專機在液壓支架整體鏜孔加工上的應用①

摘 要:液壓支架是礦用設備的主要部件，在井下起到支護作用。針對其產量大、加工精度低的特點，設計兩款專機進行液壓支架結構件整體鏜孔的加工。本文介紹了掩護梁鏜孔專機、頂梁鏜孔和底座鏜孔專機的設計、制造和安裝，這兩款專機結構相對簡單，按照產品特點設計后滿足了產品的加工要求，使用后提高了生產效率，節省了加工成本。

關鍵詞:液壓支架結構件鏜孔專機

中圖分類號:TD355文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0055-02

液壓支架是以高壓液壓為動力，由若干液壓元件(液壓缸和閥件)與一些金屬結構件按一定連接方式組合而成的一種采煤工作面支護設備，它能實現升架(支撐頂板)降架(脫離頂板)、移架、推動刮板輸送機前移以及頂板管理一整套工序，并能可靠地支撐頂板，有效地隔離采空區，防止矸石進入工作面，保證了正常作業所需的空間。液壓支架與采煤機、工作面刮板輸送機配套使用，實現了采煤綜合機械化，解決了機械化采煤工作面頂板管理落后于采煤工作的矛盾，進一步提高了采煤和運輸設備的效能，減輕了煤礦工人的勞動強度，改善了安全生產條件。

承載結構件有頂梁、掩護梁和底座等。頂梁是直接與頂板相接觸，并承受頂板巖石載荷的支架部件;掩護梁是阻擋采空區冒落矸石不涌入工作面空間，并承受冒落矸石的載荷，以承受頂板水平推力的部件;底座是直接與底板相接觸，傳遞頂板壓力到底板并承受頂板壓力的支架部件。針對這三大結構件，設計了兩款專機進行結構件鏜孔的加工。

1 加工專機工藝方案確定

通過對結構件的圖紙和加工工藝的分析，得出工件的鏜加工技術要求為:工件最大重量9t，工件加工面材質主要為WH60A、HG70，零件最大尺寸:5000×1680×1470mm，最大加工直徑與深度:Φ182×580mm。經過分析，確定設計的頂梁、底座鏜孔加工專機采用立式雙柱對頭鏜的專用機床，對頭鏜的工作臺為滑動方式，與鏜頭相連的立柱采用固定方式。掩護梁鏜孔專機采用機械立式四柱對頭鏜的專用機床，采用中間移動工作臺，四個立柱一對可以自由滑動，一對為固定的方式。根據加工精度和表面粗糙度要求，確定這些面的加工采用加長鏜桿及鏜頭，即可滿足要求。

2 確定工藝參數

通過對工件加工的尺寸精度，表面粗糙度，生產率要求的分析，主軸直徑為ф140mm，鏜孔，孔單邊余量7.5mm(孔徑小于100mm時，孔單邊余量適當減小)，孔徑80-150mm，粗糙度Ra=3.2mm，主軸轉速:60-200rpm(變頻調速)。

3 選定機床配置型式及結構方案

3.1 設計機床簡圖

由工藝方案可以確定機床型式:1)掩護梁鏜孔專機主要由主機、移動工作臺、一對固定立柱滑臺、一對移動立柱滑臺組成，裝配方案簡圖如圖1所示。

2)頂梁、底座鏜孔專機主要由主機、移動工作臺、一對固定立柱滑臺組成，裝配方案簡圖如圖2所示。

3.2 選定專機配置

按照零件圖紙及工藝參數要求，在保證加工效率的前提下，選定專機配置如下:

3.2.1 主機部分:工作臺、滑臺、動力頭及其它支撐部件均通過采用優質鑄鐵HT250經樹脂砂造型鑄造而成，經兩次人工時效處理，具有足夠的剛性、抗震性及精度保持性。

3.2.2專用鏜削頭:主軸直徑φ110;主軸功率11kW;伸縮行程800mm，變頻調速.主軸軸承均選用哈軸產品，結構具有剛性好、精度高及溫升低的優點。

3.2.3 手動夾具:

