盘式输送机齿轮箱带法兰轴座结构

　　做了快十年散料输送设备的结构设计，盘式输送机在水泥生产线的熟料输送、生料转运环节用得极多，这个轴定位座是齿轮箱输出端和输送盘体衔接的核心承载件，很多现场出问题的点都集中在这个位置的安装同轴度和承载刚度上，当初建模的时候特意把现场反馈的几个失效点都做了结构优化。先讲实际应用场景，水泥生产线的盘式输送机一般布置在窑尾或者熟料库底，工况里全是高硬度的水泥粉尘，环境温度常年在四十到六十摄氏度，部分靠近窑体的位置甚至能到八十摄氏度，而且输送盘是间歇式启停，每次启停的时候轴端会有不小的冲击载荷，之前老结构的轴座是分体式的，用两个半环扣合定位，现场用个一年半载就会因为粉尘进入配合面磨出间隙，导致轴跳动超差，进而打坏齿轮箱里的锥齿轮，换一次齿轮箱至少要停线八个小时，对连续生产的水泥线来说损失不小。

　　这个结构整体做成了一体式带安装法兰的筒型结构，主体是阶梯式的内孔，不同直径的内孔段分别对应轴承外圈定位、输出轴穿设、密封件安装的功能，最外侧的法兰盘上做了两个对称的安装沉孔，安装的时候直接用内六角螺栓把整个轴座固定在齿轮箱的箱体端面上，法兰和箱体贴合的面做了0.8的粗糙度要求，还预留了密封胶槽，打胶之后能完全阻断粉尘从安装面进入箱体内部的路径。设计的时候特意把筒身的壁厚做了梯度变化，靠近法兰的位置壁厚加厚了3毫米，因为这个位置是弯矩最大的承载点，输送盘上的物料偏载带来的径向力全部通过轴、轴承传递到这个位置，加厚之后能有效降低筒身的形变，保证轴承外圈的定位精度，避免轴承因为偏载提前失效。

　　内孔的阶梯差是严格按照配对的深沟球轴承外圈公差做的，轴承装入之后的轴向定位靠内孔的台阶面，不需要额外加轴承端盖，减少了一个密封泄漏点，筒身最外端的内孔槽是装骨架油封的，槽的宽度和深度都按国标油封的安装尺寸做的，装配的时候油封压入之后不会出现偏斜，能有效阻挡外部粉尘进入轴承腔。安装边界这块，法兰盘的外径比齿轮箱端面上的定位止口大2毫米，安装的时候能完全盖住止口的配合缝隙，两个安装孔的中心距严格和箱体上的螺纹孔中心距对齐，公差控制在±0.02毫米，避免安装的时候出现别劲的情况；筒身的总长度是经过核算的，装好轴承和油封之后，输出轴的伸出长度刚好能和输送盘的轮毂配合到位，不会出现轴伸过长导致悬臂弯矩变大，或者轴伸过短导致平键配合长度不足的问题。现场实际安装的时候，这个一体式结构比分体式的安装效率高了至少一倍，不需要调整两个半环的配合间隙，只要把轴承预先压入轴座内孔，整体套到输出轴上再拧法兰螺栓就行，后期维护的时候拆检也方便，把法兰螺栓拧下来就能把整个轴座连带轴承一起拔出来，不需要拆齿轮箱的上盖，能大幅缩短维护停线的时间。另外在筒身的外圆上做了一圈浅的凹槽，这个槽是用来装防尘毡圈的，就算最外端的骨架油封出现磨损，毡圈还能挡住大部分大颗粒的水泥粉尘，给油封的更换留出缓冲时间，不会一漏灰就马上磨坏轴承。

　　之前在冀东水泥的一条熟料线上做过对比测试，老结构的轴座平均无故障时间大概是14个月，换了这个结构之后，连续跑了32个月拆检的时候，轴承的间隙还在合格范围内，配合面也没有出现明显的磨痕，完全能满足水泥行业连续重载生产的使用要求。建模的时候所有的配合尺寸都留了合理的公差，安装面的形位公差也做了标注，比如法兰端面和内孔轴线的垂直度要求是0.015毫米，保证安装之后轴的回转同轴度，避免出现运转的时候轴端跳动蹭到密封件的情况。还有个细节，法兰上的安装沉孔深度做的是刚好让螺栓头沉入法兰面1毫米，不会出现螺栓头突出法兰面，导致输送盘旋转的时候刮到螺栓头的问题，沉孔的边缘做了1毫米的倒角，装配的时候螺栓能很顺利的穿入，不会因为孔口的毛刺卡滞。