浅析矿用带式输送机结构件加工工艺

唐家佳

摘 要：结构件是带式输送机的重要组成部分，关系着带式输送机的外观质量和整机性能，由于结构件的加工工艺复杂、加工效率低，带式输送机结构件的生产在各企业一直当作鸡肋对待。通过分析结构件的结构特点，探讨结构件的生产工艺性，并具体介绍合理的生产工艺过程，对于提高带式输送机结构件的质量和生产效率具有重要意义。

关键词：带式输送机；结构件；加工工艺

引言

随着煤矿产业机械化程度的不断提高，带式输送机作为具有输送能力大、运输距离远、易于维护、能方便地实现程序化控制、适合在恶劣环境下作业等特点的输送工具，已广泛应用于煤炭行业。结构件是带式输送机整机的主要部件。因此，如何提高带式输送机结构件的生产效率和质量稳定性有实际意义。

文章主要从研究结构件的结构特点入手，选择合适的加工方法、设备及利用工装模具等手段提高产品的生产效率和质量。

1 机身中间架的加工

1.1 管材下料工序

对于管材传统的下料方式是利用手动砂轮切割机进行切割，其切割端面粗糙毛刺多，需增加切割后打磨毛刺的工序。管头端面呈马蹄状，下料精度达不到技术要求，误差偏大。而且在切割时会产生大量的尘雾和较大噪声。

选用新型冷锯机可以大大提高管材的下料精度，消除了切割端面呈马蹄状的现象，且消除了砂轮切割机对环境的污染、降低了噪声、降低了工人的劳动强度。

1.2 纵梁钻孔

每部带式输送机上纵梁数量较大，且每根纵梁上孔的数量较多。按照普通的钻孔方法加工效率非常低，且工人的劳动强度大。因此考虑制作专用钻孔工装进行加工，从而省去人工划线的麻烦。

利用工装对纵梁进行钻孔虽然效率比传统加工方法有所提高，加工质量也有很大幅度提升，而且一次性投入较低。但是，随着企业机械自动化程度的不断提高，也可以考虑定制钻孔专机进行作业。每台钻孔专机配置多组相应动力头单元，纵梁按提前设定好的位置固定夹紧后按动启动按钮，多组动力头单元同时下钻，一次性即可将纵梁加工完成。同时，钻孔专机可配置全自动拨料、送料装置，气动夹紧装置等以更大程度的降低工人的劳动强度。

1.3 机身中间架板材附件加工

机身中间架的板材均是δ=10mm以下钢板，且附件上均带有安装孔，因此适合选用大吨位压力机利用冲压模具进行冷冲。冷冲工艺有两种：

（1）先用剪板机将整张钢板（2200*9000mm）剪成附件尺寸大小的钢板，再将剪好的钢板利用冲压模具进行冲压。该种加工工艺效率相对较低，且由于剪板机的精度不高导致工件的统一性不好。

（2）利用带钢或用剪板机将钢板（2200*9000mm）剪成带料（带料宽度比成品附件料宽10mm），将带料利用复合成型落料模连续送料冲压，一次落料成型。该种工艺加工效率明显提高，且工件成型性好，标准统一。

1.4 机身托辊架组焊

本工序的工作就是将托辊架的附件点焊成槽型托辊架，为下一道工序焊接做准备。由于托辊架的批量一般都较大，所以点焊时优先考虑利用工装进行。设计制作该组焊工装时要提前考虑焊接变形的存在，针对托辊架的结构特点可以用反变形法对其进行纠正。

1.5 机身中间架焊接

目前通用的焊接方式为手工焊接，该种加工方式投入成本低，操作灵活，但是对焊接工人的技能等级有一定的要求，且焊接质量不稳定。

针对机身中间架数量较大，架型比较统一的情况，因此，可以考虑利用焊接机器人进行施焊。该种焊接方法可以大大降低工人的劳动强度，对焊接工人的技能等级要求较低，且焊接成型好，质量稳定。但是，对附件的统一性要求较高，需要上道工序严把质量关。

