自動化加工技術(shù)在煤炭機械中的應(yīng)用

段惠娟

【摘 要】文章首先闡述了自動化加工的特點，其次簡述了自動化加工技術(shù)的應(yīng)用情況，最后以刮板輸送機為例，論述了自動化加工技術(shù)在煤炭機械中的應(yīng)用程度及應(yīng)用水平，以期為相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)實踐提供一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】自動化加工技術(shù)；高智能化；煤炭機械；應(yīng)用

【中圖分類號】TD67 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）06-0175-02

隨著計算機技術(shù)與機械制造設(shè)備的融合越來越緊密，計算機控制技術(shù)使制造業(yè)的加工技術(shù)取得了突破性的進步，同時自動化加工技術(shù)的飛速發(fā)展，給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了顛覆性的變化，并帶動了我國工業(yè)的發(fā)展。近年來，自動化加工技術(shù)在各領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速，當(dāng)前，自動化加工技術(shù)已經(jīng)逐步向高速化、高精度化、高柔性化和高智能化的方向發(fā)展。

1 自動化加工技術(shù)的定義和特點

自動化加工技術(shù)也稱數(shù)控加工技術(shù)，通常是指利用數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)、加工、制造零件的一種加工方法，主要是利用數(shù)字信息即加工程序控制機床或零件運動，以實現(xiàn)精確、自動的控制。由于是使用數(shù)字控制而不是人工控制，所以數(shù)控設(shè)備可以滿足高精密尺寸及幾何精度的加工要求。相對于傳統(tǒng)加工方式，自動化加工方式具有加工形狀復(fù)雜、精度高、效率高等優(yōu)點。

2 我國自動化加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 自動化加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的數(shù)控制造技術(shù)及數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)頗具規(guī)模，現(xiàn)在我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)各種高精度、高自動化的通用或?qū)Ｓ脭?shù)控設(shè)備，并且已研制出五軸、六軸等多軸聯(lián)動的數(shù)控設(shè)備及數(shù)控系統(tǒng)。但是與世界先進國家的技術(shù)水平相比，不管是自動化控制水平，還是自動化技術(shù)的應(yīng)用水平和普及程度，我國都還存在一定的差距。具體的差距表現(xiàn)為自動化設(shè)備控制精度保持性與一致性差、長期運行的穩(wěn)定性差及企業(yè)自動化設(shè)備占用率及使用率較低等。

2.2 自動化加工技術(shù)在煤炭機械中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著科技的進步，采煤方式由之前的人工開采逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槔镁C合機械化采煤設(shè)備實現(xiàn)無人開采。綜合機械化采煤設(shè)備主要由采煤機、刮板輸送機、刮板轉(zhuǎn)載機、破碎機等核心部件組成，雖然現(xiàn)在各部件均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，大多數(shù)零部件也實現(xiàn)了自動化加工，但是目前我國所用的綜合機械化采煤機械設(shè)備的安全性及穩(wěn)定性等都還比較差，究其原因是核心部件的自動化加工程度較低，加工制造水平不穩(wěn)定、各部件總裝及協(xié)同作用的程度不協(xié)調(diào)，從而導(dǎo)致整個采煤系統(tǒng)的運行不夠順暢。

為了改變這種現(xiàn)狀，提高自動化加工技術(shù)在煤炭機械中的應(yīng)用程度，筆者結(jié)合自身工作實踐，參考相關(guān)文獻，以礦用刮板輸送機為例，淺析自動化加工技術(shù)在煤炭機械中的應(yīng)用程度及應(yīng)用水平，以期為推動煤炭機械設(shè)備的自動化應(yīng)用做出貢獻。

3 自動化加工技術(shù)在煤炭機械中的應(yīng)用分析

礦用刮板輸送機首先為采煤機提供支撐，其次把采煤機采下的煤通過連續(xù)不斷的刮板運動運輸?shù)睫D(zhuǎn)載機上，最終煤炭再經(jīng)轉(zhuǎn)載機、破碎機、皮帶機等設(shè)備運出地面。刮板輸送機主要是由電機等動力裝置、機頭架、過渡槽、抬高槽、觀察槽、中部槽、刮板鏈、機尾架等基本部件經(jīng)過組裝而成，這些部件有的是由各種小零件焊接而成的焊接件，有的是由各種小零件通過螺栓組裝而成的組裝件，或是由組裝件及焊接件共同組成的混合件，不管是由何種方式構(gòu)成，各零件或各部件都必須進行一定的機械加工處理，才能達到使用要求，組合到一起后才能實現(xiàn)整體系統(tǒng)的良好運行。下面簡述為了實現(xiàn)各部件功用而主要采取的自動化加工技術(shù)。

3.1 刮板輸送機各零件坯料下料的自動化

在組成刮板輸送機的各零部件中，除了螺栓、掛板、鏈環(huán)、電機等標(biāo)準(zhǔn)件需直接購買外，其余零部件均是通過整鋼板下料、鑄造、鍛壓等方式獲得零件的坯料，然后再經(jīng)過后續(xù)一系列的加工處理而得到最終成品，其中以整鋼板下料的方式為主。整鋼板下料是指將整塊鋼板通過鋸切下料、剪切下料、氧割下料、等離子割下料等工藝獲得零件坯料的一種方式。在上述整鋼板下料方式中，現(xiàn)在均能實現(xiàn)半自動化及自動化的作業(yè)，應(yīng)根據(jù)零件的具體尺寸確定下料方式，比如批量圓件易采用自動鋸切下料，而批量不規(guī)則方件宜采用自動氧割下料。

