CC BY
49
заданной температуры. Простота обслуживания, экологическая чистота и безопасность работы позволяет применять эти нагреватели как при сборке,
1. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения. И.М. Баранчукова, A.A. Гусев, В.А. Тимирязев и др. - М.: Высшая школа, 1999. - 416 с.
так и при ремонте редукторов, узлов конвейеров и других механизмов горных машин.
------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. - М.: Машиностроение, 1980. - 592 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------------------------------------------
Радкевич Яков Михайлович - профессор, доктор технических наук, зав. кафедрой «Технология машиностроения и ремонта горных машин», Московский государственный горный университет.
Тимирязев Владимир Анатольевич - профессор, доктор технических наук, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН».
Островский Михаил Сергеевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения и ремонта горных машин», Московский государственный горный университет.
Сучков Валентин Анатольевич - кандидат технических наук, доцент Московский государственный технологический университет «СТАНКИН».
© Я.М. Ралкевич, В.А. Тимирязев, М.С. Островский, 2002
YAK 621.753:621.757
Я.М. Ралкевич, В.А. Тимирязев,
М.С. Островский
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА РОЛИКОВ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ МЕТОЛОМ БЕЗУЛАРНОЙ СБОРКИ *
Ленточные конвейеры являются одним из важных элементов механизации при выполнении горных работ на открытых и закрытых горных выработках. С помощью ленточных конвейеров, длина которых достигает нескольких километров при ширине ленты от 300 до 3000 мм, осуществляется непрерывное транспортирование пород на различные расстояния.
Одним из основных конструктивных элементов ленточных конвейеров являются опорные ролики, которые обеспечивают требуемое базирование ленты с
породой по всей длине транспортирования. При этом опорные ролики представляют собой типовые унифицированные узлы, на основе которых компонуются ленточные конвейеры разного исполнения и различной длины [1].
Основными деталями в конструкциях роликов являются обечайка, обеспечивающая базирование ленты, стаканы с установленными в них подшипниками, опорные оси, выполненные в виде ступенчатых валов, уплотнения и устройства для смазки .
При работе роликоопоры
происходит вращение ролика и наружного кольца подшипника, которое последовательно по всей длине посадочной поверхности воспринимает радиальную нагрузку и передает ее через тела качения и внутреннее кольцо ограниченному участку посадочной поверхности опорного вала. Т.о. при работе роликовой опоры имеет место циркуляционное нагружение наружного кольца и местное нагружение внутреннего кольца подшипнка. При переменной массе транспортируемой породы под действием динамических, изгибающих нагрузок нагружение внутреннего кольца принимает колебательный характер.
На протяженных ленточных конвейерах одновременно работают сотни роликовых опор и отказ одной из них приводит к вынужденной остановке всего конвейера. Качество ролика, его долговечность и надежность работы, помимо силовых нагрузок, частоты вращения и герметично-
*Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Российской Федерации
сти, определяются конструктивным исполнением и способом соединения его элементов.
В процессе сборки конвейеров и роликовых опор, как правило, возникает необходимость соединения деталей с предварительным натягом. Уровень качества соединения (ki )в этом случае определяется по формуле [2]
k = ! - (Nmax - Ni )2 ,
' (ITN + А )2 ’
где ITN - допуск натяга
(ITN = Nmax - Nmin ); N, - действительное значение натяга в i -ом соединении; Nmin - минимальное (по чертежу) значение натяга; N max - максимальное (по чертежу) значение натяга.
Для решения технологических задач соединения деталей с натягом традиционно используют ударную сборку, при которой установку присоединяемой детали к базовой осуществляют путШм запрессовки из под молотка или с помощью пресса. Однако под действием ударной нагрузки возникают значительные упругие и пластические деформации на сопрягаемых базовых поверхностях, происходит срез микрорельефа, частичное сглаживание и образование задиров, что ведет к искажению геометрической точности полученных базовых поверхностей, уменьшению величины натяга, и, как следствие, к снижению качества соединения.
Кроме того, перемещение запрессовываемой детали возникают касательные напряжения и упругие деформации, возникает эффект схватывания, значительно возрастают усилия запрессовки. Все это может привести к катастрофическому разрушению сопрягаемых базовых поверхностей и соединяемых деталей.
Таким образом, создание требуемой посадки путем продольно-прессового соединения, хотя и является относительно простым и универсальным способом, однако имеет существенные недостатки. Погрешность установки присоединяемой детали, перекос и дефор-
мации колец подшипников приводят к снижению срока эксплуатации подшипниковых
опор. Потеря полученной геометрической точности деталей и качества сопрягаемых базовых поверхностей ограничивает возможности повторного использования деталей в случае их демонтажа при выполнении ремонтных работ [3].
