掘进机伸缩保护筒的改善及加工策略

张浩

摘要：掘进机是煤炭工业生产中的重要机械设备，它在截割、装载、转载煤岩方面具有较强生产能力，且具有喷雾灭尘的附加功能，是综合实力表现最强的巷道掘进设备。本文中将要分析的是掘进机中的伸缩保护筒，主要围绕影响伸缩保互通加工的基本因素与改善加工策略进行综合分析。

关键词：伸缩保护筒;掘进机;加工影响因素;加工改善策略

0  引言

伸缩保护筒属于掘进机截割部上上最关键的部件之一，它可保护掘进机的伸缩内筒部分，有效提高伸缩部强度，且具有密封作用，能够实现伸缩油缸联接与伸缩调节。伸缩保护筒本身也具有薄壁结构件，通过镗铣床进行加工，但是在镗铣床镗削加工过程中会存在某些质量问题，例如镗孔加工尺寸精度不符合要求、加工表面粗糙度较差、圆同轴度较差等等。如果不能严格遵照伸缩保护筒结构形式进行设计，就会出现上述问题，进而影响到其在掘进机整体运行过程中的功能作用发挥，甚至严重影响掘进机的生产工作效率及安全。

1  关于掘进机伸缩保护筒的基本问题

1.1 结构特征

掘进机伸缩保护筒属于掘进机截割机构中的主要核心部分，所谓截割机构就是由截割头、截割臂、截割减速机、截割电机、升降臂、中心水管等共同构成的生产机构，该机构被称之为“截割部”。在截割部中还包括了伸缩保护筒、伸缩内外筒等重要组成部分，在掘进机生产过程中，回转台上的伸缩保护筒就与伸缩油缸共同连接起来，其中伸缩保护筒在外层保护伸缩油缸，它同时也能对伸缩筒内部的不同精密零部件起到重要保护作用。在针对掘进机的日常管理过程中，需要对其截割部进行质量控制分析，并对截割部中的功率分配内容进行有效调节优化。而在设计伸缩保护筒过程中，则还需要专门设计一套薄壁筒形结构，以求最大限度发挥伸缩保护筒的工作效能。如图1。

1.2 加工工艺

如图1中为掘进机的伸缩保护筒。伸缩保护筒本身外形尺寸偏大，但是它的圆筒内壁相对较薄。内壁部分有两个内孔尺寸分别为？准480、？准530，它们共同构成伸缩保护筒的加工表面。根据测量结果，它的加工表面粗糙度一般在3.2～3.5之間，且两孔之间的轴度保持在0.05左右，如此可确保伸缩通装配过程顺利推进完成。在加工中需要以0.05作为同轴度重难点。不过在加工过程中，为达到图纸设计要求还必须思考影响伸缩保护筒加工的各种影响因素，并提出问题解决策略[1]。

2  掘进机伸缩保护筒加工的影响因素

影响掘进机伸缩保护筒加工工艺的因素有很多，下文将作出逐一分析。

2.1 热处理工序不完善

针对掘进机的元件必须进行热处理工艺，无论是耐磨板、销轴亦或是伸缩保护筒，如果热处理工艺工序不够完善，伸缩保护筒就会在退火处理阶段出现问题，比如说它的残余应力无法完全消失，在放置一段时间后加工工件与加工结果尺寸出现了严重偏差，无法将其投入到掘进机正常生产过程中[2]。

2.2 切削量与进给量不同

在镗铣床上进行伸缩保护筒加工过程中，其切削热对工件本身影响较大，由于加工工人不同，所以他们也无法保证做到加工过程中切削量与进给量绝对统一，如此可能会导致切削热指标不到位，出现良莠不齐的情况。

2.3 镗孔加工不到位

实际上，针对头镗的加工需要保证做到镗孔同时加工，如果无法做到同步加工可能会出现伸缩保护筒主轴过长问题，进而造成主轴中心度误差过大。出现这一问题后是基本无法满足两孔同轴度设计要求的[3]。

2.4 加紧点无法精确确定

最后就是加紧点无法精确确定。传统镗铣床加工工人都采用个人工装夹找正，这种人工操作方法必然会产生较大误差，最明显的问题就是加工过程中精加工两孔圆度表现超差。

结合上述四点问题可以看到，在伸缩保护筒加工过程中包括热处理、切削残余热、机床主轴、夹紧点在内的多个因素问题都是无法准确确定的，这也是掘进机在生产运行过程中产生无法甚至是安全事故的主要原因[4]。

