摘要： 通过对带式输送机张紧车轮轴结构的改进，在保证其使用性能要求的前提下，节省原材料，降低了成本。
关键词： 带式输送机张紧车轮轴；U形螺栓；角钢
中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）33-0035-02
1 问题的提出及分析
带式输送机是沈阳铁信科技有限公司长期固定生产的主导产品之一，算上整机和配件，年产量相当大。因此，对其某部的小小改制将会带来可观的经济效益。
张紧车（又名游动小车），由张紧绞车牵引，在带式输送机仓架内轨道上行走，达到贮进和放出输送带的作用，并使胶带得到适当的张紧力，是皮带机上不可缺少的部件。而张紧车轮轴就是张紧车上零配件之一。下面以80皮带机为例，介绍其具体结构型式。
图1所示为80皮带机修改前张紧车轮轴结构图示图。该车轴原材料选用？准60的45号圆钢，与张紧车架上角钢用半径为R31的U形螺栓（如图3）联接。由于该轴与张紧车架角钢联接位置有抵触，故在轴上部开出平面让开角钢位置（如图1局部剖面图所示），同时尺寸981两端止口起到与角钢相互卡紧的作用，以防止车轮轴的轴向串动。为了减轻重量，在保证其承载能力足够的情况下，将轴中间部分车至？准45尺寸。
为了起到节省原材料，降低成本的目的。我们经过对车轮轴受力分析及计算后，认为在保证车轮轴承载能力不受影响的情况下，可以把该车轮轴变细些。但该轴变细后，与张紧车架上角钢联接位置处已不干涉，原轴向止口定位方式已不能适用。为此，要寻求一种新的解决轴向定位的方式，方能使该方案得到顺利实施。
2 具体改进方案及措施
图2所示为80皮带机修改后张紧车轮轴结构示图。该车轴原材料选用？准55的45号圆钢，与张紧车架上角钢用半径为R20的U形螺栓（如图3）联接。修改后的车轮轴与张紧车架上的角钢联接处尺寸改为？准50，与角钢不接触。为防止车轮轴的轴向串动，在轴上与角钢、U形螺栓联接处车出两个半圆形凹槽，将U形螺栓卡在里面，起到轴向定位的作用。由于该处轴的尺寸变小至？准39，相应U形螺栓半径变小至R20，与其配套联接的角钢上孔距及其长度尺寸相应也变小（如图4所示）。
3 实际使用情况
修改后的车轮轴经现场试用，一切正常，证实该改进方案有效可行。目前改进后的车轮轴己正式取代原轴投入生产。该公司常生产的80、150、220及400系列带式输送机张紧车轮轴均采用该结构。
4 经济效益分析
下面以80皮带机为例，对其进行经济效益分析。
①单个零件节省原材料费用计算。
改造前车轮轴：材质45圆钢，规格？准60，毛坯长度1100mm，毛坯重量24.42kg，价格4.75元/kg。
改造后车轮轴：材质45圆钢，规格？准55，毛坯长度1100mm，毛坯重量20.52kg，价格4.75元/kg。
单件车轮轴减少费用：4.75×（24.42-20.52）=18.53元。
改造前U形螺栓：材质Q235-A圆钢，规格？准16，毛坯长度240mm，毛坯重量0.38kg，价格4.18元/kg。
改造后U形螺栓：材质Q235-A圆钢，规格？准16，毛坯长度218mm，毛坯重量0.34kg，价格4.18元/kg。
单件U形螺栓减少费用：4.18×（0.38-0.34）=0.17元。
改造前角钢：材质Q235-A，规格L125×80×10，毛坯长度260，毛坯重量4.03kg，价格4.05元/kg。
改造后角钢：材质Q235-A，规格L125×80×10，毛坯长度210，毛坯重量3.25kg，价格4.05元/kg。
单件角钢减少费用：4.05×（4.03-3.25）=3.16元。
②单件张紧车节省原材料费用计算。
单件张紧车上共包括：2个车轮轴，4个U形螺栓，4个角钢。故共节省费用：18.53×2+0.17×4+3.16×4=50.38元。
③单件车轮轴节省加工工时费用计算。
由图1和图2比较可知，修改前车轮轴有820mm长度？准60圆钢要车削成？准45尺寸，自由公差，表面光洁度12.5。而修改后轴相关部位不需加工，两轴其它处工序工时相互抵消。经计算每轴节省工时20元。
④单件张紧车综合节省费用。
80皮带机单件张紧车节省费用：50.38+20×2=90.38元。
以此类推，可计算出：150、220皮带机（两者共用同一种张紧车）单件张紧车节省费用120.82元，400皮带机单件张紧车节省费用150.45元。
⑤一年总节省费用。
按一年生产80皮带机及张紧车配件60套，生产150、200皮带机及张紧车配件90套，生产400皮带机及张紧车配件20套计算：一年总节省费用=110.38×60+120.82×90+150.45×20=20505.6元=2.05万元。
综合上述各项分析数据，并结合实际使用情况，可看到该改造方案不仅有效可行，还达到了降低成本、提高生产效率的目的，为该公司带来了一定的经济效益。
参考文献：
[1]闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社.
[2]文九巴.金属材料学[M].北京：机械工业出版社.
[3]MT/T 467-1996，煤矿用带式输送机设计计算[S].1996.
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