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短軸組件在帶傳動(dòng)錘式破碎機(jī)中屬于傳動(dòng)系統(tǒng)，將來自電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給錘軸總成，同時(shí)還要承受來自傳動(dòng)帶的拉力[1-2]。現(xiàn)短軸組件多使用簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠較好的承受傳動(dòng)帶的拉力，但無法更換傳動(dòng)帶。由于傳動(dòng)帶屬于易損件，為了能夠更換傳動(dòng)帶，簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)將一個(gè)軸承座設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，然后通過螺栓和止口固定，當(dāng)需要更換傳動(dòng)帶時(shí)，將活動(dòng)軸承座拆下。而大塊煤的出現(xiàn)和通過破碎機(jī)的頻率都不均勻，導(dǎo)致錘軸總成出現(xiàn)震動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)帶出現(xiàn)震動(dòng)。活動(dòng)軸承座經(jīng)過多次拆卸和傳動(dòng)帶的震動(dòng)后，與固定軸承座的同軸度就會(huì)出現(xiàn)偏差。隨著使用時(shí)間的增加偏差量會(huì)越來越大，最終出現(xiàn)燒毀軸承的問題，給井下生產(chǎn)帶了極大的不便。通過將傳統(tǒng)的短軸組件進(jìn)行整體鑄造，可以有效地解決上述問題。

1傳統(tǒng)短軸組件的結(jié)構(gòu)及問題

1.1懸臂梁結(jié)構(gòu)懸臂梁結(jié)構(gòu)

是將傳動(dòng)軸一端支撐，一端懸空。該結(jié)構(gòu)更換傳動(dòng)帶方便，但帶輪承受來自傳動(dòng)帶的拉力時(shí)，傳動(dòng)軸受力不均勻，靠近帶輪側(cè)的軸承受到的徑向力大，遠(yuǎn)離帶輪側(cè)的軸承受到的徑向力小，2個(gè)軸承受力不均勻，容易燒毀。懸臂梁結(jié)構(gòu)在小型破碎機(jī)當(dāng)中還有少量應(yīng)用，但已趨向于淘汰。

1.2簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)

是在傳動(dòng)軸的兩端都設(shè)置支撐，2個(gè)軸承位于帶輪的兩側(cè)。該結(jié)構(gòu)傳動(dòng)軸受力均衡，2個(gè)軸承的徑向力也很平均，但無法更換傳動(dòng)帶[3]。為了更換傳動(dòng)帶，只能將2個(gè)軸承座設(shè)計(jì)成1個(gè)固定，1個(gè)活動(dòng)，然后通過螺栓和止口將活動(dòng)軸承座固定到短軸支架上，當(dāng)需要拆裝傳動(dòng)帶時(shí)，將活動(dòng)軸承座卸下。但拆裝傳動(dòng)帶的空間狹小，依舊很困難。煤礦井下工作環(huán)境惡劣，止口又是尺寸配合安裝，多次拆裝后，難免會(huì)損傷止口，增大止口配合間隙。另大塊煤的出現(xiàn)和通過破碎機(jī)的頻率都不均勻，破碎機(jī)在破碎時(shí)受到煤塊的反作用力也不均勻，就會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)，通過傳動(dòng)帶帶動(dòng)短軸組件也隨之震動(dòng)。已被損傷的止口間隙會(huì)越來越大，2個(gè)軸承的同軸度會(huì)隨著止口間隙的增大而增大，最終同軸度超出軸承的調(diào)心范圍，導(dǎo)致軸承燒毀。

2整體鑄造短軸組件的提出

針對(duì)燒毀軸承、更換傳動(dòng)帶困難和少量震動(dòng)等問題，提出了整體鑄造短軸組件的方式。該結(jié)構(gòu)的短軸組件能夠有效的解決上述問題，為煤礦井下安全、穩(wěn)定生產(chǎn)提供了良好的基礎(chǔ)。整體鑄造短軸組件由固定軸承座、傳動(dòng)軸、帶輪、整體鑄造短軸支架和活動(dòng)軸承座組成，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。整體鑄造短軸組件的結(jié)構(gòu)特征是在傳動(dòng)軸兩端設(shè)置支撐點(diǎn)，2個(gè)軸承位于帶輪兩側(cè)，固定軸承座在短軸組件上直接加工而成，活動(dòng)軸承座通過螺栓和定位止口安裝在整體鑄造短軸支架上。安裝使用時(shí)，將整體鑄造短軸組件活動(dòng)軸承座一側(cè)，通過止口和螺栓與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接罩相連，將帶輪通過傳動(dòng)帶與大帶輪相連，從而構(gòu)成一套完整的傳動(dòng)系統(tǒng)。

