带式输送机托辊轴承座压装工艺及装备
发布时间：2013-06-04 浏览次数：885
郭永成 刘丽英 张雪艳 （沈阳机床）
韩锰 （沈阳中之杰流体控制有限责任公司）
摘 要：托辊轴承座压装机床采用先进的压装工艺——无止口压装，并自动上轴承座，自动压装。大大降低了托辊两端的径向跳动值，减少了旋转阻力，提高了带式输送机的整机输送性能，降低了功率消耗，提高了生产效率。
关键词：托辊；带式输送机；轴承座
一、项目的提出
皮带输送机以其高带速、长距离、高强度、大带宽、工作环境恶劣等优点越来越受到各大矿业及港口企业的青睐，需求量在逐年增加，仅国内市场需求就在5000万只以上。近几年来国外市场也有大量需求，如：全球三大矿山公司之一的巴西淡水河谷公司与沈阳北方重工集团2009年就签订了10亿元人民币带式输送机的订货合同。而托辊是带式输送机中数量Z多，批量Z大的部件，托辊质量的好坏对带式输送机的质量起到关键作用。这就对托辊质量提出了严格的要求。托辊质量取决于轴承座组件压装工艺是否合理及压装装备是否匹配。而我国托辊生产工艺落后，生产率低，产品质量低下，已严重影响了带式送机的使用性能和用户的投资效益，同国外同类产品比竞争力也不强。
基于我国带式输送机行业的现状，通过对国内外市场及产品的调研，吸收和消化先进技术，研制开发了压轴承座机床，该机床采用压装新工艺——无止口压装。大大降低了托辊两端的径向跳动值，减少了旋转阻力，提高了带式输送机的输送性能，降低了功率消耗，提高了生产效率。
二、新旧工艺对比及要攻克的技术难点
目前国内托辊生产中，轴承座的装配全部采用有止口压装工艺。在轴承座单件装配前，先将管的两端加工一段止口，由于管加工误差、弹性变形等因素，止口加工完成后，壁厚差一般在0.5-1mm之间，托辊装配后两端径向跳动均在1-1.5mm之间，达不到国家GB10595标准中0.5mm的要求。这样的托辊安装到带式输送机上，直接影响整机的输送性能。
采用无止口过盈压装，托辊管两端内径不需要加工，首先将托辊轴穿入管内并定位，然后将轴承座组件以过盈方式，直接压入管内，在压入过程中，由于轴承座外圆经过数控车床加工，它相当于一个胎具，将圆度值超差的托辊管进行校圆，大大降低了托辊两端的径向跳动值，减少了旋转阻力，提高了整机的输送性能，降低了功率消耗。
无止口压装工艺 影响无止口装配精度的因素较多，如轴承座外圆精度、压入轴承座压力的大小、压头运动精度等，如果这些因素精度过高虽可保证轴承座的安装精度，但是却会大大增加制造和使用过程的成本；如果这些因素的精度过低，又会影响轴承的安装精度。为使以上因素更合理，我们应用C语言开发了基于遗传算法的无止口装配工艺优化软件，并以托辊径向跳动量为目标，以各因素的Z大极限量为约束，对以上各因素进行了优化，实现了装配工艺的Z优化。采用经过优化的无止口装配工艺后，托辊径向跳动值在0.35mm以内，达到了国家标准要求。
三、机床的性能及结构简介
托辊轴承座压装机床主要由床身、左右主轴箱、滑鞍、数调支架、旋转料仓、取料机械手等部分组成。
为减少工人体力劳动，机床配置了两套五自由度机械手和两个六工位自动旋转料仓。机械手负责从料仓上抓取轴承座组件并将轴承座组件安装到压装头上。两个料仓结构相同，采用伺服电机带动滚珠丝杠作进给，转盘靠异步电带动凸轮间歇机构作60° 分度，使料仓的六个上料轴依次上料。
机床整体控制采用德国西门子的控制系统，由专业人员编制控制程序，在机床的右端设有CRT支架，上置控制面板，工人操作时只需点击触摸屏上相应的控制按钮，机床便按照事先设定好的程序完成轴承座的压装。
四、托辊轴承座压装机床为企业带来的经济效益及社会效益
托辊轴承座压装机床及新工艺的应用，使带式输送机综合摩擦系数降到了0.019mm，电拖功率降低了24﹪。以一条10km长的皮带机计算，原来采用400×3kW的电机，现在只需要319×3kW，一年可节约电能消耗140-150万元，如果企业年产20条皮带机，一年可为使用单位节约电能3000万元，同时皮带摩擦的消耗，托辊的寿命都得以提高，这对用户来说每年又可节约近500万元。
目前国内对皮带输送机的需求量为1500公里，从而导致托辊需求量约需5000万只，可见国内对托辊生产设备的需求庞大，全部采用这种优质托辊的皮带运输机将节约能源及原材料消耗50多亿元人民币。
五、综述
本托辊新工艺及装备采用无止口压装工艺取代有止口压装工艺，不仅提高了托辊的使用性能，又降低了带式输送机的功率消耗， 保证了产品质量，提高了劳动生产率，改善了劳动环境，而且该设备还能进行多品种生产。它填补国内空白，对提高带式输送机的性能、为我国的机床和皮带运输机产业结构调整和产业技术升级奠定了良好的基础。为改变我国托辊生产的落后面貌和提高市场的竞争力起了很大的作用。对皮带运输机行业做出了巨大的贡献。
参考文献：
[1]GB 990-1991带式输送机、托辊、基本参数与尺寸[S].
[2]GB10595-1989 GB 10595-1989 带式输送机技术条件[S].
[3]成大先.机械设计手册[S].化学工业出版社.
[4]李洪.实用机床设计手册[S].辽宁科学技术出版社.
来源：《工业设计》2011年06期
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