煤矿机械滚筒拆装装置设计

朱东岳

(内蒙古科技大学，内蒙古 包头 014010)

煤矿生产过程中，要大量使用传送带、绞车等机械生产设备，这些机械设备中,都包括滚筒这一常见的机械组件，当滚筒出现故障时，严重影响煤矿生产，甚至造成生产安全事故，需要尽快维修。维修滚筒机械组件，就需要对滚筒进行拆卸，目前在拆卸滚筒时最常使用的方法就是维修工人使用大锤击打轴头，把轴从轴承中打出来，对工人而言费时费力，效率低下，而且在击打轴头的过程中，大锤的冲击力可能会对轴头造成损伤，也可能形成变形或者开裂，个别甚至可能使轴受力发生形变，对滚筒机械组件造成不可逆的损坏；在维修结束后，安装滚筒时仍然采用击打轴头的方法，把轴再敲入轴承，容易形成滚筒固定不牢靠、轴承变形等，存在安全生产的隐患。为此，笔者研究一种专门用于煤矿机械滚筒拆装的装置的设计方案，用以解决目前煤矿机械滚筒拆装中存在的问题。

1 技术方案

本煤矿机械滚筒拆装装置的技术方案，设计采用活动驱动部和固定驱动部，中间加上双驱动轴的稳定结构设计。把活动驱动部的上面右侧以及固定驱动部的下面左侧，对称设计为楔形，上下两个驱动丝杠构成了双驱动轴结构，两个驱动丝杠都穿过活动驱动部，并与活动驱动部的螺纹相互旋合，上下驱动丝杠的右侧都安装有齿轮，而且与基座转轴相连接，上下驱动丝杠的左侧与前面的活动驱动块的转轴连接。煤矿机械滚筒拆装装置的基座右侧配套有驱动电机，电机驱动齿轮减速器，减速器输出齿轮再驱动上驱动丝杆与下驱动丝杆的齿轮。基座的后侧安装有控制电机正反转的换向开关。

通过测试，对技术方案进行进一步的优化，为了更快分离滚筒轴与轴承，在活动驱动部与固定驱动部之间增加滑动冲击模块，连接到煤矿机械滚筒拆装装置的固定驱动块的上部，配套振动电机用来驱动冲击模块，为便于在狭小区域空间操作、携带方便，本装置设计可以使用交流电电线供电或者采用电池供电，在装置基座的侧面设计安装蓄电池的位置。

2 滚筒拆装装置结构的设计

在技术方案基础上优化设计，得到滚筒拆装装置结构，见图1、图2。

煤矿机械滚筒拆装装置的工作原理是把固定驱动部1卡在滚筒轴外侧，把活动驱动部2卡在滚动轴承内侧，驱动电机8工作带动齿轮使双驱动轴机构3旋转，丝杠旋转驱动活动驱动部向右侧发生移动，把轴承向右侧推，轴向左侧推，迫使轴承和轴分离。这里上下两个丝杠是同时旋转，可以避免在活动驱动部上侧受力产生的横向剪切力，两个丝杠同时受力，结构牢固，本装置结构精巧，有利于在狭窄区域作业。

在实际使用时，上下驱动丝杠同时旋转，传递力矩，上驱动丝杠4产生的推力要大于下驱动丝杠5，在活动驱动部移动的过程中，上驱动丝杠4起到支点的作用。由于上下驱动丝杠受力不一致，上大下小，两个丝杠损耗程度也不一样，当丝杠螺距累积误差较大时，会产生较大的剪切力，丝杠受力很不均匀，可能会造成丝杠扭断的事件。

本装置中，采用上下丝杆先穿过螺纹配合的套管，然后套管再与活动驱动块2转轴连接的方式，大大增加活动驱动块2以及固定驱动块1与上下两个丝杆配合的竖直方向的自由度，有利于增加固定驱动部和活动驱动部与轴端以及轴承内圈端面的接触刚度。

本装置优化设计后，在固定驱动块1上又连接了滑动冲击块12，滑动冲击块12在振动电机13的驱动下，在滚筒轴和轴承内圈之间冲击振荡，可以快速增加滚筒轴退出时的机械间隙，有效减小推力，使得滚筒轴的拆卸快速高效。

煤矿机械滚筒拆装装置基座6的侧面设计了蓄电池14，在不需要外部电源的情况下，进行拆装作业，对于缺乏外部电源或者不方便接外电源的工作地点来说，更加方便，使用简单。

3 结论

①通过对煤矿机械设备滚筒拆装存在的现实问题的研究，设计了煤矿机械设备滚筒拆装装置。②煤矿机械设备滚筒拆装装置设计了由电机驱动的上下双丝杠驱动的活动驱动部，实现了把轴承从滚筒轴上推出来。双驱动避免杠杆力臂带来的横向剪切作用，产生更大推力，结构牢固，设计精巧，适用于煤矿狭小区域的作业。③优化设计后，在固定驱动块上增加了由振动电机驱动的滑动冲击块，使得冲击块在滚筒轴与轴承内圈套之间快速冲击振荡，有效增加了退出时的机械间隙，小推力就可以实现轴套分离，使得滚筒轴的拆卸更加高效。增加了蓄电池，考虑到了不方便外接电源或者没有外接电源的地点进行作业，对于煤矿施工的操作环境来说，十分方便，而且工人容易携带。