3整體鑄造短軸組件的優(yōu)點(diǎn)

整體鑄造短軸組件的結(jié)構(gòu)形式吸取了懸臂梁結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，從支撐形式上屬于簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)。在傳動(dòng)軸的兩端設(shè)計(jì)了支撐點(diǎn)和相對(duì)應(yīng)的軸承，帶輪位于2個(gè)軸承中間，當(dāng)帶輪受到來自傳動(dòng)帶的拉力時(shí)，2個(gè)軸承可以同時(shí)均勻受力，有助于延長(zhǎng)軸承的使用壽命。整體鑄造短軸組件具有以下優(yōu)點(diǎn)。(1)整體鑄造短軸組件的固定軸承座和活動(dòng)軸承座的聯(lián)接部分呈梯形，位于上下傳動(dòng)帶之間。結(jié)合圖3~5可以看出，帶輪的外圈完全裸露，當(dāng)更換傳動(dòng)帶時(shí)，只需從外圈將傳動(dòng)帶套上，無需拆卸活動(dòng)軸承座，即實(shí)現(xiàn)了類似懸臂梁結(jié)構(gòu)的更換傳動(dòng)帶的方法，又解決了傳統(tǒng)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)更換傳動(dòng)帶困難的問題。另外，固定軸承座的外徑小于帶輪的外徑，即在更換傳動(dòng)帶時(shí)，無論先安裝短軸組件一側(cè)的傳動(dòng)帶還是錘軸總成一側(cè)的傳動(dòng)帶，都可以實(shí)現(xiàn)，沒有安裝順序，便于煤礦井下惡劣環(huán)境下的操作。(2)整體鑄造短軸組件的固定軸承座是直接在整體鑄造短軸支架上加工而成的。由于帶輪直徑大于軸承外徑，為了安裝帶輪的需要，設(shè)計(jì)了活動(dòng)軸承座。活動(dòng)軸承座只有在安裝帶輪時(shí)安裝一次，在煤礦井下更換傳動(dòng)帶時(shí)不需要拆裝，避免了因多次拆裝損傷止口而降低兩個(gè)軸承同軸度的問題。(3)煤礦井下大塊煤的出現(xiàn)和通過破碎機(jī)的頻率都不均勻，導(dǎo)致錘軸總成出現(xiàn)震動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)帶和短軸組件出現(xiàn)震動(dòng)。鑄造產(chǎn)品有吸震的特性，可以吸收來自傳動(dòng)帶的震動(dòng)，能夠更好的保護(hù)軸承[4]。鑄造支架與焊接支架相比，避免了焊接變形，焊后加工等復(fù)雜的工藝，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工藝性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前最理想的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)目前正在煤礦井下進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。

4結(jié)語(yǔ)

煤礦井下環(huán)境惡劣，空間狹小，運(yùn)輸、吊裝、電氣焊等都受到了限制，更換一次短軸組件較困難。軸承燒毀在井下無法更換，需要升井返廠，嚴(yán)重影響了井下安全和生產(chǎn)進(jìn)度。整體鑄造短軸組件具備兩種傳統(tǒng)短軸組件優(yōu)點(diǎn)，通過引入鑄造技術(shù)，克服了傳統(tǒng)短軸組件的缺點(diǎn)，同時(shí)還帶有吸震的特性，從根本上解決了傳統(tǒng)短軸組件容易燒毀軸承和更換傳動(dòng)帶困難的問題，為帶傳動(dòng)錘式破碎機(jī)在煤礦井下安全穩(wěn)定的運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)．順槽用破碎機(jī)：MT/T493-2002[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002：1-6.

作者：于遠(yuǎn)龍；杜建芬 單位：中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司