苏杭 杨立洁 王桂梅 张华栋 李萌
摘 要：在Al2O3陶瓷托辊轴承套压装中，轴承套涂胶易向一侧流失;压装力过大会损伤托辊，而压装力过小轴套压装强度不够。针对以上问题，进行Al2O3陶瓷托辊压装轴承套的专用设备设计。阐述了轴套专用压机整体结构，并对压装参数与压装力、滚珠丝杠功率等参数进行计算，压机底座、压机顶板等关键结构设计做了详细介绍。
关键词：陶瓷托辊 专用压机 结构设计 压装参数
中图分类号：TG56 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（c）-0074-02
托辊是带式输送机使用的重要部件，占1台带式输送机总成本的35%，承受70%以上的阻力，因此托辊对输送机起到关键性作用。目前皮带输送机大多使用传统的钢制托辊，其价格低廉、制造简单，但易磨损、腐蚀，使用周期短，影响生产效率，进而增加生产成本[1]。陶瓷托辊具有硬度高、耐磨、耐腐蚀性强、寿命长等优点[2]，运转过程中与输送带的摩擦力小，高效节能。但陶瓷材料硬度高、脆性大，加工难度大，压装轴承套时同轴度和压装力是关键问题[3]。
在实际Al2O3陶瓷托辊轴承套压装中，轴承套涂胶易向一侧流失;压装力过大会损伤托辊，而压装力过小轴套压装强度不够且生产效率较低。针对以上问题，亟需设计研发一款新型陶瓷托辊轴承套压机以满足生产需求。具体参数：（1）托辊材质：Al2O3;（2）托辊长度：300～1200mm;（3）托辊直径：80～160mm;（4）毛坯厚度：25mm;（5）胶水种类：陶瓷专用AB胶;（6）升降台移动速度：Vmax=20mm/s。
1 压机整体机构方案设计
陶瓷托辊压装轴承套与钢质托辊不同[4]，在保证同轴度的前提下，陶瓷托辊轴承套压机采用垂直压装工艺，底座采用与托辊内径相当的凹凸台以固定辊子的压装位置，并采用一对气缸抓手夹持辊子，防止輥子窜动，起到推心作用;升降台压装机构，采用一对气缸夹持辊子，以保证同心度;陶瓷专用AB胶水混合后分别涂抹在托辊内壁与轴套外部，厚度≤0.3mm;为保证压装效率，一台压装机采用4组相同的压装设备;为保证压机适合于各种型号辊子的压装工作，特设计升降台机构以适用于各长度的辊子。陶瓷托辊专用轴套压机结构示意图如图1所示。
压机工作过程：依据托辊的长度调整升降机构7→人工放置坯料→推心固定机构8进行对中固定→人工对托辊上部与轴套抹胶→轴承套放入托辊上部→进行压装→压装完成→气缸泄压→人工卸料→进入下一循环。
2 压装参数的确定及功率的计算
2.1 压装力的确定
因陶瓷托辊具有脆性高、硬度大的特点，轴承套与托辊间间隙配合，间隙δ=1mm;轴承套外侧与托辊内壁均涂胶，单层胶水厚度h=0.3mm;胶水总厚度为H，H>δ。通过实验得出：当压装力为1800N时，压装轴承套效果好。
2.2 升降台功率及相关参数的计算
3 陶瓷托辊压机关键部件设计研究
3.1 压装机构
如图2所示，压装机构包括压装气缸、压装凸台、缓冲装置3部分。压装机构固定于升降机构四边的中心位置，位于推心机构中间。
3.2 底座机构/整体框架
压机框架由压机底座、压机顶板等组成。底座尺寸根据陶瓷托辊、夹紧机构以及气缸的大小尺寸确定为920mm×920mm，其四周留有沟槽用于底部夹持工件的夹紧机构的自由滑动与固定。
压机顶板主要起到固定4根立柱与丝杠的作用，尺寸为78cm×78cm，采用轻量化设计，其结构如图3所示（十字交叉筋加固）。
4 结语
根据目前陶瓷托辊生产设备陈旧落后的现状，应企业的要求，设计开发了陶瓷托辊专用轴承套压机，设计为立式压装方式，使压装质量得到了很大的提升，采用缓冲压装方式，减小了工件的破损率，采用单机四压的结构，提高了生产效率，并且建立了压机的三维模型，绘制出了其二维图纸，样机已加工完成，现已投入使用，其操作简单、压装质量高，对企业的生产效率有很大的提高。
参考文献
[1] 刘广建，韩伟.非金属托辊的研究应用现状[J].煤矿机械，2013，34（9）：214-215.
[2] 李世乐.框架式压装机机身轻量化及参数化应用研究[D].合肥工业大学，2014.
[3] 张永纪，李文韬.简易托辊压装机设计与应用[J].设备管理与维修，2011（5）：37-38.
[4] 张发展，郝兵，聂明.辊压机辊套的过盈量、圆柱销计算及实例应用[J].矿山机械，2010，38（3）：69-72.
