滚花螺栓压装方案设计

滚花螺栓压装方案设计

发表时间：2017-08-10T14:34:52.183Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第7期作者：张甫强杨冬冬

[导读] 本文主要介绍了矿用电传动自卸车轮毂滚花螺栓的压装方案的设计、各个组成部分的作用、压装力计算及工装强度的校核计算。徐州徐工挖掘机械有限公司江苏徐州 221000

摘要：本文主要介绍了矿用电传动自卸车轮毂滚花螺栓的压装方案的设计、各个组成部分的作用、压装力计算及工装强度的校核计算。关键词：压装方案；滚花螺栓；压装力计算；强度校核

1、方案实施背景介绍

滚花螺栓主要用于连接矿用电传动自卸车轮毂。为有效抑制安装后螺栓与轮毂产生相对转动，在螺栓根部（即螺栓与轮毂的结合面）采用滚压工艺滚制出一周凸棱，与轮毂上的安装孔形成过盈配合。

由于单台车，两个轮毂需安装滚花螺栓约一百颗，如果采用人工敲击的方式进行安装，不仅工人作业强度高，也严重影响装配作业效率；同时存在螺栓安装不垂直的风险，影响后续装配作业。

2、压装方案设计

2.1 整体方案设计

通过与装配工艺及现场作业人员的多次讨论，并结合轮毂部装时的放置状态及方案的易操作性和实施性，最终确定采用C形压块配合液压油缸来实现滚花螺栓的压装作业。具体方案如下图

1.上表面6个M20螺纹孔及中间开孔用于液压油缸与C形压块的连接；

2.中间开槽可以确保C形压块卡在轮毂边缘并保证未压装的滚花螺栓可以刚好处于液压油缸活塞杆的正下方；

3.底部3个开槽用于避开相邻的已安装到位或完成预装的滚花螺栓。

3、压装力计算

根据装配图纸中滚花螺栓与轮毂的配合尺寸及压装力计算公式，计算出单个滚花螺栓压装时所需的压装力，计算过程如下：

已知条件：

1.C形压块框架简图如图a所示；

2.C形压块材质为45号钢，屈服强度355MPa，抗拉强度355MPa；

3.液压油缸最大轴向力为41t(410000N)；

4. C形压块的截面尺寸如图b所示。

求解：

压块截面面积 A=0.0126m2；

主惯性矩Z0=3 cm；

Iy=378cm4；

分析立柱的内力和应力，立柱产生拉伸和弯曲两种变形，如图c所示；

轴力FN=F=25t=4.1×105N;

弯矩My=73.2×10-3×F=3.0×104N?m；；

与轴力Fw对应的均布拉应力σ'==32.8MPa；

与弯矩My对应的正应力按线性分布，拉应力与压应力最值均为：叠加两种应力可得：

由上述计算结果可知，两者均小于45号钢的屈服强度（355 MPa）；能够同时满足抗拉与抗压要求。所以可以得出结论：C形压块是能够满足滚花螺栓压装方案要求的。

5、压装方案验证

液压油缸、C形压块配置到位以后，在现场工艺人员及作业人员的配合下，使用本套工装完成了两套轮毂滚花螺栓的亚装作业，通过实际运用进一步验证了该方案的可行性，相对于纯人工作业，不仅提升了装配作业效率，更是大大降低了作业人员的劳动强度。参考文献

[1]JB/T 7641.2-1994 电传动矿用自卸车试验方法

[2]刘鸿文《材料力学第5版》高等教育出版社

[3]王守城《液压元件及选用》化学工业出版社