前言：

摇臂试采煤机的重要部件，出厂前都需要对其进行严格的试验，检查其各项试验项目是否满足MT/T82-1998标准规定[1]，摇臂的形状不规则，不利于固定。一直以来，我厂采用压块式压紧方式。此种方式压紧使得摇臂整体固定不牢固，试验过程中容易产生偏斜，造成振动严重。对于大功率采煤机摇臂，此种方式的压紧局限性越来越明显，因此我们迫切需要对夹具进行改进，以满足大功率采煤机摇臂的试验。

目前摇臂夹具使用中问题分析

采煤机出厂前都要经过严格的各种测试。其中重要部件摇臂及内牵引的试验时间要求不小于4小时，检测转速、温度、齿轮的啮合情况、轴承温升，以及运转噪声等等[1]。
摇臂试验过程中，既需要摇臂的牢固固定，同时，也要尽量接近摇臂实际工作状态，以模拟实际工况下的负载情况。
目前所使用夹具为如图1所示方式。此种方式固定的是行星头部分的内齿圈外壳，和摇臂电机外壳。
图1 改进前摇臂夹持图
如图1所示，此摇臂为左右臂，滚筒逆时针旋转。加载时，假定行星头处固定，则电机处受到如图1所示的水平分力F1；假定电机处固定，则行星头部位受水平分力如图1所示F1’， 由于固定架是由螺杆组成，无法抵消水平方向的分力；整个机构存在左右摇动；由于机构的晃动，加剧系统的振动，连接螺杆容易松动，存在严重的安全隐患，不利于试验以及数据采集。由于下压块与上压条由两条螺栓直接固定在底板上，下压块的固定并不牢固，更加剧了夹具整体的不稳定性。 此种固定方式，夹具与摇臂之间的接触为线接触，夹持部位受力大，容易造成行星头处内齿圈以及电机处机壳变形，摇臂工作时的受力点主要是行星头处与连接耳处，故此时的试验与部件现场工作状态有很大差别，摇臂壳体在测试过程中并未得到有效加载，壳体的缺陷得不到有效的验证。

摇臂夹具的改进

图2 改进后摇臂夹具
图3 行星头部位夹具示意
改进后，夹持部位为摇臂行星头处内齿圈和摇臂与主机架连接耳处。行星头部位采用与行星头大小一致的圆柱形护板夹持，连接耳处与固定底座采用销轴连接。夹具与试验台之间采用螺栓连接。 如图2，图3所示，行星头处的夹持为面接触，各方向受力均匀，避免了内齿圈的局部变形。，夹具上下部分采用螺栓连接，夹持部分采用锥面自锁配合[2]，并配合锥套，使得上下夹具整体性更高，且与内齿圈配合更好。通过改进，减小了螺栓的受力，避免了因螺栓松动而导致夹持失效；避免了夹具与内齿圈结合面产生过度变形而导致夹持失效。
连接耳处采用销轴固定，改变了之前的夹持位置，避免了电机壳体在压块挤压下局部变形，使得摇臂固定更牢固。此种夹持方式，使得摇臂的固定更接近实际工况。

结论：

经过结构的改进，行星头与连接耳处的夹紧更牢固。夹紧处的两种底座采用整体式，整体刚性好，且底面宽度更宽，较改进之前更容易实现后底座与平台的压紧，避免因夹具的刚性不足而导致试验系统的不稳定，振动明显下降。
改进后，完善了摇臂整体的试验内容，真正实现了摇臂的模拟工况试验，尤其是实现了摇臂壳体的整体加载，使得采集的各项数据更真实科学。