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          【山西維科機械設備工程】分享:液壓支架連桿鉸接孔快速修**法的研究及應用

          2023-06-29

          目前,**煤礦企業均優先在采煤工作面配套使用三機綜采設備(由輸送機,采煤機和液壓支架組成),并采取長壁采煤工藝。

          其中液壓支架作為三機配套設備中數量最多價值**的設備.是實現機械化采煤的關鍵防護設備,因其使用過程中的安全性可靠性及高性價比,成為影響煤礦生產的重要一環,液壓支架通常每2~3a進行1次大修,主要進行液壓系統更新升級千斤頂類維修結構件維修等工作。

          通過分析液壓支架結構運行特點,統計維修過的大量液壓支架實際情況發現:連桿作為液壓支架升、降動作關鍵部件,其較接孔磨損最為嚴重,待維修液壓支架50%以上的連桿接孔需要修復大傾角液壓支架連桿的較接孔損壞程度尤為嚴重。

           

          液壓支架連桿鉸接孔快速修復的原因

          在《煤礦機電設備檢修技術規范》中明確要求連桿較接銷與銷孔配合后的**間隙應小于1.5mm,支撐高度大于4.5m的液壓支架,四連桿各接點配合間隙不大于1.0mm,各結構件總橫向間隙不大于10mm。

          為此,連桿接孔的修復顯得極為關鍵和重要,必須嚴格按照規范執行,方能保證液壓支架維修的整體質量,確保煤礦安全生產。

          當前液壓支架較接孔常用的維修方法為:人工修磨一補焊一鏗孔,此方法效率較低,適用于小批量較接孔的修復,對于大批量接孔修復無法滿足要求通常情況下每套液壓支架的數量在120~200架。

           

          按照150架計算,每套液壓支架有600件連桿修復的連桿數量為300件左右,需修復的接孔更是高達1200個,為此,要完成連桿較接孔的修復任務,需投入大量的人力物力。

          同時對補焊孔工人的技能要求較高,成為制約生產進度及質量的重要因素為解決連桿較接孔現有修復工藝過程存在的問題,研究一種機械化、自動化、高效的新方法、新設備,新工藝,有效地提高連桿鉸接孔的修復效率及質量成為當前的首要任務。

           

          連桿結構特點

          液壓支架連桿俗稱四連桿,除小型液壓支架外其余液壓支架均各有2件前后連桿,大部分為長方體結構,需要修復的較接孔處于連桿兩端,存在平行度、圓柱度等形位公差設計要求,如圖5所示:

          圖五:連桿設計要求

          原較接孔修復工藝分析

          常用的液壓支架鉸接孔修復工藝

          1.修磨人工使用鋼絲刷或者帶鋼絲輪的磨光機對皎接孔進行修磨,去除鉸接孔附著的煤盜、銹皮等雜物;

          2.補焊使用二保焊機對接孔進行補焊補焊過程中要隨時根據補焊位置的變化調整工件避免出現大面積堆焊及尺寸誤差。

          3.鏜孔將連桿裝夾到管床工作臺上道過找正使其兩端較接孔處于同一水平線,并垂直于工作臺和主軸線,對**個較接孔進行對刀找正并開始螳孔作業,完成**個接孔孔后移動工作平臺,開始第2個較接孔控孔作業。

           

          原接孔修復工藝的弊端

          1.人工使用鋼刷或者磨光機修磨的方式去除較接孔附著的煤渣、銹皮等雜物時,高速旋轉的鋼綻輪極易造成人員傷害,而且存在較多粉塵容易形成職業病危害同時需要大量人工投人,修磨效率低。

           

          2.人工補焊餃接孔過程中,需要沿著接孔軸線方向全尺寸直線補焊,完成一道煤縫后緊接著焊接下道焊縫,補焊完約1/3圓周后需要根據情況調整工件位置方向,便于補焊**/3圓周最終完成較接孔1個圓周的**補焊。

          一般情況下需要2-4層的全圓周補輝才能達到孔加工的尺寸要求,1個連桿兩端各有2個同軸較接孔.在制定修**案時,按照技術規范要求,如果1個餃接孔尺寸超差,為保證同端餃接孔的同軸度,需要將同軸的欽接孔一起進行補焊、孔修復。

           

          因此接孔的補煤工作量較大需要投入較多的焊接工人及設備,在整個補焊過程中,工人的操作技能、體能及責任心是補焊質量效率的關鍵影響因素,補焊部位時常出現多肉缺肉及個別硬度超標等情況,不僅需要返修而且嚴重影響后續的管孔質量和效率。

          3.現有較接孔孔設備為床,連桿在工作臺上找正后用壓板固定裝夾,孔加工完一端較接孔后.移動工作臺開始另一端接孔削加工。

          此加工過程中,連桿找正,裝爽,接孔對刀找正、進給參數設定等步驟都要求操作者具備較高的操作技能,否則會影響生產效率及產品質量,嚴重者會造成設各損壞。

           

