煤矿支护用品加工中机电一体化技术的应用研究

花建

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1 机电一体化技术的相关概述

所谓的机电一体化技术指代的是一种融合了信息技术、计算机技术、机械工程的为一体的新兴综合技术，结合机电一体化的发展情况来看，机电一体化的产生与应用符合了当前我国社会发展以及科学技术发展的规律。除此之外，机电一体化的产生对我国各行各业的发展起到了积极的促进作用，煤矿支护用品加工行业也不例外，机电一体化技术的引用有效实现了产品得以安全、机械化生产的目标。

2 在矿用U型卡缆制作加工中机电一体化技术的应用

2.1 U型卡缆的作用

在煤矿用品种，U型卡缆的主要作用是与U型支架相互配合，主要作用与矿井巷道的二次支护工作以及穿山隧道的支护工作等，U型卡缆是U型钢支架中的重要紧固件，作为钢支架中重要的器件，要求U型卡缆自身必须具备较大的承受力，除此之外，U型卡缆自身还必须具有较高的稳定性，确保自身能够坚固耐久的使用。只有U型钢架的连接使用安全稳定，才能够有效提升巷道的使用寿命，有效降低其维修率以及安全隐患，为煤矿生产活动有序开展打下基础[1]。

2.2 U型卡缆的制作要求

在开展U型卡缆生产活动时，U型卡缆自身材料性能不得低于Q345低碳钢的机械性能，U型卡缆的成型之后，其厚度误差应该在0．5毫米以内，宽度误差应该控制在0．2毫米以内。在制作U型卡缆过程中，包含了诸多步骤，首先在材料选择方面，通常情况下，U型卡缆应该选择20M钢板或者16M的钢板，其次在下料阶段，利用剪板机按照相关尺寸要求开展剪板工作，U型卡缆的螺栓孔使用压力机冲孔技术[2]。在下料环节完成之后，需要对卡缆加工半成品进行加热，降低钢材屈服强度为实现冲孔、成型做准备，此时利用焦炭将剪好的半成品钢材温度加热至800摄氏度到900摄氏度之间，随后利用160吨的液压机开展热轧成型工作。在热轧成型工作完成之后，需要对U型卡缆开展冲孔工作，在此过程中应该结合实际情况，在钢板的两侧选择适参数当冲模分别冲孔。最后，通过上述工艺，将已经完成的上、下卡缆部件板用螺栓进行组装处理，完成U型卡缆的制作。

此工程的缺点在于整改作业工序全部由人工进行，工件温度高达800-900℃，人工长时间重复性夹取工件，劳动强度大，安全系数低，且焦炭加热产生的废气污染环境。

2.3 采用机电一体化技术对U型卡缆施工工艺进行改善

在采用机电一体化技术对U型卡缆开展生产活动时，可以利用机电一体化技术当中的马弗网带式渗碳炉加热设备代替焦炭开展加热工作，并且起加热速度相较于焦炭加热速度而言更快，能够在较短时间内，促使温度能够达到U型卡缆的制作温度。在散热过程中可以通过采用回水控制大功率散热器的方式开展散热工作，将剩余的热能进行回收利用，提高热效率[3]。除此之外，在对U型钢缆开展热压成型冲孔工作时，各工序之间的转换搬运可采用负载为10-15KG，臂展为1．5米的搬运机器人，分别实现，马弗炉出料口→四柱压力机，四柱压力机→冲床；冲床→成品架夹取和搬运。每台搬运机器人可有效替代1人以上。减少高温区域的操作人员，增加当班有效作业时间，提高生产工效，降低劳动强度。

采用机电一体化技术的优点在于能够改善高温工作时机器替代人工，降低施工人员的工作强度，初次之外，还可以通过板料厂家定尺加工，有效避免材料浪费情况的现象，最终促使U型卡缆的生产效率得以提高，降低U型卡缆的加工成本。

3 机电一体化技术在左旋螺纹锚杆加工工艺中的应用

左旋螺纹锚杆传统的加工工艺分为如下几个步骤：螺纹钢定尺下料-缩径机缩径-滚丝机滚丝-人工安装螺纹护套并捆扎。在机电一体化技术得到应用后，左旋螺纹锚杆传统的加工工艺得到了优化，具体如下：

（1）全自动锚杆生产线：借助锚杆自动生产线一拖二，其中用到的设备包括自动定尺截料、斜角裁断各一套，缩径、滚丝设备各两套，空压机一套，整套设备实现PLC联机，实现自动化生产。

（2）锚杆自动化生产线主要工艺流程包括：螺纹钢集料上料→定尺切断→斜角裁断→杆体分类自动输送→组合式缩径→液压滚丝→螺母自动旋装→数控打孔栽销→自动计数捆扎→自动码垛。

（3）自动下料生产系统：操作人员可触摸屏人机对话界面，自动完成杆体的切直口下料工作，裁切根数6-9根/次，定尺设置界面，参数可以任意调整。

（4）斜角裁断：可根据斜头方向自动分类存放，切斜头角度45°。定尺设置界面，参数可以任意调整。

（5）杆体缩径保留螺杆端头过度角(缩径长度80-180mm)，这一操作便于自动螺母旋装，且确保进料及出料顺畅，实现无人操作。这一技术的优势是退出后无滴油、地上无油污、回油可复用。

（6）滚丝机最大压力630KN，螺纹长度范围80-180mm。进料及出料顺畅，无人操作。这一技术的优势是退出后无滴油、地上无油污、回油可复用。

（7）自动计数捆扎系统：五根锚杆为一捆，捆扎成品率为98%。捆扎丝要求直径为1．6mm，长度不得超过300mm；实现五根一捆后的再打捆，自动捆垛（500根一捆）。

（8）自动定位输送：链式输送带采用伺服电机控制，检测位置实现闭环控制。

4 结语

综上所述，在煤矿支护用品加工活动中应用机电一体化技术，能够有效提高支护用品的生产效率，除此之外，还能够减少施工人员的劳动强度，有效提高支护用品的生产能力与生产水平，为支护用品加工公司提升自身经济效益打下保障，除此之外，机电一体化的应用，有效促使支护用品加工行业朝向智能化、自动化技术发展，促使煤矿支护用品加工行业实现质的飞跃。