淺談掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)的焊接工裝設(shè)計(jì)

劉玉榮

【摘要】回轉(zhuǎn)臺(tái)作為掘進(jìn)機(jī)的重要組成部件，其不僅連接著掘進(jìn)機(jī)的本體架、截割部，實(shí)現(xiàn)了對截割部的升降與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，更承受著來自截割煤石物料時(shí)所受到的復(fù)雜交變沖擊載荷。也正因如此，回轉(zhuǎn)臺(tái)的生產(chǎn)制造質(zhì)量直接決定了掘進(jìn)機(jī)的整體使用性能。尤其是現(xiàn)如今在回轉(zhuǎn)臺(tái)的制造過程中往往存在著一些問題。因此，本文筆者結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)參考文獻(xiàn)，從焊接工藝出發(fā)，設(shè)計(jì)出一種回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接工裝，以期為提高回轉(zhuǎn)臺(tái)制造質(zhì)量，做有益的參考。

【關(guān)鍵詞】掘進(jìn)機(jī)；回轉(zhuǎn)臺(tái)；焊接；工裝設(shè)計(jì)

前言

回轉(zhuǎn)臺(tái)的生產(chǎn)制造質(zhì)量對掘進(jìn)機(jī)的使用性能有著至關(guān)重要的影響，因此，提高回轉(zhuǎn)臺(tái)生產(chǎn)制造質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。尤其是，我國國產(chǎn)的中小型掘進(jìn)機(jī)，其回轉(zhuǎn)臺(tái)普遍采用鋼板平焊工藝，因此，其焊接手段與焊接方法則成為決定掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)制造質(zhì)量的關(guān)鍵所在。以下筆者即從焊接工藝出發(fā)，對目前回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接所存在的問題進(jìn)行粗淺探討，提出回轉(zhuǎn)臺(tái)的焊接工裝設(shè)計(jì)，以期通過工裝設(shè)計(jì)提高焊接零件在定位上的準(zhǔn)確性與尺寸上的精確度，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本。

1.當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接所存在的具體問題

我們都知道，掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)有三組聯(lián)接孔，并與掘進(jìn)機(jī)截割部、掘進(jìn)機(jī)截割升降油缸、掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)油缸分別連接。其上有一孔呈圓周分布，主要作用在于連接回轉(zhuǎn)支承，并且通過回轉(zhuǎn)支承將其固定在本體架上，圖1為其具體的結(jié)構(gòu)示意圖。

筆者結(jié)合自身實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)對回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接過程中存在的問題加以總結(jié)，具體如下：第一，在焊接組對的定位上，缺乏足夠的準(zhǔn)確性，尤其是同一軸線上的四個(gè)耳板銷軸孔，其圓心往往不在同一軸線上，具有較大差距。因此，在以往板材下料時(shí)，施工人員普遍都會(huì)在耳板銷軸孔徑上預(yù)留出20mm的加工余量，這樣不僅浪費(fèi)了加工工時(shí)，浪費(fèi)了加工材料，也極大的降低了實(shí)際的生產(chǎn)效率；第二，在組對焊接耳板的實(shí)際過程中，耳板在焊接后往往會(huì)出現(xiàn)彎曲變形問題，耳板之間不僅不平行且存在角度，因此，在實(shí)際機(jī)械加工中，還需要在耳板端面預(yù)留出10mm～15mm的機(jī)械加工預(yù)留量；第三，回轉(zhuǎn)臺(tái)中心與四個(gè)耳板軸孔之間的相對尺寸不夠準(zhǔn)確且缺乏有效的定位約束，僅僅是依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行核定，所以，也常常出現(xiàn)軸孔預(yù)留量不足，無法進(jìn)行后續(xù)加工的情況。

2.掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接工裝設(shè)計(jì)

針對上述回轉(zhuǎn)臺(tái)在焊接過程中存在的實(shí)際問題，以下在實(shí)際工作中我們研究設(shè)計(jì)出一種回轉(zhuǎn)臺(tái)輔助焊接工裝，從而有效解決回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接問題。

