行加工。而在上述的方法中，必然会对箱体焊接部位相邻处造成热变形，由此损伤箱体，另一方面，采用补焊的方式因其过程的特殊性必然造成加工周期的增加，综上所述，正是有以上两点结果的存在给生产带来的极大的不便。

对于因轴承刷圈所造成的箱体损伤，除采用上述的焊接办法之外，还有一种比较常规的加工方法——对损伤部位箱体轴承孔部位进行加工，使其孔径增大，之后再利用套补偿箱体轴承孔与轴承外圈之间的距离，由此实现箱体的二次利用。再此办法中，最关键的之处是必然保证所增加“套”的精度。尤其是针对一些箱体轴承孔支撑壁厚较薄，由此所增加的“套”此时必然为薄壁套，其加工过程也就必然会遇到与“薄壁耐磨套”相同的问题。

通过上述TRIZ理论中发明问题的方法所得出的“薄壁套”加工方法，在箱体轴承孔刷圈后修补时也可采用。因“薄壁套”作为耐磨套，则需考虑加工过程中所产生的工艺孔是否会对耐磨套的密封性造成影响。而在箱体轴承孔中使用，则不需考虑密封性，所需考虑的应是套、箱体轴承孔、轴承外圈三者之间的配合，此三者之间的相互配合必须选择合理，主要原因是：其相互之间两两接触，故其之间所采用的配合必然会关联至另外的零件（箱体轴承孔、套、轴承外圈）。正是因上述因素的存在，其所增加的套、箱体轴孔两则相关尺寸公差配合的选择至关重要。

套与轴承外圈配合时，必然会在其配合面产生正压力，从而使轴承的内外径扩张，接触时轴承外圈受到压力使轴承外圈直径产生压缩。当此压缩量超过轴承游隙时，则会造成轴承抱紧，无法实现正常的滚动。正是如此，在对箱体轴承孔、套的公差尺寸选择时属关键因素。公差尺寸的保证则需有合理的加工方法得以保证使其能够实现。

在“薄壁套”加工过程中所产生的工艺孔直观的体现为会对套的接触面积造成影响。因套加工过程中所产生的工艺孔在整个“薄壁套”中所占有的面积比例很小，而在轴承接触面积中只要所接触有效接触面积超过轴承外圈整体面积的70%，则不会对轴承的使用造成影响，即便可保证轴承的正常使用。通过上述优化后所得出的方法中“薄壁套”所产生的工艺孔在整个套零件的外表面中所占有面积比例很小，考虑轴承的失效时属可忽略部分。故不会对其造成直接影响。

6 结束语

在上述的矿用减速器中所采用的零件“薄壁耐磨套”以及箱体轴承孔刷圈后采用的修补方法中所使用的“薄壁套”均需要有一定的加工精度，以此来实现零件的正常使用。而在问题的解决过程中，正是通过对TRIZ理论中的40个发明问题原理的深入学习并在遇到问题时能够充分的利用其便可得以解决。在本办法中正是利用该理论对矛盾问题实现时间空间的分离从而使问题得以解决。

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[5]常小芳. 数控技术之机床结构设计方法研究[J]. 通讯世界,2015(5)：195-196.

Machining of Thin Wall Sleeve in Mine Reducer

YOU Yonghong*
(TaiYuan TZ coal machinery heavy-duty gearbox CO.,LTD. Shanxi Taiyuan,030032,China)

In the assembly of reducer,the processing of wear sleeve is often concerned to ensure the tightness and the multiple use of parts.Considering the influence of concrete structure,the wear-resistant sleeve used in many cases belongs to the thin wall sleeve,and in the ordinary case,the processing of the thin-wall sleeve needs special equipment to ensure its accuracy,which brings inconvenience to the processing.In this paper,a general machining method is designed by means of TRIZ theory and certain tooling. The method makes the processing of the thin-wall sleeve have a certain degree of versatility to the equipment.

elementary analysis of mine decelerator；TRIZ; Thin-wall sleeve

TH13

A

1672-9129(2017)06-0092-03

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.032

尤永宏. 矿用减速器中薄壁套的加工[J]. 数码设计,2017,6(6)： 92-93.

Cite：YOU Yonghong. Machining of Thin Wall Sleeve in Mine Reducer[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 92-93.

2017-01-23；

2017-02-26。

尤永宏（1986-），男，山西省朔州市应县人，2008年毕业于太原理工大学，学士，主要研究方向：矿用减速机设计。

Email：yonghong1979254@163.com