Более высокую точность установки деталей, соединяемых с натягом, достигают путем создания сборочного зазора между сопрягаемыми поверхностями за счет временного нагрева или охлаждения одной из соединяемых деталей. Нагрев деталей до
о о
температуры 80 -90 С обычно выполняют в масляных ваннах, а охлаждение осуществляют в термостатах с твПрдой углекислотой или жидким азотом. Однако, возникающие при этом масляные пары и масляное загрязнение цеха создают экологически неблагоприятную, пожароопасную обстановку сборочного цеха и усложняют задачи техники безопасности.
Для осуществления быстрого регулируемого нагрева деталей с целью создания сборочного зазора в соединениях с натягом представляется целесообразным использовать низкочастотные индукционные нагреватели. В отличии от высокочастотных индукционных нагревателей, применяемых для быстрого поверхностного нагрева деталей при закалке ТВЧ, низкочастотные нагреватели работают на обычной частоте / = 50Гц и обеспечивают регулируемый местный или объемный нагрев детали по всей толщине материала. Они представляют собой малогабаритные приборы, которые могут быть установлены на рабочем месте с подключением в однофазную розетку.
При сборке с нагревом охватываемой детали между сопрягаемыми поверхностями создается гарантированный сборочный зазор, обеспечивающий возможность безударного соединения деталей. Образование требуемой посадки осуществляется путем радиального сближения контак-тируемых поверхностей по мере
выравнивания их температуры. В результате происходит формирование поперечно-прессового соединения, при котором микрорельеф сопрягаемых поверхностей не сглаживается, как при продольной запрессовке, а сцепляется друг с другом, образуя более прочное соединение.
Основным преимуществом такой технологии является отсутствие ударной нагрузки и исключение возможности образования задиров, что гарантирует сохранение геометрической точности соединяемых деталей и их посадочных поверхностей. Это особенно важно для установки точных, тонкостенных деталей, как например подшипниковых колец, при длительной эксплуатации которых предусматривается возможность их демонтажа [4].
Для роликоопоры конструкции НИИТуглемаш радиальный подшипник 80206 класса точности 0устанавливается наружным кольцом в отверстие стакана по переходной посадке 062 N7/10, при которой в системе вала предельные отклонения отверстия составляют 062 N7(-0:0390'009), а предельные отклонения кольца 062Ю(-0013°'000). В этом случае наибольшая величина натяга в соединении составит N„g = 0,039 мм, а наиболее вероятное значение натяга N = 0,018 мм.
Требуемое тепловое расширение AD посадочного отверстия 062 в стакане рассчитывается по формуле:
AD = Nm6 + Ас ,
где Ас - принимаемый сборочный зазор, который в зависимости от номинального размера в соединении выбирают в пределах Ас= (0,01-0,05) мм.
Температура местного нагрева н поверхности посадочного отверстия рассчитывается по формуле:
н = 1000AD / aD + tc,
где a - коэффициент линейного расширения нагреваемого металла; D - номинальный диаметр отверстия; tc - температура детали до начала нагрева, которая принимается равной температуре окружающей среды.
Для рассматриваемого примера при коэффициент линейно-
го расширения стали а = 0,0115
О О
(мкм на 1 мм и 1 С) и Ьс = 20 С требуемая температура нагрева, создаваемая низкочастотным индукционным нагревателем со-
о
ставляет н = 89 С.
Низкочастотные нагреватели осуществляют местный локальный нагрев базовой поверхности, их проектируют с учетом
геометрии конкретной детали. Задача конструирования заключается в создании индуктора с магнитопроводом, обеспечивающим замыкание управляемого магнитного потока через нагреваемый участок. В результате при нагреве внутреннего кольца подшипника наружное кольцо остается холодным и установка подшипника осуществляется вручную без
приспособлений. Низкочастотные нагреватели могут быть эффективно использованы
также и при выполнении ремонтных работ для создания теплового расширения при демонтаже деталей, установленных по прессовым, резьбовым и другим трудно разборным соединениям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Браверман Р.П. Устройство, эксплуатация и ремонт ленточных конвейеров. - М.: Недра, 1983.
2. Радкевич Я.М, Тимирязев В.А., Островский М.С. Аналитический метод оценки качества изготовления деталей ленточных конвейеров. - М.: Изд-во МГГУ, Горный информационно - аналитический бюллетень №» 12, 2001
г., с. 8-11.
3. Новиков М. П. Основы технологии сборки машин и механизмов. - М.: Машиностроение, 1980. 592с.
4. Технологии машиностроения (специальная часть)». Гусев A.A., Ковальчук Е.Р., В.А. Тимирязев и др. - М.: Машиностроение, 1985. 480 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------------------------------------
Радкевич Яков Михайлович - профессор, доктор технических наук, зав. кафедрой «Технология машиностроения и ремонта горных машин», Московский государственный горный университет.
Тимирязев Владимир Анатольевич -профессор, доктор технических наук, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН».
Островский Михаил Сергеевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения и ремонта горных машин», Московский государственный горный университет.
