双向螺旋线截割头齿座组焊定位工装设计

许玉善

（佳木斯煤矿机械有限公司工艺研究院，黑龙江佳木斯154003）

1 引言

随着我国制造水平的提升，掘进机采用横轴采掘形式也越来越多。横轴掘进机左右两截割头外形尺寸和齿座参数相同，但齿座螺旋排列方向相反，一个右旋另一个左旋。

掘进机核心部件截割头是组焊而成，齿座定位更是组焊前的重要工序。因齿座在圆球面上定位要约束6个参数，必须专用工装才能实现。现介绍用同一工装在两截割头上定位齿座螺旋排列方向相反，其它参数对称的设计方法。

2 截割头结构及参数说明

2.1 截割头结构

齿座双旋向截割头如图1所示。现以EBH150掘进机左旋截割头为例说明结构和参数情况。截割头是以截齿体尖为设计原点，在截割头体上根据需要布置齿座。

2.2 齿座定位参数意义解析

图1 齿座双旋向截割头俯视图

图2中截齿座位置参数是定位齿座所需6个参数值：（1）截齿体尖原点轴向参数Z、径向参数R、圆周参数θ。这三个参数确定了截齿体尖原点空间位置。（2）截齿体中心轴线与截割头中心轴线空间夹角β，参数β不但确定齿尖位置，还确定截齿体受力的方向，它是改变截割体的受力方向的一个要素。（3）齿座转角α，此参数是某齿座以齿尖点为中心，以齿尖与截割头中心轴线的连线（此连线的夹角即β）为轴（见图5），为改变某齿座的受力方向而转的角度。（4）齿座升角γ，它是齿尖原点作圆周运动时截割体轴线与切线方向的夹角（见图2）。

图2 EBH150左旋截割头结构及齿座位置参数表

3 工装件的组成

根据齿座参数意义用单件工装或组合件对各齿座参数分别定位约束。

3.1 工装件定位原理

图3 截齿座组焊定位工装简图

图3是左旋截割头定位工装安装图，利用截割头体上端孔安装定位盘8，再通过支板5、轴10和螺母9将弯板1组装在截割体上，并可绕轴转动。螺母9可调整弯板高度，弯板上齿尖原点与定位组件3上齿尖原点相重合，连板2（见图4）上销轴插入弯板孔内，下端与图5定位组件相联。齿座经夹板固定后，再利用刻度盘6圆周边缘上刻度即值，初定每个齿座位置。

图4 连板简图

3.2 Z、R、θ、β参数定位约束

根据各齿体原点参数轴向Z、径向R及齿体轴线与截割头轴线夹角β值确定弯板上每对孔的位置和齿体方向，则Z、R及β参数得到定位。即弯板上每对孔中心连线与截割头中心轴线夹角即是β值。各齿原点圆周θ值是由弯板绕轴旋转在底部刻度盘圆周上刻度确定的。

3.3 α、γ参数的定位

联合几个图可看出，图4连板和图5定位组件，它们是联接弯板固定齿座并使齿座按要求转动的组合体。

图5定位组件中，轴与上端组件套相联，轴与定位轴中间由连板相联，上面装有刻度板，定位轴穿入齿座孔内，再配合夹板（左右各1）固定齿座。齿座绕定位轴转动的角即为α角，图4中的指针和图5中的刻度板即为确定α角而设，α角有“+、-”之分，可根据图纸参数要求调整。

图5 定位组件简图

连板与定位轴夹角是按γ值加工而成。由此定位组件确定了α、γ两参数。

综上所述，齿座的6个要素由图3中弯板1（定位孔）确定参数Z、R、β，通过弯板1转动在刻度盘上确定参数圆周θ。另外参数α、γ由图5定位组件配合图4连板联合确定。

4 齿座螺旋方向的选择

通过工装定位约束了齿座6个基本要素，从图3、图5可看出，齿座螺旋方向是由截齿体的方向确定的，把定位组件定装在弯板前面，齿座螺旋方向呈左旋向，如图3所示。相反把定位组件旋转180°。安装在弯板后面齿座螺旋方向则呈右旋向，两截割头齿座螺旋方向相反，其它参数相同。

5 结语

通过对不同螺旋方向截割头齿座定位工装设计的阐述，6个参数均利用工装件得以准确定位约束，弯板与定位组件再用两种不同安装方式选择了齿座螺旋方向，根据需要组立左旋或右旋截割头，使用方便，一直应用于生产中。

我公司是专业生产掘进机工厂，有几十种规格，截割电机功率从55kW至350kW。近十种产品荣获国家或省科技进步奖，产量和质量在行业中名列前二位。本工装应用至今已20余年，证明截割头齿座组焊定位工装设计是成功的。