通過對回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接工裝結(jié)構(gòu)圖的分析，我們可以看到，焊接工裝主要由焊接平臺(tái)，中心固定架，耳板定位架，定位塊1、2、3等部分共同組成。其中，耳板定位架是焊接結(jié)構(gòu)，焊接后進(jìn)行精確加工直至加工到規(guī)定要求的尺寸。上部精確加工軸孔的實(shí)際作用在于對回轉(zhuǎn)臺(tái)升降油缸的準(zhǔn)確定位，下邊軸孔的實(shí)際作用則在于對回轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)內(nèi)側(cè)耳板的準(zhǔn)確定位。至于兩孔之間的相對尺寸確定，則應(yīng)該結(jié)合回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)圖紙的實(shí)際尺寸要求進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定之后進(jìn)行位置固定并不在進(jìn)行改變。耳板定位架底部有二個(gè)通孔、一個(gè)鍵槽，在焊接平臺(tái)上可通過平鍵定位、螺栓、螺母緊固；中心固定架底部為圓形，焊有六個(gè)帶止口定位的筋板，上部可使用圓環(huán)焊接起來，并在焊接平臺(tái)之上使用同一個(gè)銷軸與螺栓將其緊固。焊接平臺(tái)的中線應(yīng)該與中心固定架為同一中線，耳板固定架則對稱布置在該中心線的左右兩側(cè)，并且確保中心固定架圓心與耳板定位架的軸孔位置始終不變，且平面方向的位置尺寸與回轉(zhuǎn)臺(tái)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸相同；定位塊1用于電機(jī)鉸接孔定位，定位塊2用于截割升降油缸鉸接孔定位，定位塊3用于截割回轉(zhuǎn)油缸鉸接孔定位。

使用方法具體如下所示：首先，我們在焊接平臺(tái)之上緊固耳板定位架與中心固定架，并在中心固定架之上放置回轉(zhuǎn)臺(tái)上、下板，并由中心固定架上面的止口與回轉(zhuǎn)臺(tái)上、下板的內(nèi)孔進(jìn)行配合，予以定位，通過定位方法的目的在于避免上、下板出現(xiàn)前后竄動(dòng)問題，從而不能找正與對齊。在回轉(zhuǎn)臺(tái)上板上豎直放置厚度大于耳孔間距的定位塊3，并將耳板水平放置其上，用兩端帶有螺紋的軸，將定位塊3、水平耳板、回轉(zhuǎn)臺(tái)上板，穿連在一起，厚上、下壓蓋壓緊，螺母緊固，避免出現(xiàn)升降油缸耳板左、右竄動(dòng)。將各個(gè)活動(dòng)的零件與零件點(diǎn)進(jìn)行焊接，其根本目的在于確?；剞D(zhuǎn)臺(tái)的上板軸孔能夠與水平耳板軸孔實(shí)現(xiàn)同心，進(jìn)而最大程度的減少在軸孔加工過程中需要的預(yù)留量。而將回轉(zhuǎn)臺(tái)上的兩個(gè)電機(jī)，其內(nèi)側(cè)的耳板與耳板定位架下端的豎版端面緊密的貼合在一起，并用另外一根兩端都帶有螺紋的長軸，把外側(cè)耳板與定位塊2穿連在一起，通過兩端壓蓋、螺母定位等工序進(jìn)行緊固，后焊接。使用長軸穿連的意義主要在于，確保回轉(zhuǎn)臺(tái)左、右兩側(cè)的電機(jī)，在焊接后軸孔始終同心，從而降低機(jī)械加工過程中的預(yù)留量。在兩個(gè)升降油缸鉸接孔內(nèi)側(cè)耳板定位中，主要采用定位塊1，其實(shí)際作用在于控制焊接過程中回轉(zhuǎn)臺(tái)兩側(cè)的升降油缸耳板可能會(huì)出現(xiàn)的焊接變形。圖4為組對完成的回轉(zhuǎn)臺(tái)，其作用在于對回轉(zhuǎn)臺(tái)各個(gè)加工面進(jìn)行定位。對回轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行焊接是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，而受到工裝緊固定位的回轉(zhuǎn)臺(tái)，在整個(gè)焊接的過程中可能發(fā)生變形的情況相對較低，耳板也不會(huì)產(chǎn)生彎曲變形問題。整個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)基本焊接完成后，還應(yīng)采取振動(dòng)的方式，消除回轉(zhuǎn)臺(tái)的應(yīng)力效應(yīng)。之后則可將回轉(zhuǎn)臺(tái)從工裝設(shè)計(jì)上取下，焊接那些不易發(fā)生變形的部位，以此提高回轉(zhuǎn)臺(tái)的整體焊接質(zhì)量。這里需要注意的是，實(shí)際的操作人員在進(jìn)行焊接施工時(shí)，必須要先對圖紙的基本情況進(jìn)行詳細(xì)的了解與掌握，從而做到對焊接順序的合理安全，避免在焊接過程之中出現(xiàn)焊接死角。對于該工裝設(shè)計(jì)而言，其結(jié)構(gòu)不僅簡單、易于操作，更可進(jìn)行循環(huán)使用。尤其是利用該工裝設(shè)計(jì)，對回轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行焊接制造，其加工尺寸完全符合設(shè)計(jì)圖紙的根本需求，并且回轉(zhuǎn)臺(tái)各孔的定位尺寸十分準(zhǔn)確，同軸度高，大大的降低了機(jī)械加工預(yù)留量的問題，且焊接變形小，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)束語

