新型圆螺母锁紧楔块防松结构的设计和应用研究

庄利利 ZHUANG Li-li

（宁夏天地奔牛实业集团有限公司煤机维修公司，大武口 753001）

0 引言

宁夏天地奔牛实业集团有限公司煤机维修公司秉承产品全生命周期服务理念，致力于煤机产品的维修工作，是目前国内维修规模最大的刮板机维修企业。每年维修的减速器、破碎轴组、链轮轴组等部件超过2000 多件，减速器、破碎轴组、链轮轴组圆螺母防松均采用圆螺母防松结构，如图1 所示；减速器、破碎轴组、链轮轴组等运转部件在使用过程中止退垫被挤压变形，造成防转片扭断导致防松失效，轴向失去定位，造成相关串联件窜动，造成设备轴承及密封损坏，采煤工作面停产，为客户带来极大的经济损失，对公司品牌影响力造成损失，其相关问题一直是公司维修减速器、破碎轴组、链轮轴组等维修时首要考虑的问题，在长期积累了大量的维修改造经验后，设计一套更为可靠的防松方式势在必行。

图1 圆螺母防松结构

1 主要现状分析及需求点

圆螺母防松装拆方便、结构简单，可以重复利用，圆螺母防松通常使用细牙螺纹来增强防松能力和减小对轴的强度消弱及应力集中，但相对来说比其他螺母更占空间，机械设计制造当中圆螺母常与圆螺母用止动垫圈配用，在实际车间装配时必须将垫圈内舌插入轴上的槽内，使用专用工具勾型扳手等工具锁紧，后将垫圈的外舌使用扁铲等工具嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧。

圆螺母防松结构在实际使用过程中不仅仅解决了圆螺母与螺栓连接的松动问题，而且大大提高了螺纹的连接强度，具有螺母承载均匀、不会产生永久性破坏、安装拆卸方便、操作简单易行、适用性好等优点，但对于产生振动、工况复杂的使用环境，普通圆螺母是无法满足使用要求的。对于矿用链轮轴组，如图2 所示；矿用减速器，如图3所示；矿用破碎轴组，如图4 所示；其主要作用是运输、破碎煤炭，工况环境复杂，振动大，载荷重，部分运转部件会在使用过程中止退垫被挤压变形，造成防转片扭断导致防松失效，轴向失去定位，造成相关串联件窜动，造成设备轴承及密封损坏。

图2 矿用链轮轴组

图3 矿用减速器

图4 矿用破碎轴组

如图2-图4 所示矿用减速器、破碎轴组、链轮轴组等在实际使用过程中均因工况环境复杂，振动大，载荷重不同程度圆螺母使用过程中止退垫被挤压变形，造成防转片扭断导致防松失效，轴向失去定位，相关串联件窜动，设备轴承及密封损坏，采煤工作面停产，产品被替换，造成了重大的经济损失，成为阻碍公司发展的关键点，对现有的圆螺母锁紧防松机构进行改进，解决现有的质量问题，减少经济损失，设计一套更为可靠的防松方式成为了当前质量改进的重点任务以及主要需求。

2 新型圆螺母锁紧楔块防松结构设计

针对工况环境复杂，振动大，载荷重，部分运转部件会在使用过程中止退垫被挤压变形，造成防转片扭断导致防松失效，轴向失去定位，造成相关串联件窜动，造成设备轴承及密封损坏的情况，宁夏天地奔牛实业集团有限公司煤机维修公司相关技术人员深入煤矿井下，实际调查，深入研究，根据长期维修改造经验，通过长期对发生的质量问题进行统计分析，在长期的维修实践中不断摸索，通过大量的数据分析和对比设计了一套新型圆螺母锁紧楔块防松结构，如图5 所示；零件主要包括圆螺母、止退垫、锁紧楔块、顶丝，锁紧楔块防松结构零件，如图6 所示。

