CN107127524B - 一种轴类机构应急维修方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤机紧急维修技术领域，尤其涉及一种轴类机构应急维修方法及结构。本发明的轴类机构应急维修方法及结构是通过在待接轴的断口处沿待接轴的轴向设置续接孔，在续接轴的端部沿续接轴的轴向设置连接轴，将连接轴套装于续接孔内，以确保续接轴与待接轴同轴；通过两次焊接将续接轴同轴焊接在待接轴的断口处，以保证应急维修后的待接轴能快速恢复正常工作，能有效保证维修后的轴类机构的强度和同轴度，实现对断轴的快速维修，减少设备停机时间，确保煤矿尽快恢复正常生产；与此同时，实现了废旧轴类机构的重新再利用，节约成本，减少不必要的经济损失。

Description

一种轴类机构应急维修方法及结构

技术领域

本发明涉及煤机紧急维修技术领域，尤其涉及一种轴类机构应急维修方法及结构。

背景技术

正常情况下，煤矿生产中如有减速器等大型部件损坏时，只需及时更换上备机即可，但是在少数特殊情况下，备机或备件等无法及时运送到煤矿现场时，将可能严重影响煤矿生产，甚至引发更大的安全事故。

例如，2014年7月12日凌晨5时，正常生产的大地精煤矿4308工作面转载机刮板链突然停止运转，动力部连接罩内噪音异常，转载机动力部电机和耦合器正常运转，但是减速器输出轴不旋转，由此判断为减速器的输入轴断裂导致刮板机停止运转。此时，4308工作面距离贯通仅剩3米，顶板随时会有周期压力，工作面可能出现支架压死，设备无法回撤，生产进度严重延误的重大事故。因当时备用减速器正在维修，邻近公司同型号减速器亦无备机，设备原厂维修交货期至少需要30天，严重影响煤矿正常生产和安全，且后续的维修工期很长，需要面临巨大的停产损失。

鉴于上述技术的缺陷，本发明提出了一种轴类机构应急维修方法及结构。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种轴类机构应急维修方法及结构，能实现对断轴的快速维修，减少设备停机时间，确保煤矿尽快恢复正常生产。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轴类机构应急维修方法，包括如下步骤：

