定量给料机零件设计中常见的不合理问题探讨
发布时间：2016-11-06
在长期的机械设计实践中以及与各同行交流中，发现一些经常出现的设计问题，笔者认为不合理，现提出供大家探讨。
例1：定量给料机中的机尾装置，主要结构：两片相同的侧架、3只相同的横撑，侧架与横撑用螺栓、螺母固定。其主要作用就是固定机尾滚筒，实现皮带通过机尾滚筒改向，如图1所示。
图1为不合理设计方案。其不合理处为：（1）上横撑因放在竖撑上方而使竖撑加长（对于下运皮带机，机尾在底部，如果竖撑太短则使固定在竖撑上方的上横撑就会阻碍煤通过）。（2）底座右端太长，竖撑右端部分毫无意义，完全为多余。（3）肋板（序号5）为多余，因序号3（见图2）斜撑起到的加强作用，完全可以使肋板起到的加强作用忽略不计。
图2为合理设计方案。（1）把上横撑固定在斜撑上部，同样能起到加固机尾改向装置的作用，又降低了机尾改向装置的高度，这样有利于下井、运输，同时又降低了成本。（2）底座右端伸出竖撑部分去除。（3）序号5肋板去除。可见，更改后的设计方案优化了结构，降低了成本，保证了原设计目的。
例2：固定定量给料机中的传动装置、卸载装置、机尾装置等大型机架，其基本结构都是两侧架用横撑连接，见附图1～4。在以上机架生产过程中，两侧架焊好后，为消除焊接应力，大厂一般都要热处理即进行人工时效，像这种钢结构件尺寸较大一般长度达到1～3 m，这样就需要大型加热设备，这种大型加热设备价格高、耗电量很大，炉温达到500 ℃～600 ℃，保持4 h以上，造成工件加工成本大幅提高，很不经济。而其消除应力主要目的是：（1）防止侧架变形，安装滚筒轴承座的面要加工，两片侧架的轴承座安装面要在同一道工序完成，以保证滚筒安装到位，故需保证轴承座安装面加工后不变形。（2）防止焊缝开裂，见图3。
笔者认为对这种状况要分别对待：（1）把两片侧架对齐点焊成一体，同时加工两个侧架的轴交货周期较长的定量给料机（大于半年）可以取消人工时效，通过自然时效即可。然后再通过工艺保证以上两点即两侧架分别焊好后承座安装面和侧架底面以及横撑和侧架接合面、安装孔，加工完毕后，再剔除焊点，用横撑把两侧架连接起来，然后安装滚筒，配钻销孔，安装定位销，完成整个零件的组装。（2）交货周期较短的定量给料机（小于半年），如果功率较小，这样的机架也可以取消人工时效。省去了热处理时效这道工序，降低了设备和加工成本，经过多年实践，效果很好。
例3：固定定量给料机中的卸载装置，如图4所示。其基本结构是两侧架通过3个横撑用螺栓和螺母连接。为了加强侧架的强度该设计者增加了斜撑1、斜撑2、肋板1、肋板2。在笔者看来有了斜撑1、斜撑2足够了，肋板1、肋板2的加强作用可忽略不计。
在长期的设计实践中，遇到过很多问题，这里只列举了几个常见问题，只要我们用心钻研，其实很多问题都可解决，而且能带来很大的经济和社会效益。
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