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摘 要 论述了利用加热法拆卸采煤机变形牵引部内齿圈的方式，并讲述了加热温度差计算方法和相关注意事项。
关键词 采煤机；牵引部壳体；内齿圈；温度差
中图分类号：THl32 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0101-01
在大修采煤机过程中，需要对其零部件拆洗检测。但在拆卸牵引部行星架内齿圈时，却非常费事，利用其上的吊装孔吊装过程中很容易将螺栓拉断（螺栓孔较小）。有时需要焊接相应的工具对其进行拉拽提取，个别情况下也提取不出来，最终将该内齿圈气割报废，造成直接更换新的内齿圈。同时，还割伤了牵引部壳体安装内齿圈的孔壁，必须要补焊镗修，导致采煤机大修的周期延长和人力物力的严重浪费，直接提升了采煤机的大修成本。
1 牵引部内齿圈难拆卸的原因
部分牵引部内齿圈拆卸后，对牵引部安装内齿圈的孔进行测量，发现其内孔已经椭圆，在安装内齿圈的牵引部孔口处变形最大，椭圆严重者达到0.15 mm，其孔底变形最小，主要由于其孔底有起着径向支撑作用的底板。该椭圆现象使内齿圈受到相应的弹性变形，变形的内齿圈会对牵引部孔壁有一个反作用的弹性压力，该压力使内齿圈与牵引部孔壁的摩擦力大幅度提升，加剧了拆卸内齿圈的难度。同时，该孔壁上还产生了由于采煤机在牵引行走时，牵引机构行星轮对齿圈的顶挤力和震动力的高频冲击致使牵引部壳体孔壁产生了一定的微小压痕，进一步加大了拆卸内齿圈时的轴向阻力。上述两种因素是导致牵引部内齿圈难拆卸的主要因素。
再就是充满反弹作用力内齿圈外圆与牵引部壳体孔壁间发生了原始加工刀纹的交错“亲吻”现象，进一步加重了内齿圈与牵引部壳体孔壁之间的摩擦效果，具有阻碍拆卸内齿圈的作用力，并且随着孔壁变形的严重程度增大，其挤压密实程度也相应的也增大，导致内齿圈外圆与牵引部壳体孔壁间相互摩擦的效果也会更加严重。该因素是导致牵引部内齿圈难拆卸的次要因素。
另外，牵引部壳体孔壁与内齿圈之间有部分机油，使内齿圈在拆卸提取过程中有了“真空吸合”的作用力，也给拆卸内齿圈增加了少许阻力，当然，这种阻碍拆卸内齿圈的作用力是非常微小的，在拆卸内齿圈时可以忽略考虑。
2 牵引部孔壁变形的主要原因
采煤机在井下采煤过程中，摇臂是在油缸和牵引部的支撑架持下举着滚筒采煤的。在割煤过程中，具有割顶、卧底、横向推进等各种情况，使滚筒的受力角度不同对摇臂传递了复杂的反作用力系，该力系对油缸和牵引部传递着错综复杂的推力和拉力的交变力系，致使牵引部壳体和油缸都受到交变的推、拉冲击力，导致了牵引部壳体的弹性和塑性变形。由于部分煤矿煤层的底板和顶板或夹层中含有较硬的岩石（该岩石厚度又达不到炮采的要求），采煤机在采煤过程中，不可避免地要切割部分岩石和夹矸，加大了牵引部壳体和油缸受到的交变推、拉冲击力，进一步加剧了牵引部壳体的弹性和塑性变形。往往牵引部壳体受到拉力的情况多余受到推力的情况，在图1.牵引部壳体局部示意图中，其安装内齿圈孔的横向直径会大于竖向直径的。特别是对于那些在较差的井下工作面使用多年的陈旧采煤机牵引部壳体，其变形最为严重。
3 牵引部内齿圈拆卸加热方案分析与实施
在拆卸牵引部内齿圈前，首先将安装内齿圈孔的外端擦净，并换方向测量几次，找出其变形后的最大尺寸点和最小尺寸点（一般是上下方向小，左右方向大），并做标记。然后，用火焰烘烤牵引部壳体。在图1中，如果孔直径在AC方向尺寸最大，肯定在BD方向尺寸最小，此时，需烘烤牵引部壳体的A处和C处。使孔的左、右兩侧受热发生膨胀产生伸长，使孔的BD方向尺寸增加，直到牵引部安装内齿圈的孔正圆为止（这是目标，通常只要孔口各部尺寸大于内齿圈即可）。一旦孔达到正圆，要马上提取内齿圈，做到快速提取，防止牵引部壳体受热产生通体均匀化。
