一种矿用挖掘机镶圈大齿轮的制作方法

1.本实用新型属于齿轮技术领域，具体涉及一种矿用挖掘机镶圈大齿轮。


背景技术：

2.矿用挖掘机是露天煤矿采矿的一种大型设备之一，主要对露天煤矿的矸石进行剥离和煤炭的开采。如图1所示，为矿用挖掘机结构简图，包括挖掘机上部、挖掘机下部、大齿轮、回转机构、小齿轮。
3.挖掘机下部是挖掘机支撑部分和行走部分，大齿轮固定在挖掘机下部的上平面上，大齿轮的上平面放置回转机构，回转机构的上面放置挖掘机上部，挖掘机上部平台上的各种设备是挖掘机的工作部分。小齿轮是挖掘机上部减速机的外伸轴。小齿轮与大齿轮相啮合，通过小齿轮转动带动挖掘机上部转动，挖掘机开始工作。
4.如图2
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6所示，大齿轮由齿圈和轮芯组成，齿圈是锻造结构，轮芯是铸造结构，焊接后将齿圈和轮芯焊接成一体。大齿轮直径大，外圆直径达到4.5米左右，重量达到10多吨，其中轮芯的重量达到8吨以上。
5.为了便于焊接锻造齿圈与铸造轮芯材料越接近越好，齿圈和轮芯采用中碳合金钢的锻件和铸件，齿圈的合金元素比轮芯的合金元素要多一些，大齿轮的材料成本高。
6.齿圈与轮芯采用中碳合金钢的锻件和铸件，焊接前齿圈和轮芯要放到热处理窑中进行预热，保证齿圈和轮芯达到一定的温度才能出窑焊接，否则焊接后齿圈和轮芯之间易开裂，产生废品，工人要在高温下进行焊接。
7.大齿轮中的齿圈和轮芯是焊接成一个整体，大齿轮经多年使用后轮齿磨损大齿轮报废，需要整体更换，由于大齿轮的重量在10多吨以上，它的制造价格很高，更换时也极大的增加了生产成本。