2 机头、机尾、储带仓异型结构件的加工

该部分结构件架体相对较大，且架型不能统一，一般都是用厚钢板和较大型型材拼焊而成。加工该部分结构件手工操作较多，对工人的技能要求较高，加工效率相对也较低。

2.1 板材下料

钢板下料时材料利用率和切割耗材寿命的高低是影响企业经济效益的主要因素之一，目前，对于钢板的下料方式有剪板机切割、半自动火焰切割机、仿形切割、数控火焰切割机、等离子切割机、激光切割等。

剪板机虽然效率高，但是只能进行直线切割，对于形状不规则的钢板则无法切割；等离子气割的主要优点是切割厚度不大的金属时切割速度块，且切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区，但是不适用中厚板的切割，且后期切割烟尘的处理也需要一定资金的投入；激光切割是目前切割效率最高的下料方式，但是仅仅局限在薄板的切割，且设备一次性投入较高。

综合以上几种下料方式对于带式输送机结构件所需板材更佳的下料方式为数控火焰切割机下料，该种下料方式可以适应不同板厚的板材，且通过计算机辅助技术能实现整版套料和共边套料，以提高板材的利用率和切割效率。

（1）高效套料共边切割

目前很多企业由于对数控切割方面认识不足，满足于“可以切”的基本要求。只要能够编程生成切割程序，可以切割就行了，而忽视了切割效率、切割质量和钢材利用率。传统的切割已经不能满足大批量高效率的切割要求，应该对数控切割提出更科学的方法，特别是计算机辅助系统的广泛应用，已经涉及到数控切割行业，从而更好地为企业节省钢材和耗材。

（2）建立半成品和余边角料管理体系

目前下料组所堆放的余边角料数量较多，余边料积压的原因：a.板材采购不合理，导致零件排列无法排完，形成余边。b.机器操作人员没有提前对所用板材进行预算，不恰当的排列导致钢板剩余。c.边角余料存放混乱，切割小料时囤积的边角料不方便寻找，只能从大钢板上面切割，从而又形成余边料，如此恶性循还，导致余边料越堆越多。针对这一情况，有必要建立一个余边角料管理体系。

2.2 组焊

由于该部分结构件的結构比较复杂，需要定位、测量、划线的地方非常多，因此组焊占据了该部分结构件加工工序约60%的时间。如何压缩组焊工序的时间是提高该部分结构件加工效率的关键。目前的加工方法是靠有经验的技术工人进行逐一划线、拼接、点焊成型，其加工效率、产品质量因工人的技能水平而定。这就要求在制订生产计划时充分考虑工序之间的转接，统筹安排，保证工件在转接时能够流畅进行，避免等待浪费的发生。

若企业有自己的固定机型且每年生产量在多部以上，可以考虑设计制作组焊工装，同时由于该部分结构件的架型较多，若每种架型单独设计制作一套工装，这样工装的数量的会很多，不仅造成了制造工装所需原材料的浪费，而且给工装的存放带来一定的压力。为此，考虑将所有组焊工装进行模块化整合，以减少组焊工装的数量。利用一套工装底座将所有需要定位块做成模块化且位置可调式，加工不同结构件时只需更换相应的模块化定位块即可。

2.3 焊接

在该工序中最主要的就是尽可能地减小焊接变形的发生，对于该部分结构件常用的防止焊接变形的方法有：反变形法、利用焊接顺序控制变形、刚性固定法、锤击焊缝法等。其中焊接顺序是影响结构件焊接变形的主要因素之一，焊接时应注意下列原则：（1）尽量采用对称焊接；（2）对某些焊缝布置不对称的结构，应先焊焊缝少的一侧；（3）当有长焊缝时可以采用交替焊法；（4）焊缝较短时可以采用分钟对称法，由中心分两端一次焊完。

3 结束语

以上对带式输送机结构件加工时部分工序的加工方法、设备选型、加工效率、产品质量、经济性等方面进行了简单的分析对比，为结构件的加工提供一定的参考依据。

参考文献

[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]中国模具工业协会技术委员会.对我国模具行业开展CAD/CAM的若干认识和建议[Z].模具行业，1992（12）.