图5 新型圆螺母锁紧楔块防松结构

图6 锁紧楔块防松结构零件

此套新型圆螺母锁紧楔块防松结构简单，效果可靠，具有螺母承载均匀、不会产生永久性破坏、安装拆卸方便、操作简单易行、适用性好等优点，并且可以很好地适应于产生振动、工况复杂的使用环境，该结构首先通过圆螺母用止动垫圈将垫圈内舌插入轴上的槽内，使用专用工具勾型扳手等工具锁紧，后将垫圈的外舌使用扁铲等工具嵌入圆螺母的槽内，产生第一层防松效果，可满足一般工况使用；其次通过改造的锁紧楔块、使用螺纹锁固剂，顶丝配合，通过螺纹顶紧产生持续强大摩擦力使圆螺母防止转动，使其锁死，防止圆螺母松动。

新型圆螺母锁紧楔块防松结构，安装时要注意以下几点：

①安装新型锁紧楔块防松结构圆螺母前必须将表面的毛刺全部打磨掉，清洗干净。

②新型锁紧楔块防松结构圆螺母必须与止动垫一起安装，安装时圆螺母用止动垫圈必须将垫圈内舌插入轴上的槽内。

③新型锁紧楔块防松结构圆螺母的倒角面必须压在配合件上，不能倒转。

④新型锁紧楔块防松结构圆螺母必须用钳子弯折止回垫的内爪，拐角应过圆，以避免弯曲成直角，弯曲位置应离根部稍远，否则容易折断。

⑤新型锁紧楔块防松结构圆螺母使用锤子和钝头凿子将止回垫的外腿弯曲到槽中，不要用锋利的凿子弯曲，以免割伤外腿或削弱外腿的力量，防止止退垫折断。

⑥安装或拆卸圆螺母必须使用专用的钩形扳手，严禁用凿子敲打，当使用钩形扳手不方便时，允许安装钝边凿子，但必须控制阻力，以免损坏圆螺母槽。

⑦新型锁紧楔块防松结构圆螺母安装时必须在顶丝上按规定涂抹螺纹锁固剂。

⑧新型锁紧楔块防松结构圆螺母顶丝紧固必须按照相应的力矩要求紧固，防止过松或者过紧导致螺栓折断的问题发生。

3 实际使用效果

新型锁紧楔块防松结构圆螺母主要包括楔块，如图7所示；新型圆螺母，如图8 所示；楔块圆螺母组装图，如图9 所示；组装完成的效果图，如图10 所示。实际使用效果图如图11 所示、如图12 所示。

图7 楔块

图9 楔块圆螺母组装图

图10 组装完成的效果图

图11 实际使用效果图

图12 实际使用效果图

目前已成功用于大同煤矿集团同发东周窑煤业有限公司DBT 设备、同煤浙能麻家梁煤业有限责任公司DBT设备、同煤大唐塔山煤矿有限公司DBT 设备、内蒙古鄂尔多斯永煤矿业有限公司马泰壕JOY 设备、晋能控股煤业集团同忻煤矿山西有限公司JOY 设备、榆林市神树畔矿业投资有限公司、内蒙古赛蒙特尔矿业有限公司34P12 破碎轴组、陕西郭家河矿DBT 设备冲击较大的破碎轴组及减速器上，目前共计已改造127 件。

4 结语

经综合分析，实践检验，此套新型圆螺母锁紧楔块防松结构简单，效果可靠，安装拆卸方便，操作简单易行，适用性好，并且可以很好地适应于产生振动、工况复杂的使用环境，通过止退垫防松结构及楔块防松结构具有双层防松效果，新型楔块防松结构使用螺纹锁固剂，顶丝配合，通过螺纹顶紧产生持续强大摩擦力使圆螺母防止转动，使其锁死，防止圆螺母松动，成功地解决了相关问题，避免了圆螺母松动问题的发生，宁夏天地奔牛实业集团有限公司煤机维修公司目前已成功改造用于26 家客户，截至目前防松效果非常好，未出现任何因圆螺母松动而产生的质量问题，避免了客户采煤工作面停产为客户带来的经济损失，提升公司品牌影响力，获得了客户的认可，取得了良好的经济效应。