技术实现要素：

8.基于上述技术问题，本实用新型提出一种矿用挖掘机镶圈大齿轮，镶圈齿圈与镶圈轮芯分体制造，采用胀紧套胀紧定位，再用紧固件连接成一体的镶圈大齿轮，镶圈齿圈与镶圈轮芯可拆卸安装，磨损后只需更换镶圈齿圈，镶圈轮芯不用更换，折卸方便。
9.本实用新型采用如下技术方案：
10.一种矿用挖掘机镶圈大齿轮，包括镶圈齿圈、镶圈轮芯、胀紧套、紧固件，所述镶圈轮芯置于镶圈齿圈内组装成一体，所述镶圈轮芯与镶圈齿圈对应位置上开设有胀紧套安装孔，其内设有胀紧套，胀紧套安装孔的相对应位置上开设有紧固件安装孔，其内设有紧固件，所述胀紧套包括上楔块、胀套、下楔块、胀紧套螺栓、胀紧套螺母，所述上楔块为圆锥台状，中间为圆柱形孔，所述胀套整体为圆柱状，纵向留有一条缝隙，其内圆直径为圆锥型孔，两端直径大于中心直径，胀套内径由两端向中间呈一定的锥度过度，其锥度与上楔块、下楔块的外圆直径锥度相同，所述下楔块为圆锥台状，中间为螺纹孔，所述上楔块、下楔块分别置于胀紧套螺栓的上下两端，中间留有空隙，外部包裹有胀套，上楔块、下楔块两端经胀紧
套螺母紧固。
11.进一步地，所述紧固件包括紧固件螺栓、紧固件螺母和置于紧固件螺栓上的垫圈。
12.进一步地，所述镶圈轮芯为中碳钢铸造件，镶圈齿圈为锻造中碳合金结构钢件。
13.本实用新型的大齿轮为大直径(外圆直径4.5米)分体制造镶圈齿轮在矿山设备中很难见到。
14.本实用新型的优点与效果为：
15.1、本实用新型的矿用挖掘机镶圈大齿轮，镶圈齿圈与镶圈轮芯分体制造，采用胀紧套胀紧定位，再用紧固件连接成一体的镶圈大齿轮，镶圈齿圈与镶圈轮芯可拆卸安装，磨损后只需更换镶圈齿圈，镶圈轮芯不用更换，折卸方便。
16.2、镶圈轮芯采用中碳钢铸造件(原齿圈和轮芯焊接成一体的轮芯用中碳合金钢材料)，镶圈齿圈采用锻造中碳合金结构钢，在满足使用的前提下节约材料，降低制造成本。
附图说明
17.图1为矿用挖掘机结构示意图；
18.图2为现有大齿轮结构示意图；
19.图3为现有大齿轮正视图；
20.图4为现有大齿轮图2中的k向示意图；
21.图5为现有大齿轮中的齿圈结构示意图；
22.图6为现有大齿轮中的轮芯结构示意图；
23.图7为本实用新型镶圈大齿轮的结构示意图；
24.图8为本实用新型镶圈大齿轮的正视图；
25.图9为本实用新型镶圈大齿轮的后视图；
26.图10为本实用新型镶圈大齿轮中的镶圈齿圈结构示意图；
27.图11为本实用新型镶圈大齿轮中的镶圈齿圈正视图；
28.图12为本实用新型镶圈大齿轮中的镶圈轮芯结构示意图；
29.图13为本实用新型镶圈大齿轮中的镶圈轮芯正视图；
30.图14为图12中k向示意图；
31.图15为胀紧套结构示意图；
32.图16为胀紧套俯视结构示意图；
33.图17为上楔块结构示意图；
34.图18为上楔块俯视结构示意图；
35.图19为胀套结构示意图；
36.图20为胀套俯视结构示意图；
37.图21为下楔块结构示意图；
38.图22为下楔块俯视结构示意图；
39.图23为紧固件结构示意图；
40.图24为紧固件俯视结构示意图。
41.图中部件：1为大齿轮、2为挖掘机下部、3为挖掘机上部、4为回转机构、5为小齿轮、6为齿圈、7为轮芯、8为镶圈齿圈、9为镶圈轮芯、10为胀紧套、11为紧固件、12为上楔块、13为
胀套、14为下楔块、15为胀紧套螺栓、16为胀紧套螺母、17为紧固件螺栓、18为垫圈、19为紧固件螺母、20为定位孔。
具体实施方式
42.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步解释。
43.如图7
‑
9所示，一种矿用挖掘机镶圈大齿轮，包括镶圈齿圈8、镶圈轮芯9、胀紧套10、紧固件11，所述镶圈轮芯9置于镶圈齿圈8内组装成一体，所述镶圈轮芯9与镶圈齿圈8对应位置上开设有胀紧套安装孔，其内设有胀紧套10，胀紧套安装孔的相对应位置上开设有紧固件安装孔，其内设有紧固件11。镶圈齿圈和镶圈轮芯的结构如图10
‑
14所示，图10中r为安装直径。如图15
‑
16所示，所述胀紧套10包括上楔块12、胀套13、下楔块14、胀紧套螺栓15、胀紧套螺母16。如图17
‑
18所示，所述上楔块12为圆锥台状，中间为圆柱形孔。如图19
‑
20所示，所述胀套13整体为圆柱状，纵向留有一条缝隙，其内圆直径为圆锥型孔，两端直径大于中心直径，胀套13内径由两端向中间呈一定的锥度过度，其锥度与上楔块12、下楔块14的外圆直径锥度相同。如图21
‑
22所示，所述下楔块14为圆锥台状，中间为螺纹孔，所述上楔块12、下楔块14分别置于胀紧套螺栓15的上下两端，中间留有空隙，外部包裹有胀套13，上楔块12、下楔块14两端经胀紧套螺母16紧固。如图23
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24所示，所述紧固件包括紧固件螺栓17、紧固件螺母19和置于紧固件螺栓17上的垫圈18。所述镶圈轮芯9为中碳钢铸造件，镶圈齿圈8为锻造中碳合金结构钢件。
44.本实用新型为一种矿用挖掘机镶圈大齿轮，镶圈齿圈与镶圈轮芯用胀紧套胀紧定位，再用紧固件连接成一体的镶圈大齿轮，镶圈大齿轮中的镶圈齿圈和镶圈轮芯是分体制造。
45.本实用新型的镶圈大齿轮特点：
46.1、镶圈轮芯外圆直径与镶圈齿圈连接成一体，镶圈轮芯的底平面与挖掘机下部的上平面连接，它的作用是固定镶圈大齿轮，在选择材料时可降低一些，镶圈轮芯材料由原来中碳合金钢铸个改为中碳钢铸造件，降低了材料成本。
47.2、镶圈齿轮多年使用磨损后，镶圈齿圈可以单独更换，拆装方便，定位精度高，降低了后续的使用成本。
48.实施例1
49.镶圈齿圈：镶圈齿圈材料选择锻造中碳合金结构钢。机械加工时保证镶圈齿圈的外圆直径、安装直径、定位孔中心圆直径的中心为同一中心。
50.镶圈轮芯：镶圈轮芯的作用只是与镶圈齿圈和挖掘机下部连接在一起，不需要很高的强度，中碳铸钢铸件每吨成本价只是中碳合金铸件的70
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80%，由于轮芯的重量达到8吨以上，选择中碳铸钢可降低许多材料成本。机械加工时保证镶圈轮芯外圆直径、定位孔中心圆直径、底平面中心孔安装孔直径的中心为同一中心。
51.胀紧套：胀紧套由上楔块12、胀套13、下楔块14、胀紧套螺栓15、胀紧套螺母16组成。
52.上楔块12外圆直径是一个圆锥台，中间是圆柱形孔。
53.胀套13内圆直径是圆锥型孔，外端直径大，按照一定的锥度加工越往里加工内孔直径越小，锥度与楔块外圆直径锥度相同；另外胀套的纵向有一条缝隙。
54.下楔块13外观形状与上楔块相同，中间是螺纹孔。
55.胀紧套螺母16用于紧固楔块。
56.镶圈大齿轮组装：镶圈齿圈8和镶圈轮芯9分别制造完工后，将镶圈齿圈8的安装直径处安装在镶圈轮芯9的外圆直径上，并对准各自定位基准孔，放入胀紧套10，用搬手拧紧螺栓，这时上、下楔块外圆表面沿着胀套13的锥面向胀套的里侧移动、挤压，由于胀套13纵向开有缝隙，胀套在上、下楔块的挤压下外圆直径胀大，使镶圈齿圈8和镶圈轮芯9胀紧在圆周方向定位，然后拧紧螺母16，这个结构是双螺母锁紧，胀紧套10不会发生松扣现象。再将紧固件11穿入镶圈齿圈8和镶圈轮芯9中拧紧，在轴向紧固定位。
57.镶圈大齿轮采用了分体结构组成一体，它的特点是拆卸方便，分体更换。