3.2 刮板輸送機各零部件機械加工自動化

（1）鏈輪組件核心零件機械加工自動化。鏈輪組件是連接在電動機與刮板鏈之間的動力傳遞裝置，在刮板輸送機運行過程中，由電機提供的驅(qū)動力經(jīng)過鏈輪軸帶動鏈輪讓刮板鏈及刮板做往返直線運動，此時，鏈輪及鏈輪軸不斷受到刮板鏈的沖擊，其瞬間沖擊力所造成的破壞性非常巨大。所以，一定要保證鏈輪和鏈輪軸的加工精度，否則容易造成刮板系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，導(dǎo)致震動強烈、噪音大，更甚者會發(fā)生脫鏈、卡鏈、斷鏈等安全事故。根據(jù)零件特性，建議用數(shù)控車床保證回轉(zhuǎn)面的加工質(zhì)量，分別用臥式加工中心及專用花鍵機床加工鏈輪的齒窩、鏈輪軸及鏈輪的花鍵。

（2）中部槽槽幫機械加工自動化。中部槽槽幫為鑄件，不僅支撐著中板及電纜槽，還承受著整個采煤機的重量，其機械強度除了受鑄件本身質(zhì)量的影響外，還與槽幫中、底焊接質(zhì)量有關(guān)。為了增強焊縫質(zhì)量，提高采煤機在其上運行的平穩(wěn)性，槽幫通常會加工頂面及側(cè)面，并且由于它是批量件，所以必須保證槽幫尺寸的統(tǒng)一性。若多臺機床多次加工各面，則易造成尺寸不穩(wěn)定而影響其互換性。所以應(yīng)利用組合機床做到一次進給同時加工各面，從而統(tǒng)一工藝基準(zhǔn)，保證各加工面的形、位尺寸。

（3）機頭架等部件整體機械加工自動化。機頭架上裝有電機、耦合器、鏈輪組件等主要的動力部件，因此對加工面及孔的形位公差要求很嚴(yán)格，比如安裝鏈輪組件的兩個大孔，若其同軸度沒有達到要求，則會造成鏈輪傾斜，運轉(zhuǎn)時容易引發(fā)脫鏈等安全事故，因此機頭架等部件整體加工時一定要在大型數(shù)控機床上利用旋轉(zhuǎn)工作臺保證各面或孔的形位公差，切不可在傳統(tǒng)機床上使用傳統(tǒng)的劃線、手動控制的方式進行加工。

（4）中部槽等中間槽體裝配及焊接自動化。中部槽等中間槽體是煤炭運輸?shù)闹饕ǖ?，是刮板輸送機中數(shù)量最多的部件，也是支撐采煤機運行的主要部件，所以要求中部槽必須具有較高的焊接質(zhì)量、較高的統(tǒng)一性及較好的互換性，即保證每兩件中部槽之間的關(guān)鍵尺寸一致。中部槽等中間槽體是最有必要利用自動化加工技術(shù)進行統(tǒng)一加工的批量件，那么如何保證其質(zhì)量呢？

中部槽主要由中板、底板、槽幫、孔座及彎板等組成。傳統(tǒng)焊接工藝主要是以手工操作為主，首先將槽幫與中板組對點焊，等待人工焊好中板上面的焊縫后，再利用行車翻轉(zhuǎn)焊接下面的焊縫，接著點焊及組焊底板，最后點焊、組焊孔座及彎板等零件，每個步驟均通過手工進行操作，費時費力，效率較低，而且最終成品的質(zhì)量均由操作者的水平?jīng)Q定，導(dǎo)致了零件生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)的整體運行。參照大型企業(yè)中部槽的生產(chǎn)工藝，筆者認為，一種含有自動組對點焊治具、自動焊接設(shè)備、自動運輸及翻轉(zhuǎn)設(shè)備的中部槽自動生產(chǎn)線值得推廣，焊接工藝中的每個工序均是通過不同的設(shè)備完成，但每個設(shè)備均在同一條生產(chǎn)線上，無不會因工位不同而要通過人工搬運到不同的操作臺上，更不會因操作者的不同而制造出有差異的中部槽，制造全程均由自動化設(shè)備及程序控制，而且在需要精細操作的工位上還設(shè)置了自動化檢測裝置來保證零件的精度。這樣不僅省時省力，還大大提高了工作效率，而且通過自動化檢測機構(gòu)提高了中部槽的合格率，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和安全性。

（5）涂裝自動化。涂裝崗位上惡劣的工作環(huán)境不僅會影響產(chǎn)品的噴涂質(zhì)量，也會影響操作工人的健康，所以實現(xiàn)煤機設(shè)備涂裝自動化迫在眉睫，借鑒其他行業(yè)涂裝自動生產(chǎn)線的布置及涂裝機器人的使用，完全可以實現(xiàn)煤機設(shè)備涂裝自動化，進而達到噴涂效率高、噴涂表面質(zhì)量好、經(jīng)濟安全、污染少等目的。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國綜合國力的增強、自動化技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，自動化加工技術(shù)在煤炭機械中的應(yīng)用也會朝著數(shù)字化、集成化、智能化的方向發(fā)展。

參 考 文 獻

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]