皮带输送机托辊滚筒的加工方案分析

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      皮带输送机是连续输送机的一种，连续输送机是固定式或移动式输送机中主要类型之一，其输送特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各个企业中，连续输送机是生产过程中组成有节奏的流水作业输送线不可缺少的组成部分。皮带输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。
      在当前的工农业生产过程中，皮带输送机的用途较为广泛，托辊是皮带输送机上的多用件和易损件。由于一个大型的皮带输送机上至少需要托辊上千个，使用数量很大属于多用件，由于托辊的工作环境差，加之自身在工作时的振动和磨损较为严重等属于易损件。 因此，托辊需要大批量生产，方能满足生产企业的需要。采用一般方法及工艺加工出来的托辊，由于工艺不合理、夹具设计的不尽合理等，导致了加工出来的托辊质量不高、加工效率低、使用寿命短等。
      1、托辊的总体加工工艺分析
      为了较好的分析出托辊的加工方案，下面以一种托辊的滚筒加工为例进行说明。滚筒两端的轴承孔为准89mm，孔内壁的表面粗糙度Ra=6.3μm，而圆柱度和同轴度的要求较高。另外壁厚为5mm，属于薄壁件，因此，在设计加工方案时应针对机床加工时采取的措施进行全面分析，在加工时必须解决如下几个问题：
      ①孔的位置必须正确。避免孔的轴心线与管体的轴心线偏差过大；
      ②保证孔的圆柱度。如果圆柱度超差过大，轴承装配就比较困难；
      ③保证两端孔的同轴度。如果同轴度超差，装配后，托辊不能均匀转动，从而使轴承和皮带及滚筒的使用寿命降低；
      ④表面粗糙度必须保证，否则将影响到与轴承衬套的配合，筒壁工作时，受力不均匀，将加快滚筒的损坏；
      ⑤加工时，夹紧力要适合，方向作用点要得当，而且要求作用均匀。否则容易引起工件变形，这样加工的废品率必然升高，造成成本提高，经济适用性差。
      通过以上的分析， 需要我们在设计机床和夹具时，尽可能满足上述几个方面的要求。
      2、托辊的加工方案的确定
      机床上的加工方法是多种多样的，根据托辊的自身特点和加工要求，显然只有采用车或镗两种方法，常用的加工方案分析如下：
      (1)方案1：一端车削

图1  一端车削

      此方法的加工工作原理，如图1所示。工件4作回转体运动，刀具5直线进给，加工好一端后再调换方向加工另一端，直至加工完成为止。此方案的优点是结构简单、紧凑、容易制造，缺点是加工过程中需要装夹两次，外圆又是未加工表面，调换位置后可能使工件绕两个回转轴线旋转，不能保证滚筒内外圆的同轴度，并且增加了装夹时间，生产效率降低。
      (2)方案2：两端车削

图2  两端车削

      此方法的加工工作原理，如图2所示。采用此方案加工时，要求工件4静止不动，刀具5旋转并同时进给，两端同时加工，此方案的优点是工件一次安装，两端同时加工，工序集中，生产效率高，能够保证工件外圆的同轴度。缺点是：由于两端同时加工，必须需要很大的夹紧力。如果采用外圆表面定位的夹具，就会造成外圆表面变形，破坏外圆直线度，为滚筒加工带来误差。
      (3)方案3：两端镗削

图3  两端镗削

      此方法的加工工作原理，如图3所示。此方案结合了上述两种方案的优点。首先，一次装夹，同时完成两端内孔加工，能够保证工件内外圆的同轴度要求，并且工序集中，生产效率高；其次，工件是靠两端及倒角定位夹紧，由于工件托辊筒是薄壁圆筒，不会破坏外圆的直线度，容易保证加工要求，并且液压旋转偏心让刀，能够防止退刀时，刀尖划伤已加工表面，刀具轴向进给采用无级调速及无触点开关控制，刀具行程由刀杆尾部刻度调整，夹紧也采用液压传动和无触点开关限位，这样，通过液压元件及电器元件的控制，易实现自动化，自动循环，可大大提高劳动生产率，减少工人劳动强度。
      经过上述三种加工方案的分析与比较，最后决定选取方案3，作为加工托辊滚筒的方法。
      经过我们对普通车床进行了技术改造， 同时也设计出了专用的机夹具。采用了两端同时镗削的加工方法后，较好的解决了薄壁筒件的加工难题。既能够保证托辊滚筒内外圆的同轴度要求，生产效率高；又很容易保证加工要求，易实现自动化，自动循环，可大大提高劳动生产率，减少工人劳动强度，取得了较好的经济效益和社会效益。