在待接轴的断口处沿所述待接轴的轴向设置续接孔；

在续接轴的端部沿所述续接轴的轴向设置连接轴；

将所述连接轴套装于所述续接孔内，以使所述续接轴与待接轴同轴设置；

定位焊接所述连接轴与续接孔的套接部位；

固定焊接所述待接轴与续接轴的连接部位。

进一步的，所述在待接轴的断口处沿所述待接轴的轴向设置续接孔，进一步包括：车平所述待接轴的断口处，沿所述待接轴的轴向钻出预设尺寸的所述续接孔。

进一步的，所述沿所述待接轴的轴向钻出预设尺寸的所述续接孔，进一步包括：为所述续接孔的端部倒角。

进一步的，所述在续接轴的端部沿续接轴的轴向设置连接轴，进一步包括：在所述续接轴的端部沿其轴向加工预设尺寸的所述连接轴。

进一步的，所述在所述续接轴的端部沿其轴向加工预设尺寸的所述连接轴，进一步包括：在所述连接轴与续接轴的连接处设置轴肩。

进一步的，所述续接孔与连接轴的套接配合为预设过盈量的过盈配合。

进一步的，所述预设过盈量为至少0.25mm。

进一步的，所述定位焊接连接轴与续接孔的套接部位，进一步包括：

在所述连接轴与续接轴的连接处设置预设尺寸的焊接坡口；

根据对称焊接法，定位焊接所述焊接坡口。

进一步的，所述固定焊接所述待接轴与续接轴的连接部位，进一步包括：根据对称焊接法，固定焊接所述焊接坡口。

本发明还提供了一种轴类机构应急维修结构，是基于如上所述的轴类结构应急维修方法，包括待接轴和续接轴，所述待接轴的断口处设有续接孔，所述续接轴的端部设有连接轴，所述连接轴通过焊接套装于所述续接孔内，以使所述续接轴和待接轴同轴连接。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明的轴类机构应急维修方法通过在待接轴的断口处沿待接轴的轴向设置续接孔，在续接轴的端部沿续接轴的轴向设置连接轴，将连接轴套装于续接孔内，以确保续接轴与待接轴同轴；通过两次焊接将续接轴同轴焊接在待接轴的断口处，以保证应急维修后的待接轴能快速恢复正常工作。本发明的轴类机构应急维修的结构是基于如上所述的轴类结构应急维修方法而成，在待接轴的断口处设有续接孔，续接轴的端部设有连接轴，连接轴通过焊接套装于续接孔内，以使续接轴和待接轴同轴连接。该轴类机构应急维修方法及结构能有效保证维修后的轴类机构的强度和同轴度，实现对断轴的快速维修，减少设备停机时间，确保煤矿尽快恢复正常生产，为修复备机或者采购配件争取时间；与此同时，实现了废旧轴类机构的重新再利用，节约成本，减少不必要的经济损失。

附图说明

图1为本发明实施例的轴类机构应急维修方法的流程框架图；

图2为本发明实施例的轴类机构应急维修结构的结构示意图。

其中，1、待接轴；2、续接轴；3、续接孔；4、连接轴；5、焊接坡口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例提供的轴类机构应急维修方法通过在待接轴1的断口处沿待接轴1的轴向设置续接孔3，在续接轴2的端部沿续接轴2的轴向设置连接轴4，将连接轴4套装于续接孔3内，以确保续接轴2与待接轴1同轴；通过两次焊接将续接轴2同轴焊接在待接轴1的断口处，以保证应急维修后的待接轴1能快速恢复正常工作。该轴类机构应急维修方法能有效保证维修后的轴类机构的强度和同轴度，实现对断轴的快速维修，减少设备停机时间，确保煤矿尽快恢复正常生产，为修复备机或者采购配件争取时间；与此同时，实现了废旧轴类机构的重新再利用，节约成本，减少不必要的经济损失。

具体的，本实施例的轴类机构应急维修方法包括如下步骤：

S1、在待接轴1的断口处沿待接轴1的轴向设置续接孔3；

S2、在续接轴2的端部沿续接轴2的轴向设置连接轴4；

S3、将连接轴4套装于续接孔3内，以使续接轴2与待接轴1同轴设置；

S4、定位焊接连接轴4与续接孔3的套接部位；

S5、固定焊接待接轴1与续接轴2的连接部位。

为了确保续接轴2与待接轴1之间的焊接可焊性及焊接后的强度，在步骤S1之前，进一步包括：

S101、对续接轴2的材质进行进一步优选，优选续接轴2为待接轴1所在装置上替换下来的废旧轴。

本实施例以待接轴1所在的减速器上以前维修时替换下来的废旧轴作为本次应急维修的续接轴2。

为了确保应急维修过程中待接轴1与续接轴2之间的焊接精准度，在步骤S1之前还进一步包括：

S102、测绘待接轴1与续接轴2的尺寸，形成尺寸测绘图。

本实施例通过提前绘制准确的尺寸测绘图，以确保应急维修过程中，各个步骤按图控制轴的尺寸和精度加工，使焊接过程受控性进一步加强。

为了保证待接轴1与续接轴2的套接位置精确，且同轴度高，优选步骤S1中进一步包括：车平待接轴1的断口处，沿待接轴1的轴向钻出预设尺寸的续接孔3；优选步骤S2中进一步包括：在续接轴2的端部沿其轴向加工预设尺寸的连接轴4。