綜上所述，本文筆者對掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)的焊接工裝設(shè)計(jì)進(jìn)行了粗淺的探討，也希望通過本文筆者的粗淺闡述，能夠讓更多的人們更加清楚的認(rèn)識(shí)到，回轉(zhuǎn)臺(tái)作為掘進(jìn)機(jī)的重要組成部件，其生產(chǎn)制造質(zhì)量直接決定了掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際使用性能。因此，不斷的優(yōu)化與完善回轉(zhuǎn)臺(tái)的生產(chǎn)制造質(zhì)量，提高其焊接手段與焊接方法，則成為當(dāng)前所有掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)所面臨的重要課題，也成為今后掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)立志要不斷完善與攻克的重要任務(wù)。而本文筆者提出回轉(zhuǎn)臺(tái)的焊接工裝設(shè)計(jì)也旨在進(jìn)一步清楚剖析回轉(zhuǎn)臺(tái)焊接工裝設(shè)計(jì)工藝的同時(shí)，能夠?yàn)閺V大同行在今后的生產(chǎn)制造過程中，提供更多的有益的參考意見，并且在今后的實(shí)際工作中為廣大同行做有益的借鑒，從而做好掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)制造工藝，促進(jìn)我國工業(yè)行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步提高能夠做出有益的建議。

參考文獻(xiàn)

[1]馬吉生.基于有限元分析的掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)研究[J].煤礦機(jī)械，2014（11）.

[2]楊陽，吉曉冬，楊子賢，黃向玉，吳淼.掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)振動(dòng)信號(hào)狀態(tài)監(jiān)測和分析[J].煤炭工程，2015（08）.

[3]蔡文安，楊兆建，王義亮，王焱金.懸臂式掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)仿真與有限元分析[J].煤礦機(jī)械，2014（11）.

[4]張磊，陳顯然.懸臂式掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)鑄造工藝研究[J].熱加工工藝，2014（11）.

[5]曹杰.EBH-120型掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)[J]. 礦山機(jī)械，2008（01）.

[6]張安寧，彭樹權(quán)，梁超，夏彬，尹中會(huì).基于Cosmos的EBZ255掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)力學(xué)特性及有限元分析[J].煤礦機(jī)械，2009（10）.

[7]程佳，毛君，關(guān)滿杰，張凱.EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)的有限元應(yīng)力分析[J].煤礦機(jī)械，2008（11）.