矿用电铲提升电机安装工艺改进

张登军

(内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司, 内蒙古锡林浩特市 026000)

矿用电铲提升电机安装工艺改进

张登军

(内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司, 内蒙古锡林浩特市 026000)

为提高安装矿用电铲提升电机的工作效率,减少人员劳动强度,内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司针对 4台WK-20矿用电铲提升电机的安装工艺进行了改进,改进工艺利用相似三角形原理准确计算误差量,具有安装周期短、精度高、易实施等优点,4台电铲提升电机的安装平均用时仅 1 h,精度均 ＜0.05 mm,也可为安装其他设备时同轴度的调整工作提供参考,实施该工艺后已取得显著的效益。

矿用电铲;提升电机;同轴度;安装工艺

2007年 11月,内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司订购了 4台 WK-20电铲,4台设备自2008年 7月陆续到货,内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司成立组装项目部进行组装,单台设备的组装周期为 50 d,组装过程中在原有组装技术的基础上进行了多项技术革新,其中对提升电机安装工艺的改进就是典型的实例。为更好的把该项技术革新普及推广,下面结合内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司的实践,详谈该项改进的具体内容及在实践中的应用。

1 安装的基本原理和方法

矿用电铲铲斗的提升动力由 2台交流变频电机提供,通过联轴节将电机的输出轴与减速机一轴联接,完成力矩的传输,将电能转化为机械能,从而为电铲的工作装置——铲斗提供提升动力 (见图1)。由于动力的传输是以圆周运动的形式传递的,且具有传动轴转速高、传递力矩大的特点,所以要求提升电机的输出轴与提升减速机一轴的同轴度偏摆不大于 0.15 mm,这就对提升电机的安装工艺提出了更高的要求,传统的安装工艺安装精度低、操作难度大,安装周期长,本工艺着重介绍如何突破传统工艺,巧妙利用相似三角形的原理准确计算误差量,缩短装配时间以及提高安装精度。

1.1 安装的基本原理

在提升电机的安装过程中提升减速机是相对固定不动的(见图2),也就是说整个安装过程是以提升减速机的输入轴为基准 (X轴正方向),在立体空间 (XYZ坐标平面)内对提升电机的位置进行调节,直至满足精度要求 (输出轴与提升减速机一轴的同轴度偏摆小于0.15 mm),最后对提升电机进行固定。1.2 安装的具体方法

图1 提升机构结构

(1)首先在 X轴的轴向上调整两轴的轴断面间距,使用卡尺测得两轴的轴断面间距,将该数值与标准数值相比较,根据差值再进行调整直至达到标准数值,调整的方法是使用调整螺栓进行轴向调整,调整的精度为毫米。

图2 提升电机与提升减速机一轴位置示意

(2)在调整两轴的轴断面间距的同时,使用 2个千分表,千分表的基座安装在提升减速机的一轴上,一个千分表测量提升电机输出轴的径向数值、另一个测量轴向数值 (见表1),即在 YZ平面内在提升电机输出轴的 Y轴、X轴正负方向上测得 4组数据,然后分析所得到的数据,如误差大于 0.15 mm,需要根据误差的数值对提升电机的位置进行调整,通常采用调整垫片 (铜片厚度 0.1,0.2,0.3 mm等)调整 Z方向和用调整螺栓调整 Y方向的电机位置,调整后重复以上步骤直至达到精度为止。

表1 千分表测量数值

2 传统工艺上的改进和创新

上述安装提升电机的关键点 (也是难点)在于如何根据千分表测出的数据推算出提升电机的调整量。传统的方法是根据经验和估测数值对提升电机进行调整,所以缺乏准确性,进而无法控制调整后的精度,经常需要多次的反复尝试,整个安装过程缺乏理论指导,这种方法既费时又费力,效率极低,而且安装精度不高。通常情况下需要 2～7 d的时间甚至更长,同时也需要大量的安装人员配合工作,经常无法达到安装精度的要求。下面着重介绍如何利用相似三角形原理快速准确计算提升电机的调整量。

如表1,根据千分表2的误差量计算调整量时运用相似三角形原理 (见图3),图3电机中轴线与断面的交点与坐标系中心点 O点重合,根据电机的调整量从图中可以抽象出以下直角三角形△abc、△ABC、△ADE,在△abc中点 a、点 c分别为千分表2与提升电机输出轴端面在 Z轴正负方向的测量点,点 b为以边 ac为斜边形成直角三角形的直角点;在△ABC、△ADE中,点 A为电机下部边缘线与Z轴的交点,C和 E分别为电机在水平位置上的支撑点,点 B和点 D为以 AC和 AE边为斜边形成直角三角形的直角点,从图中可知,边 BC和边 DE的长为电机两个支撑点的调整量。

图3 电机在 XZ平面位置

在△abc和△ABC中,

在公式 (1)中,AB、ab的长度可以通过测量工具 (米尺、直尺、千分尺)直接测量得出,bc的长度为表1中误差量的 2倍,从而根据公式 (1)可计算出电机在点B的调整量,相同原理可得出电机在点 D的调整量。在 XZ平面内同样利用以上方法,计算电机的调整量。在实践中对电机在立体空间的调整是同时进行的。

3 结 语

提升电机的安装是矿用电铲组装过程中对安装精度要求较高的工艺环节,利用该项技术革新不但大大缩短了提升电机的安装周期,在测量计算准确、操作规范的情况下通常仅需要 2～4次的调整就可以满足安装要求,而使用传统方法需要几十次甚至上百次的重复调整,而且安装精度得不到保证,费时费力。新方法既提高了调整的精度,又减少了安装人员的数量和劳动强度。内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司的 4台WK-20电铲最后精度均小于0.05 mm,每台提升电机平均安装用时仅为 1 h,所需安装人员为 4人。该项技术革新不但可以应用在矿用电铲提升电机的安装上,也可以为安装其它设备时同轴度的调整工作提供参考。

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2010-08-13)

张登军 (1972-),男,山西朔州人,工程师,长期从事机电设备管理工作,Email:zhangdengjun1@163.com。