为了便于套接时待接轴1的轴向径向定位，在沿待接轴1的轴向钻出预设尺寸的续接孔3的步骤中进一步包括：为续接孔3的端部倒角；在续接轴2的端部沿其轴向加工预设尺寸的连接轴4的步骤中进一步包括：在连接轴4与续接轴2的连接处设置轴肩。本实施例中，通过续接孔3的倒角和连接轴4的轴肩的设置，使得待接轴1和续接轴2在套接时能够沿轴向和径向精确定位，确保待接轴1和续接轴2的焊接准确性和套接同轴度，以便于后续恢复生产时，保证维修后的轴类机构的强度和生产效率。

本实施例的续接孔3与连接轴4的套接配合为预设过盈量的过盈配合，优选预设过盈量为至少0.25mm。本实施例中，连接轴4的轴径小于续接轴2的轴径，且与续接孔3的孔径对应设置，本实施例的续接孔3的预设尺寸为：孔径为Φ40mm，孔深60mm；连接轴4的预设尺寸为：轴伸直径Φ40mm+0.25mm，轴伸长度为大于等于50mm且小于60mm，以保证连接轴4套装在续接孔3内时，待接轴1和续接轴2的连接紧密，便于焊接，且焊接后无缝隙。

为了不削弱待接轴1的原有强度，连接轴4的轴径不能缩减过多，连接轴4的轴伸长度可参照同规格轴在联轴器处轴伸的尺寸范围来确定。参照同规格轴所配联轴器尺寸，确定续接轴2上的连接轴4的内外径尺寸。轴的实接长度，加上套接深度，再适当放些加工余量，即为续接轴2的尺寸范围。

为了保证待接轴1与续接轴2的焊接精度和强度，在步骤S4中进一步包括：在连接轴4与续接轴2的连接处设置预设尺寸的焊接坡口5，根据对称焊接法，定位焊接该焊接坡口5；步骤S5中进一步包括：根据对称焊接法，固定焊接该焊接坡口5。

本实施例中，定位焊接过程具体为：利用温差法通过立式压装机将具有预设过盈量的连接轴4压装套接于续接孔3内，根据对称焊接法及焊接工艺要求，依据上述待接轴1、续接孔3、续接轴2和连接轴4的尺寸范围，确定焊接坡口5的预设尺寸为50°～70°，优选为60°，焊接坡口5的单边深度为20mm～40mm，优选为30mm，焊接时间大于等于4小时，以确保焊后强度且无焊接缺陷。

本实施例中，固定焊接过程具体为：在定位焊接后，将焊接坡口5内的焊接部位用煤油清洗干净并擦干，有毛刺的要将毛刺卷边底清除掉，以防止在固定焊接时产生焊接缺陷，然后用型号为J506的焊条在焊接坡口5处进行堆焊。堆焊时采用对称多层多道焊法，对焊接位表面分成的4等分对称施焊，且焊接时间不低于4小时，以防止待接轴1的断口处因焊接而产生变形。堆焊时，保证顺序堆焊的两条焊道之间结合紧密，后一焊道需熔化掉前一焊道的1/2～2/3堆焊厚度，堆焊完成后，保证焊接坡口5处的直径大于待接轴1的直径3～5mm。

固定焊接完成后，自然冷却焊接坡口5，不得强制冷却。强制冷却会增加补焊堆焊的焊接坡口5的硬度和应力，会造成下一步机加工的困难。维修后的轴类机构经自然冷却后再进行精加工，按照图纸尺寸恢复其原有的形位和尺寸公差，以达到使用要求。

对于方法实施方式，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施方式并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施方式，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于优选实施方式，所涉及的动作并不一定是本发明实施方式所必须的。

基于如上所述的轴类结构应急维修方法，本实施例提供了一种轴类机构应急维修结构，如图2所示，该结构的待接轴1的断口处设有续接孔3，续接轴2的端部设有连接轴4，连接轴4通过焊接套装于续接孔3内，以使续接轴2和待接轴1同轴连接。

对于结构实施方式而言，由于其与方法实施方式基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施方式的部分说明即可。