          綜上所述,將以上歸納為弊端1:需要投入較多人力,同時要求具備焊接、螳削等較高的專業技能;弊端2:需要配置較多二保焊機、鏜床,生產成本高;弊3:補焊、孔過程不易開展質量管控,整體效率低、合格率低。

           

          快速修**法

          一、針對性的工作思路

          1. 針對弊端1,比較常用的方法是采取機械化自動化加工,降低對工人數量和技能的依賴性可按照半機械化修磨或粗加工較接孔內孔代替人工修磨,用較接孔的自動環焊代替人工補焊。
          2. 對于弊端2.原修復工藝中所需的二保焊機、螳床為通用性設備,存在較多的設計冗余.而且分屬2個不同工藝,中間存在工件轉遞,針對連桿皎接孔補焊、鏡孔批量大的情況.可設計一種專用設備實現連桿一次裝夾完成補焊孔工作。
          3. 針對弊端3通過分析得出造成修復過程效率低、合格率低的**因素為人員技能問題,應降低對人員操作技能的依賴,實現各項參數數字化控制以及優化生產過程管理。

          二、快速修**法及專用設備

          按照上述工作思路,最終提出一種全新的快速修**法,并設計一種專用設備。

          專用設備設計

          該專用設備主要由1個底座(帶 1 臺伺服電機及絲杠, 用于移動式軸承座調整位置),2個固定座(其中固定式軸承座移動式軸承座各1個)2套動力部(可實現焊槍桿更換),1套焊槍2套桿1套控制器(可根據不同要求調整焊槍桿轉速及進給量)組成.如圖10所示

          圖10:專用設備組成

          快速修**法的具體流程

          1.根據連桿較接孔中心距尺寸要求利用同服電機對移動式軸承座進行調整、固定,動力部固定于固定座上,裝夾工件于底座上。

          2.將鋒桿安裝于一端動力部及固定座根據連桿孔輕調整刀具位置安裝完畢后,根據孔徑調整轉速、進給量開始較接孔粗加工,在粗加工**個孔的同時進行第2個孔的桿安裝并開始租加工。

          3.**個孔粗加工完成后,更換加長焊槍進行較接孔補焊.根據孔徑調整焊槍頭位置及轉速進給量,實現孔的自動焊接。

          4.**個孔安裝調整完輝槍開始自動環焊時第2個孔的粗加工也已完成,更換焊槍開始第2個孔的自動補焊。

          5.待較接孔補焊完成后,按照相加工操作流程開始較接孔的精加工。

           

          進一步完善上述生產流程,因連桿餃接孔的精加工過程耗時較多在精加工的同時可以進行第2件連桿的裝夾找正粗加工補媒等操作,以此類推往復循環,真正實現高質高效生產。

          應用情況

          按照上述快速修**法,利用原有底座及相關設備完成1臺樣機的試制,經過設備調試及人員增訓后開展了工藝驗證,生產效率產品質量提升效果明顯,與原修復工藝對比,新工藝具備以下優點。

           

          1.消除了連桿鉸接孔的修磨(由粗加工代替)補焊、孔之間的工藝銜接及工件轉遞,實現了一次裝夾完成多種工藝的連續性加工,大大縮短了生產時間,提高了生產效率。

          2.連桿經過一次找正,裝夾粗加工后,為后續的補焊、鋒孔確定了加工基準,大大提高了鍍接孔補焊、鏗孔的質量及效率,顯著提升了欽接孔整體修復的質量和效率。

          3.根據不同連桿較接孔的中心距提前調整固定座位置,可有效保證重新修復后的接孔中心距消除了原工藝中每件連桿孔時均需移動工作臺造成的加工誤差.同時提高了生產效率。

           

          4.根據不同孔輕設定補焊螳孔相關參數實現自動進給,釋放人力的同時提高了產品質量。

          5.將修磨,補焊、孔合并到一道工序,減少了相關工序人員的數量,大大降低了生產成本。

          6.通過提高操作人員熟練度優化生產過程管控,可實現1名員工同時對2件連桿較接孔進行修復,顯著提高生產效率。

          7.可有效減少設備、場地及人員的投入,可以有效地降低生產制造組修成本。

          結語

          雖然通過樣機的制作及工藝驗證確定了本文快速修**法的可行性,但是某些方面仍然存在**的改進空間,需要在后續的應用過程中加以優化提升,實現液壓支架連桿皎接孔的批量修復。

           

          在確定該快速修**法的可行性后,將繼續組織技術人員開展該方法在底座、頂聚拖護梁接孔修復過程的驗證.同時與專用機床研制廠家合作,試制鈴接孔修復專用機床,實現液壓支架結構件鈴接孔快速修復,給企業帶來較高的經濟,社會效益。

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