3  掘进机伸缩保护筒加工问题的改善策略

掘进机伸缩保护筒加工问题较多，所产生的误差不容忽视，因此需要基于其问题提出针对性改善策略。

3.1 工序安排不完善问题的改善策略

如果掘进机伸缩保护筒加工工序安排不完善，必然会造成镗孔圆度误差问题，此时需要在粗镗加工后对工件上夹问题进行分析，在夹具松开片刻再将夹具夹紧，做好精加工工作。精加工工序都是固定的，特别是镗铣床加工伸缩保护筒过程中需要严格遵照工序推进施工过程。

例如如果在加工过程中出现镗杆伸出过长问题时，需要调整镗杆进给，以由大变小的顺序对圆柱度误差进行纠正，并同时选择正确的工作台进给操作方式。

3.2 切削量与进给量不同的改善策略

要首先正确选择刀具，在伸缩保护筒加工过程中需要精确计算镗孔精度，如果在加工过程中出现粗糙度变粗多半是因为刀具选择不正确。如果在进行镗削钢件加工过程中，最好选择钨钛钴类硬质合金作为刀具材料。再一点就是合理分析镗孔主轴的旋转误差，因为镗孔的圆度与镗平面的粗糙度会受到主轴旋转精度直接影响，在进行主轴配合刀具实施旋转加工过程中，必须合理控制切削力以达到间接控制切削量与进给量的目的，保证镗削床表面与镗平面粗糙度呈现反比。

3.3 镗孔加工不到位的改善策略

镗孔加工不到位主要是因为躺床轨道与底座间距关系未控制好。需要合理计算镗床轨道与底座间距，包括二者之间的负载偏摆量，保证其偏摆量与底座负载成正比，如此能最大限度缩小镗工件生产轴度误差问题。

3.4 加紧点无法精确确定的改善策略

针对加紧点的精确确定改善策略主要要分析机床精度误差，避免其误差过大影响掘进机整体的切削加工质量。在具体的伸缩保护筒镗削加工过程中应该合理控制刀具的主偏角，选择在75～95°为最佳，并选择采用精加工，精加工过程中合理控制加紧点，在确定刃倾角偏小时通过减少刀尖圆弧半径与进给量提高伸缩保护筒的内壁表面粗糙度[5]。

4  掘进机伸缩保护筒加工的改良工艺

针对掘进机伸缩保护筒的加工改良工艺主要要围绕工件精加工展开。首先要将工件直接固定在V型钢上并进行线条赵峥，在两镗孔之间设置间距距离大约为120～130mm，在该范围内放置筒内壁支撑，安装装夹工件，用压夹将伸缩保护筒内外壁压紧。

在精加工过程中，如要采用到两镗孔进行综合加工，保证孔径偏差小于0.05mm，并合理控制加工余量，在确保达到加工尺寸要求之后进行精加工验证。如果出现了轻微精加工误差需要及时进行修补，例如镗铣精镗刀修补，另外还要避免精加工过程中任何意外事故发生[6]。

5  总结

在掘进机中伸缩保护筒的作用重大、结构复杂，针对它的结构形式进行分析，发现其加工中可能存在的各种质量问题。本文中也专门提出了有效改善伸缩保护筒的相关加工工艺对策，确保镗铣加工质量与效率得到有效提升，进而确保掘进机施工运行进程顺利推进，全面提高工程项目的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]刘峰，金峰.浅谈掘进机伸缩保护筒的改善加工[J].中国新技术新产品，2017（8）：61-62.

[2]李云艳.对掘进机伸缩保护筒加工工艺的分析[J].科技创新导报，2016（9）：81-82.

[3]李欢.EBZ160掘进机伸缩保护筒加工工艺分析[J].科技致富向导，2012（9）：161.

[4]许辉.掘进机伸缩内筒加工工艺分析[J].煤矿机械，2015（8）：170-172.

[5]李贞婷.掘进机伸缩保护筒工艺分析与加工[J].科技创业家，2013（14）：77.

[6]山西美佳矿业装备有限公司.一种悬臂式掘进机伸缩保护筒耐磨板：CN201520452204.9[P].2015-12-30.