以大地精煤矿为例，该煤矿日产原煤2万吨/天，每吨煤价值为350元/吨，如停产30天，直接经济损失高达2.1亿元。如果停产期间顶板周期来压，支架会大面积压死，设备无法回撤，由此引起的停产时间以及设备损坏发生的维修费用将无法预测。以原有减速器中圆弧螺旋伞齿轮副的齿轮轴断裂为例，如果等待更换新的圆弧螺旋伞齿轮副，其市场均价为23万元每套，而采用本实施例的轴类机构应急维修方法后，上述齿轮轴待接轴1的修复费用仅需0.75万元，能实现快速维修，使煤矿尽快恢复生产，防止煤矿出现停产事故，且实现了废旧轴的重新再利用，大大节约了资源和维修成本。

综上所述，本实施例的轴类机构应急维修方法通过在待接轴1的断口处沿待接轴1的轴向设置续接孔3，在续接轴2的端部沿续接轴2的轴向设置连接轴4，将连接轴4套装于续接孔3内，以确保续接轴2与待接轴1同轴；通过两次焊接将续接轴2同轴焊接在待接轴1的断口处，以保证应急维修后的待接轴1能快速恢复正常工作。

本实施例的轴类机构应急维修的结构是基于如上所述的轴类结构应急维修方法而成，在待接轴1的断口处设有续接孔3，续接轴2的端部设有连接轴4，连接轴4通过焊接套装于续接孔3内，以使续接轴2和待接轴1同轴连接。

该轴类机构应急维修方法及结构能有效保证维修后的轴类机构的强度和同轴度，实现对断轴的快速维修，减少设备停机时间，确保煤矿尽快恢复正常生产，为修复备机或者采购配件争取时间；与此同时，实现了废旧轴类机构的重新再利用，节约成本，减少不必要的经济损失。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种轴类机构应急维修方法，其特征在于，包括如下步骤：

在待接轴的断口处沿所述待接轴的轴向设置续接孔；

在续接轴的端部沿所述续接轴的轴向设置连接轴；

将所述连接轴套装于所述续接孔内，以使所述续接轴与待接轴同轴设置；

定位焊接所述连接轴与续接孔的套接部位；

固定焊接所述待接轴与续接轴的连接部位；

其中，所述定位焊接连接轴与续接孔的套接部位，进一步包括：

在所述连接轴与续接轴的连接处设置预设尺寸的焊接坡口；

根据对称焊接法，定位焊接所述焊接坡口；

所述固定焊接待接轴与续接轴的连接部位，进一步包括：

根据对称焊接法，固定焊接所述焊接坡口；

固定焊接时采用对称多层多道焊法对焊接位表面均分的各等分进行堆焊，后一焊道需熔化掉前一焊道的1/2～2/3堆焊厚度；堆焊完成后，保证所述焊接坡口处的直径大于所述待接轴的直径。

2.根据权利要求1所述的轴类机构应急维修方法，其特征在于，所述在待接轴的断口处沿所述待接轴的轴向设置续接孔，进一步包括：

车平所述待接轴的断口处，沿所述待接轴的轴向钻出预设尺寸的所述续接孔。

3.根据权利要求2所述的轴类机构应急维修方法，其特征在于，所述沿所述待接轴的轴向钻出预设尺寸的所述续接孔，进一步包括：

为所述续接孔的端部倒角。

4.根据权利要求1所述的轴类机构应急维修方法，其特征在于，所述在续接轴的端部沿续接轴的轴向设置连接轴，进一步包括：

在所述续接轴的端部沿其轴向加工预设尺寸的所述连接轴。

5.根据权利要求4所述的轴类机构应急维修方法，其特征在于，所述在所述续接轴的端部沿其轴向加工预设尺寸的所述连接轴，进一步包括：

在所述连接轴与续接轴的连接处设置轴肩。

6.根据权利要求1-5任一项所述的轴类机构应急维修方法，其特征在于，所述续接孔与连接轴的套接配合为预设过盈量的过盈配合。

7.根据权利要求6所述的轴类机构应急维修方法，其特征在于，所述预设过盈量为至少0.25mm。