手動夾具，一次裝夾1件，夾緊可靠。

3.2.4 刀輔具:

采用硬質合金刀具，配置兩套刀輔具。

3.2.5 潤滑系統:

采用集中潤滑裝置，實現定時、定量自動潤滑，具有缺油報警裝置。選用南京貝齊爾公司產品。

3.2.6 控制器部分:

機床采用日本三菱PLC控制。機床循環動作，具有自動報警和停機自鎖保護功能，并具有故障診斷和顯示功能。電氣控制系統設計按國家各項環境保護以及安全標準執行。配獨立旁置式控制柜一只，控制柜內設照明，電氣柜選用外購產品。電器及控制系統應具有高的可靠性，外部斷電時可對存儲數據進行保護。

4 設備安裝、調試及使用

4.1 設備安裝前

需保證車間外墻、門窗和內部粉刷等工程項目基本完畢，地面和機床的基礎施工完畢，且混凝土硬度達到了規定的要求。

設備地基圖由設備供貨廠家提供后經設計院根據當地的實際地質情況二次設計后才可做施工圖施工，機床按Q/01A2JJ53-92 《組合機床安裝技術要求》進行;掩護梁加工機床重量約100噸，頂梁、底座加工機床總重量約60噸，基礎深度由設計院確定。設備基礎預留孔待設備安裝定位后二次澆灌，二次澆灌采用C30微膨脹混凝土。

4.2 設備安裝調試

4.2.1 乙方在合同簽訂后30天內，提供設備及夾具圖紙交由甲方評審，甲方對圖紙會簽后方可進行投產。

4.2.2 乙方須在合同生效后30天內提供設備基礎圖和設備外形和主要位置尺寸圖，甲方負責在設備交貨前完成基礎施工。

4.2.3 甲方負責設備就位和解決調試用潤滑油;乙方負責設備安裝、調試;

4.2.4 甲方按要求做好設備安裝前的一切準備工作，機床到達甲方后，由甲方負責在基礎上就位，并通知乙方派員安裝調試;

4.3 技術資料

每臺機床提供三整套隨機文件，包括操作手冊、維護手冊以及有關的圖紙、圖表等(如接線圖、備件清單等)。乙方需提供詳細的設備總圖、地基圖、液壓圖、電氣原理圖及詳細的易損件清單

4.4 油漆

設備防銹保質期為2年，油漆按甲方提供的色板。油漆表面必須平整光亮、漆膜厚度均勻，無氣泡、氣孔、流痕、透底等缺陷。

4.5 操作培訓

設備安裝調試完畢，由乙方負責對甲方設備操作、編程和維修人員在甲方現場進行培訓，兩周內完成，經培訓后，經培訓的人員必須達到甲方的上崗要求，操作者能在熟練獨立操作。如達不到買方的上崗要求，買方有權派員到賣方重新免費培訓，直至達到上崗要求。

由于此專機工藝要求不高，試運轉合格后的設備就可以加工工件。按照圖紙和工藝規程的要求，將工件裝夾在工作臺上，利用壓塊、螺栓桿定位夾緊，選定加工基準和進給量，機床開始加工。加工終了后，工作臺自動退回，人工卸件。底座、頂梁加工專機現場使用情況見圖3。

5 結語

采用鏜孔專機后，輔助時間為30min/件，加工時間為1小時/件相比以前利用刨臺臥式鏜床加工銷軸孔，改善了設備利用的經濟性，將加工精度高的設備充分利用到加工精度要求高、節拍時間長的工件上，且使用專機后生產率可提高51%。

參考文獻

[1]姚永民.非標準設備設計[M].上海:交通大學出版社，1999.

[2]大連組合機床研究所.組合機床設計參考圖冊[M].北京:機械工業出版社，1975.

[3]徐灝.機械設計手冊[M].北京:機械工業出版社，2002.