牵引部壳体的烘烤温度预算：如果AC-BD=0.12 mm，那么，孔的A、C侧需要分别伸长0.12 mm方可使孔达到正圆，但此时B、D处也会受热发生膨胀，只是受热温度低些而已。所以，要做到利用温度差来调整椭圆孔的尺寸。已知钢材的线膨胀系数为12×10-6/℃，牵引部壳体安装内齿圈孔的A、C侧的需要热膨胀量为0.12 mm（忽略圆弧影响，粗略计算），如果孔的直径为500 mm，根据钢材的热膨胀量计算公式：ΔL=T×L×12×10-6/℃，ΔL为热膨胀量，T为增加温度，L为母材计算伸长量侧的现有长度，那么，使该孔达到正圆时的A、C处比B、D处的增热温度T为：T=ΔL÷L÷12×10-6/℃，即T=0.12÷500÷0.000012=20℃，即孔的A、C处比B、D处需要增加10℃。但是，由于孔深较大，热传递伸长需要一段时间，为此，T的数值还需要加大50%以上。又由于在最初测量牵引部安装内齿圈孔时，孔的变形量还受着内齿圈的反变形制约，使测量的椭圆度数值有变小的趋向，所以，加热温度差要比实际计算的数值还要增加，做好及时测量孔径为好。
注意事项：烘烤前要将拉拽辅具安装到位，一旦被烘烤孔正圆后即可马上拉拽内齿圈；在B、D处放置带水的棉纱，以减小B、D处受热膨胀的现象；采用急火快速烘烤，防止牵引部通体匀速受热膨胀的现象发生，造成烘烤无效；用红外线测温仪时刻检测烘烤孔的各处，并根据预算的烘烤温度停止烘烤而快速用量表测量孔径；为防止内齿圈热胀，在烘烤时，内齿圈要布置满带水的棉纱，用液体氮更好。
4 结束语
利用该方式提取变形牵引部的内齿圈容易操作、极其简单，便于掌握和把控，效果良好，可以有效节约成本，该方式值得在其它旧设备类似状况拆卸过程中借鉴、应运。
参考文献
[1]成大先主编.机械设计手册（第五版第1卷）[M].北京：化学工业出版社，2010.
作者简介
高宏伟（1984-），男，工程师，2007年6月毕业于成都理工大学，本科毕业，是工程学士，毕业后在西安煤矿机械有限公司从事6年采煤机研发工作，现是采煤机营销工作，发表1篇论文。
关键词 采煤机；牵引部壳体；内齿圈；温度差
中图分类号：THl32 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0101-01
在大修采煤机过程中，需要对其零部件拆洗检测。但在拆卸牵引部行星架内齿圈时，却非常费事，利用其上的吊装孔吊装过程中很容易将螺栓拉断（螺栓孔较小）。有时需要焊接相应的工具对其进行拉拽提取，个别情况下也提取不出来，最终将该内齿圈气割报废，造成直接更换新的内齿圈。同时，还割伤了牵引部壳体安装内齿圈的孔壁，必须要补焊镗修，导致采煤机大修的周期延长和人力物力的严重浪费，直接提升了采煤机的大修成本。
1 牵引部内齿圈难拆卸的原因
部分牵引部内齿圈拆卸后，对牵引部安装内齿圈的孔进行测量，发现其内孔已经椭圆，在安装内齿圈的牵引部孔口处变形最大，椭圆严重者达到0.15 mm，其孔底变形最小，主要由于其孔底有起着径向支撑作用的底板。该椭圆现象使内齿圈受到相应的弹性变形，变形的内齿圈会对牵引部孔壁有一个反作用的弹性压力，该压力使内齿圈与牵引部孔壁的摩擦力大幅度提升，加剧了拆卸内齿圈的难度。同时，该孔壁上还产生了由于采煤机在牵引行走时，牵引机构行星轮对齿圈的顶挤力和震动力的高频冲击致使牵引部壳体孔壁产生了一定的微小压痕，进一步加大了拆卸内齿圈时的轴向阻力。上述两种因素是导致牵引部内齿圈难拆卸的主要因素。
再就是充满反弹作用力内齿圈外圆与牵引部壳体孔壁间发生了原始加工刀纹的交错“亲吻”现象，进一步加重了内齿圈与牵引部壳体孔壁之间的摩擦效果，具有阻碍拆卸内齿圈的作用力，并且随着孔壁变形的严重程度增大，其挤压密实程度也相应的也增大，导致内齿圈外圆与牵引部壳体孔壁间相互摩擦的效果也会更加严重。该因素是导致牵引部内齿圈难拆卸的次要因素。
