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礦用梭車轉向塊加工工藝研究論文

實用文 時間:2021-08-31 手機版

  摘要:轉向塊是礦用梭車轉向機構的核心零件,要求其傳力平穩,精度保持性好,故加工精度高。對轉向塊的2種加工工藝的優劣進行了分析和比較;并結合實際應用,證明了改進后的加工工藝的優越性,為同類零件的設計和加工提供了一定的參考價值。

礦用梭車轉向塊加工工藝研究論文

  關鍵詞:梭車;轉向塊;加工工藝;改進設計

  梭車是煤礦井下實現短距快速運輸的一種無軌膠輪車輛,作為短壁機械化開采的重要設備之一,其主要功能是將連續采煤機的煤轉運到給料破碎機上。梭車采用空間連桿全輪轉向機構,由轉向油缸推動轉向塊回轉,轉向塊回轉的同時驅動拉桿帶動轉向臂連同輪邊減速器、輪胎一起回轉。兩側轉向塊之間通過同步軸進行連接,保證了兩側輪胎轉向的同步性。轉向塊是梭車轉向機構中的關鍵零件,它擔負著運動轉換、傳遞動力的功能,因而要求其加工精度高,傳力平穩,精度保持性好。本文對礦用梭車轉向塊的2種加工工藝進行了分析和比較。礦用梭車轉向塊的零件如圖1所示。

  1工況特點分析

  (1)抗腐蝕性煤礦機械由于受煤礦所在地質和環境的影響,在井下作業,腐蝕現象比較嚴重,不僅有大氣污染腐蝕(采煤廢氣、燃煤廢氣),還有大量的煤礦污水和各種酸、堿性腐蝕及化學腐蝕,所以,轉向塊應具有一定的抗腐蝕性,能夠適應惡劣、復雜的工作環境;(2)強度高轉向塊為梭車轉向系統的主要傳力零件,其在高低速行駛、復雜工況條件下的轉向和制動,均需要零件材質具有強度高的性能;(3)抗沖擊性巷道底板不平整,甚至存在大范圍的溝坑;梭車在高速行駛工況下轉彎、停啟均會造成煤與輪胎間劇烈撞擊,這種碰撞力會通過轉向機構傳導至轉向塊,這些工況要求轉向塊不但具有高強度,而且應具有抗沖擊性和過載能力;(4)工藝性轉向油缸推動轉向塊回轉,轉向塊驅動拉桿帶動轉向臂、輪邊減速器、輪胎一起回轉,兩轉向塊與同步軸通過花鍵聯結,轉向塊的機加工藝復雜,要嚴格控制加工流程;(5)可靠性由于井下條件的特殊性,檢修作業比較困難,若轉向塊在使用中失效,將影響作業效率,降低了整機的可靠性。所以,要求該零件具有較高的可靠性。根據零件的使用性能、工藝性能,確定轉向塊的材質為Q550。

  2原加工工藝分析

  2.1原工藝路線

  原材料→備料→劃線→粗加工→探傷→精加工*中國煤炭科工集團有限公司青年基金項目(2016QN013)(dH7、準40H8、準52H7、…)→兩件配作,裝入工藝銷dh6→調整轉向塊,使兩孔準40H8間距L=L1±0.15→固定轉向塊→配作銷孔2×準10H7→裝入圓柱銷10m6×90→取下工藝銷dh6→加工內花鍵→打標記→檢驗→入庫。轉向塊配作加工圖如圖2所示。

  2.2主要問題

  (1)工藝銷孔2×準10H7取值的合理性分析轉向塊背靠背合套加工,單件零件(工藝孔區域)的厚度為35mm,2個零件累加厚度為70mm,且由于自身結構設計需要,兩零件間打銷孔區域存在間隙,間隙為4mm,如圖2(b)所示。這個間隙使得零件配作是二次裝夾。根據加工實踐,將準10H7孔深度加工至74mm,鉆孔垂直度偏差過大,無法保證公差要求。(2)工藝銷孔2×準10H7加工前需固定2個轉向塊,固定方式的選擇問題根據工藝設計要求,兩轉向塊需采用一定方式固定后,才能進行下一鉆孔加工工序。而零件的固定方式存在困難。若采用虛焊固定,可選擇4點:A點;B點;C點;D點(見圖2(a))。而實際上,A點、B點、C點并無直接接觸、間隙為4mm,虛焊固定實際操作存在困難,且焊接工藝本身可導致兩零件存在一定位移量,使得L=L1±0.15無法保證,故焊接固定方法無法采用。在實際操作上,裝夾固定方法也同樣存在困難,精度要求難以保證,加工成本高。(3)配件更換問題圖紙設計要求轉向塊打標記配對使用,在實際使用一定時間后,轉向塊精度降低,無法滿足使用要求時,需要更換。因轉向塊配作加工,必須更換2個,導致轉向塊的互換性差,設備后期維護成本高。這種加工方法主要優點是,由于配作加工,配對使用,故對內花鍵相位偏差加工精度要求低。

  3改進后的加工工藝分析

  在對轉向塊第1種加工工藝路線的優缺點進行分析的基礎上,提出了該零件的第2種加工工藝路線:原材料→備料→劃線→編程→機加各面、孔(準dH7加工至位;粗車孔準40H8、準52H7,留余量;精加工各面)→機床劃線(2×準10H7)→線切割內花鍵→精加工孔準40H8→精加工錐孔準40H8→檢驗→入庫。這種加工工藝路線避免了第1種工藝路線存在的缺陷,解決了因合套加工存在的問題,主要優點:①由于單件加工,每個零件相互均可互換,提高了互換性;②在對失效零件進行更換時,降低了維護成本;③加工工藝性好,便于批量生產;④降低了廢品率,提高了經濟效益。但第2種加工工藝對機床加工精度要求高,一般需要加工中心完成整個加工工序。

  4結語

  轉向塊是梭車轉向機構的關鍵零件,在進行轉向塊工藝設計時,應結合零件的工況特點、配件更換、加工成本等,制定較合理的加工工藝流程,并選擇最優方案。采用第2種加工工藝加工的轉向塊,在整機安裝調試時順利通過,在煤礦井下服役1a,沒有發生因加工問題所導致的轉向系統故障問題,從而驗證了改進后工藝路線的可靠性。

  參考文獻:

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