煤礦支護用品加工中機電一體化技術的應用研究

花建

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1 機電一體化技術的相關概述

所謂的機電一體化技術指代的是一種融合了信息技術、計算機技術、機械工程的為一體的新興綜合技術，結合機電一體化的發展情況來看，機電一體化的產生與應用符合了當前我國社會發展以及科學技術發展的規律。除此之外，機電一體化的產生對我國各行各業的發展起到了積極的促進作用，煤礦支護用品加工行業也不例外，機電一體化技術的引用有效實現了產品得以安全、機械化生產的目標。

2 在礦用U型卡纜制作加工中機電一體化技術的應用

2.1 U型卡纜的作用

在煤礦用品種，U型卡纜的主要作用是與U型支架相互配合，主要作用與礦井巷道的二次支護工作以及穿山隧道的支護工作等，U型卡纜是U型鋼支架中的重要緊固件，作為鋼支架中重要的器件，要求U型卡纜自身必須具備較大的承受力，除此之外，U型卡纜自身還必須具有較高的穩定性，確保自身能夠堅固耐久的使用。只有U型鋼架的連接使用安全穩定，才能夠有效提升巷道的使用壽命，有效降低其維修率以及安全隱患，為煤礦生產活動有序開展打下基礎[1]。

2.2 U型卡纜的制作要求

在開展U型卡纜生產活動時，U型卡纜自身材料性能不得低于Q345低碳鋼的機械性能，U型卡纜的成型之后，其厚度誤差應該在0．5毫米以內，寬度誤差應該控制在0．2毫米以內。在制作U型卡纜過程中，包含了諸多步驟，首先在材料選擇方面，通常情況下，U型卡纜應該選擇20M鋼板或者16M的鋼板，其次在下料階段，利用剪板機按照相關尺寸要求開展剪板工作，U型卡纜的螺栓孔使用壓力機沖孔技術[2]。在下料環節完成之后，需要對卡纜加工半成品進行加熱，降低鋼材屈服強度為實現沖孔、成型做準備，此時利用焦炭將剪好的半成品鋼材溫度加熱至800攝氏度到900攝氏度之間，隨后利用160噸的液壓機開展熱軋成型工作。在熱軋成型工作完成之后，需要對U型卡纜開展沖孔工作，在此過程中應該結合實際情況，在鋼板的兩側選擇適參數當沖模分別沖孔。最后，通過上述工藝，將已經完成的上、下卡纜部件板用螺栓進行組裝處理，完成U型卡纜的制作。

此工程的缺點在于整改作業工序全部由人工進行，工件溫度高達800-900℃，人工長時間重復性夾取工件，勞動強度大，安全系數低，且焦炭加熱產生的廢氣污染環境。

2.3 采用機電一體化技術對U型卡纜施工工藝進行改善

在采用機電一體化技術對U型卡纜開展生產活動時，可以利用機電一體化技術當中的馬弗網帶式滲碳爐加熱設備代替焦炭開展加熱工作，并且起加熱速度相較于焦炭加熱速度而言更快，能夠在較短時間內，促使溫度能夠達到U型卡纜的制作溫度。在散熱過程中可以通過采用回水控制大功率散熱器的方式開展散熱工作，將剩余的熱能進行回收利用，提高熱效率[3]。除此之外，在對U型鋼纜開展熱壓成型沖孔工作時，各工序之間的轉換搬運可采用負載為10-15KG，臂展為1．5米的搬運機器人，分別實現，馬弗爐出料口→四柱壓力機，四柱壓力機→沖床；沖床→成品架夾取和搬運。每臺搬運機器人可有效替代1人以上。減少高溫區域的操作人員，增加當班有效作業時間，提高生產工效，降低勞動強度。

采用機電一體化技術的優點在于能夠改善高溫工作時機器替代人工，降低施工人員的工作強度，初次之外，還可以通過板料廠家定尺加工，有效避免材料浪費情況的現象，最終促使U型卡纜的生產效率得以提高，降低U型卡纜的加工成本。

3 機電一體化技術在左旋螺紋錨桿加工工藝中的應用

左旋螺紋錨桿傳統的加工工藝分為如下幾個步驟：螺紋鋼定尺下料-縮徑機縮徑-滾絲機滾絲-人工安裝螺紋護套并捆扎。在機電一體化技術得到應用后，左旋螺紋錨桿傳統的加工工藝得到了優化，具體如下：

（1）全自動錨桿生產線：借助錨桿自動生產線一拖二，其中用到的設備包括自動定尺截料、斜角裁斷各一套，縮徑、滾絲設備各兩套，空壓機一套，整套設備實現PLC聯機，實現自動化生產。

（2）錨桿自動化生產線主要工藝流程包括：螺紋鋼集料上料→定尺切斷→斜角裁斷→桿體分類自動輸送→組合式縮徑→液壓滾絲→螺母自動旋裝→數控打孔栽銷→自動計數捆扎→自動碼垛。

（3）自動下料生產系統：操作人員可觸摸屏人機對話界面，自動完成桿體的切直口下料工作，裁切根數6-9根/次，定尺設置界面，參數可以任意調整。

（4）斜角裁斷：可根據斜頭方向自動分類存放，切斜頭角度45°。定尺設置界面，參數可以任意調整。

（5）桿體縮徑保留螺桿端頭過度角(縮徑長度80-180mm)，這一操作便于自動螺母旋裝，且確保進料及出料順暢，實現無人操作。這一技術的優勢是退出后無滴油、地上無油污、回油可復用。

（6）滾絲機最大壓力630KN，螺紋長度范圍80-180mm。進料及出料順暢，無人操作。這一技術的優勢是退出后無滴油、地上無油污、回油可復用。

（7）自動計數捆扎系統：五根錨桿為一捆，捆扎成品率為98%。捆扎絲要求直徑為1．6mm，長度不得超過300mm；實現五根一捆后的再打捆，自動捆垛（500根一捆）。

（8）自動定位輸送：鏈式輸送帶采用伺服電機控制，檢測位置實現閉環控制。

4 結語

綜上所述，在煤礦支護用品加工活動中應用機電一體化技術，能夠有效提高支護用品的生產效率，除此之外，還能夠減少施工人員的勞動強度，有效提高支護用品的生產能力與生產水平，為支護用品加工公司提升自身經濟效益打下保障，除此之外，機電一體化的應用，有效促使支護用品加工行業朝向智能化、自動化技術發展，促使煤礦支護用品加工行業實現質的飛躍。