另外，牵引部壳体孔壁与内齿圈之间有部分机油，使内齿圈在拆卸提取过程中有了“真空吸合”的作用力，也给拆卸内齿圈增加了少许阻力，当然，这种阻碍拆卸内齿圈的作用力是非常微小的，在拆卸内齿圈时可以忽略考虑。
2 牵引部孔壁变形的主要原因
采煤机在井下采煤过程中，摇臂是在油缸和牵引部的支撑架持下举着滚筒采煤的。在割煤过程中，具有割顶、卧底、横向推进等各种情况，使滚筒的受力角度不同对摇臂传递了复杂的反作用力系，该力系对油缸和牵引部传递着错综复杂的推力和拉力的交变力系，致使牵引部壳体和油缸都受到交变的推、拉冲击力，导致了牵引部壳体的弹性和塑性变形。由于部分煤矿煤层的底板和顶板或夹层中含有较硬的岩石（该岩石厚度又达不到炮采的要求），采煤机在采煤过程中，不可避免地要切割部分岩石和夹矸，加大了牵引部壳体和油缸受到的交变推、拉冲击力，进一步加剧了牵引部壳体的弹性和塑性变形。往往牵引部壳体受到拉力的情况多余受到推力的情况，在图1.牵引部壳体局部示意图中，其安装内齿圈孔的横向直径会大于竖向直径的。特别是对于那些在较差的井下工作面使用多年的陈旧采煤机牵引部壳体，其变形最为严重。
3 牵引部内齿圈拆卸加热方案分析与实施
在拆卸牵引部内齿圈前，首先将安装内齿圈孔的外端擦净，并换方向测量几次，找出其变形后的最大尺寸点和最小尺寸点（一般是上下方向小，左右方向大），并做标记。然后，用火焰烘烤牵引部壳体。在图1中，如果孔直径在AC方向尺寸最大，肯定在BD方向尺寸最小，此时，需烘烤牵引部壳体的A处和C处。使孔的左、右兩侧受热发生膨胀产生伸长，使孔的BD方向尺寸增加，直到牵引部安装内齿圈的孔正圆为止（这是目标，通常只要孔口各部尺寸大于内齿圈即可）。一旦孔达到正圆，要马上提取内齿圈，做到快速提取，防止牵引部壳体受热产生通体均匀化。
牵引部壳体的烘烤温度预算：如果AC-BD=0.12 mm，那么，孔的A、C侧需要分别伸长0.12 mm方可使孔达到正圆，但此时B、D处也会受热发生膨胀，只是受热温度低些而已。所以，要做到利用温度差来调整椭圆孔的尺寸。已知钢材的线膨胀系数为12×10-6/℃，牵引部壳体安装内齿圈孔的A、C侧的需要热膨胀量为0.12 mm（忽略圆弧影响，粗略计算），如果孔的直径为500 mm，根据钢材的热膨胀量计算公式：ΔL=T×L×12×10-6/℃，ΔL为热膨胀量，T为增加温度，L为母材计算伸长量侧的现有长度，那么，使该孔达到正圆时的A、C处比B、D处的增热温度T为：T=ΔL÷L÷12×10-6/℃，即T=0.12÷500÷0.000012=20℃，即孔的A、C处比B、D处需要增加10℃。但是，由于孔深较大，热传递伸长需要一段时间，为此，T的数值还需要加大50%以上。又由于在最初测量牵引部安装内齿圈孔时，孔的变形量还受着内齿圈的反变形制约，使测量的椭圆度数值有变小的趋向，所以，加热温度差要比实际计算的数值还要增加，做好及时测量孔径为好。
注意事项：烘烤前要将拉拽辅具安装到位，一旦被烘烤孔正圆后即可马上拉拽内齿圈；在B、D处放置带水的棉纱，以减小B、D处受热膨胀的现象；采用急火快速烘烤，防止牵引部通体匀速受热膨胀的现象发生，造成烘烤无效；用红外线测温仪时刻检测烘烤孔的各处，并根据预算的烘烤温度停止烘烤而快速用量表测量孔径；为防止内齿圈热胀，在烘烤时，内齿圈要布置满带水的棉纱，用液体氮更好。
4 结束语
利用该方式提取变形牵引部的内齿圈容易操作、极其简单，便于掌握和把控，效果良好，可以有效节约成本，该方式值得在其它旧设备类似状况拆卸过程中借鉴、应运。
参考文献
[1]成大先主编.机械设计手册（第五版第1卷）[M].北京：化学工业出版社，2010.
作者简介
高宏伟（1984-），男，工程师，2007年6月毕业于成都理工大学，本科毕业，是工程学士，毕业后在西安煤矿机械有限公司从事6年采煤机研发工作，现是采煤机营销工作，发表1篇论文。