礦用梭車(chē)轉向塊加工工藝研究論文
摘要：轉向塊是礦用梭車(chē)轉向機構的核心零件，要求其傳力平穩，精度保持性好，故加工精度高。對轉向塊的2種加工工藝的優(yōu)劣進(jìn)行了分析和比較；并結合實(shí)際應用，證明了改進(jìn)后的加工工藝的優(yōu)越性，為同類(lèi)零件的設計和加工提供了一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：梭車(chē)；轉向塊；加工工藝；改進(jìn)設計
梭車(chē)是煤礦井下實(shí)現短距快速運輸的一種無(wú)軌膠輪車(chē)輛，作為短壁機械化開(kāi)采的重要設備之一，其主要功能是將連續采煤機的煤轉運到給料破碎機上。梭車(chē)采用空間連桿全輪轉向機構，由轉向油缸推動(dòng)轉向塊回轉，轉向塊回轉的同時(shí)驅動(dòng)拉桿帶動(dòng)轉向臂連同輪邊減速器、輪胎一起回轉。兩側轉向塊之間通過(guò)同步軸進(jìn)行連接，保證了兩側輪胎轉向的同步性。轉向塊是梭車(chē)轉向機構中的關(guān)鍵零件，它擔負著(zhù)運動(dòng)轉換、傳遞動(dòng)力的功能，因而要求其加工精度高，傳力平穩，精度保持性好。本文對礦用梭車(chē)轉向塊的2種加工工藝進(jìn)行了分析和比較。礦用梭車(chē)轉向塊的零件如圖1所示。
1工況特點(diǎn)分析
�。�1）抗腐蝕性煤礦機械由于受煤礦所在地質(zhì)和環(huán)境的影響，在井下作業(yè)，腐蝕現象比較嚴重，不僅有大氣污染腐蝕（采煤廢氣、燃煤廢氣），還有大量的煤礦污水和各種酸、堿性腐蝕及化學(xué)腐蝕，所以，轉向塊應具有一定的抗腐蝕性，能夠適應惡劣、復雜的工作環(huán)境；（2）強度高轉向塊為梭車(chē)轉向系統的主要傳力零件，其在高低速行駛、復雜工況條件下的轉向和制動(dòng)，均需要零件材質(zhì)具有強度高的性能；（3）抗沖擊性巷道底板不平整，甚至存在大范圍的溝坑；梭車(chē)在高速行駛工況下轉彎、停啟均會(huì )造成煤與輪胎間劇烈撞擊，這種碰撞力會(huì )通過(guò)轉向機構傳導至轉向塊，這些工況要求轉向塊不但具有高強度，而且應具有抗沖擊性和過(guò)載能力；（4）工藝性轉向油缸推動(dòng)轉向塊回轉，轉向塊驅動(dòng)拉桿帶動(dòng)轉向臂、輪邊減速器、輪胎一起回轉，兩轉向塊與同步軸通過(guò)花鍵聯(lián)結，轉向塊的機加工藝復雜，要嚴格控制加工流程；（5）可靠性由于井下條件的特殊性，檢修作業(yè)比較困難，若轉向塊在使用中失效，將影響作業(yè)效率，降低了整機的可靠性。所以，要求該零件具有較高的可靠性。根據零件的使用性能、工藝性能，確定轉向塊的材質(zhì)為Q550。
2原加工工藝分析
2.1原工藝路線(xiàn)
原材料→備料→劃線(xiàn)→粗加工→探傷→精加工*中國煤炭科工集團有限公司青年基金項目（2016QN013）（dH7、準40H8、準52H7、…）→兩件配作，裝入工藝銷(xiāo)dh6→調整轉向塊，使兩孔準40H8間距L=L1±0.15→固定轉向塊→配作銷(xiāo)孔2×準10H7→裝入圓柱銷(xiāo)10m6×90→取下工藝銷(xiāo)dh6→加工內花鍵→打標記→檢驗→入庫。轉向塊配作加工圖如圖2所示。
2.2主要問(wèn)題
�。�1）工藝銷(xiāo)孔2×準10H7取值的合理性分析轉向塊背靠背合套加工，單件零件（工藝孔區域）的厚度為35mm，2個(gè)零件累加厚度為70mm，且由于自身結構設計需要，兩零件間打銷(xiāo)孔區域存在間隙，間隙為4mm，如圖2（b）所示。這個(gè)間隙使得零件配作是二次裝夾。根據加工實(shí)踐，將準10H7孔深度加工至74mm，鉆孔垂直度偏差過(guò)大，無(wú)法保證公差要求。（2）工藝銷(xiāo)孔2×準10H7加工前需固定2個(gè)轉向塊，固定方式的選擇問(wèn)題根據工藝設計要求，兩轉向塊需采用一定方式固定后，才能進(jìn)行下一鉆孔加工工序。而零件的固定方式存在困難。若采用虛焊固定，可選擇4點(diǎn)：A點(diǎn)；B點(diǎn)；C點(diǎn)；D點(diǎn)（見(jiàn)圖2（a））。而實(shí)際上，A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)并無(wú)直接接觸、間隙為4mm，虛焊固定實(shí)際操作存在困難，且焊接工藝本身可導致兩零件存在一定位移量，使得L=L1±0.15無(wú)法保證，故焊接固定方法無(wú)法采用。在實(shí)際操作上，裝夾固定方法也同樣存在困難，精度要求難以保證，加工成本高。（3）配件更換問(wèn)題圖紙設計要求轉向塊打標記配對使用，在實(shí)際使用一定時(shí)間后，轉向塊精度降低，無(wú)法滿(mǎn)足使用要求時(shí)，需要更換。因轉向塊配作加工，必須更換2個(gè)，導致轉向塊的互換性差，設備后期維護成本高。這種加工方法主要優(yōu)點(diǎn)是，由于配作加工，配對使用，故對內花鍵相位偏差加工精度要求低。
3改進(jìn)后的加工工藝分析
在對轉向塊第1種加工工藝路線(xiàn)的`優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎上，提出了該零件的第2種加工工藝路線(xiàn)：原材料→備料→劃線(xiàn)→編程→機加各面、孔（準dH7加工至位；粗車(chē)孔準40H8、準52H7，留余量；精加工各面）→機床劃線(xiàn)（2×準10H7）→線(xiàn)切割內花鍵→精加工孔準40H8→精加工錐孔準40H8→檢驗→入庫。這種加工工藝路線(xiàn)避免了第1種工藝路線(xiàn)存在的缺陷，解決了因合套加工存在的問(wèn)題，主要優(yōu)點(diǎn)：①由于單件加工，每個(gè)零件相互均可互換，提高了互換性；②在對失效零件進(jìn)行更換時(shí)，降低了維護成本；③加工工藝性好，便于批量生產(chǎn)；④降低了廢品率，提高了經(jīng)濟效益。但第2種加工工藝對機床加工精度要求高，一般需要加工中心完成整個(gè)加工工序。
4結語(yǔ)
轉向塊是梭車(chē)轉向機構的關(guān)鍵零件，在進(jìn)行轉向塊工藝設計時(shí)，應結合零件的工況特點(diǎn)、配件更換、加工成本等，制定較合理的加工工藝流程，并選擇最優(yōu)方案。采用第2種加工工藝加工的轉向塊，在整機安裝調試時(shí)順利通過(guò)，在煤礦井下服役1a，沒(méi)有發(fā)生因加工問(wèn)題所導致的轉向系統故障問(wèn)題，從而驗證了改進(jìn)后工藝路線(xiàn)的可靠性。
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