頂掩一體式側護板制作工藝的改進

佘之盛

（永煤集團股份有限公司，河南 商丘 476600）

0 引言

煤礦綜采設備液壓支架結構件中頂梁、掩護梁的設計，大多為分體式、獨立結構。頂梁與掩護梁各彈簧導桿、千斤頂導桿位置分布，均與頂板平行呈水平狀態，與其聯接的側護板管座也呈水平狀態。針對ZF3200/16/24型放頂煤液壓支架結構件的制作，其頂梁與掩護梁設計為一體式（簡稱頂掩一體式），側護板的外形結構，呈鈍角的“L”形。在其水平長邊段設有3個連接管座，斜邊短邊段設有2個聯接管座，兩邊夾角為151°。在整體裝配時，出現側護板安裝后伸縮反彈效果差的情況。

1 問題現象

如圖1所示，問題如下：1）管座5、管座6兩個管座聯接的彈簧導桿、千斤頂導桿與頂梁體的鋼管傾斜，兩者非平行狀態；2）上板2的右上角（圖1中虛線位置），與頂梁體前端的頂板上下間隙大；3）筋板3周邊焊縫與頂梁體頂板外側開口方槽存在干涉；4）焊后調直工序中，部分上板變形量大，經火焰校正也無法完全到位。

圖1 頂掩一體式側護板結構圖

2 原因分析

2.1 兩件導桿組裝后非平行狀態

1）對照圖紙檢查，與管座5、管座6對應的頂梁體鋼管孔，其中心距與圖紙相符。檢查側護板管座的中心距，存在3 mm的偏差。

2）在側板1整體鏜孔工序中，采用組合夾具一次裝夾12件，整體加工5-φ122孔。通過現場檢查，各側板上下并不完全對齊，出現加工后的側板孔心與相應的棱邊存在位置偏差。

2.2 上板右上角與頂梁體頂板的間隙大

1）頂梁體、側護板兩種部件均按圖紙加工，對頂梁體焊后情況進行檢查，發現其插裝伸縮梁的腔體頂板位置存在一定程度的拱起變形。

2）采用拉線測量側護板活動的區域（頂梁體小頂板位置），在圖1虛線處存在負偏差。

2.3 筋板焊縫與頂梁體頂板的方槽干涉

檢查側護板筋板3（δ=20 mm）周邊焊縫，大小均為12 mm的角焊縫，符合圖紙要求。再檢查與其對應的方槽開口寬度尺寸，槽寬為30 mm，兩者配合間隙小。

2.4 側護板上板變形量大

根據分體式頂梁側護板的焊接經驗，對照ZF3200支架側護板的焊接過程，部分焊接環節不規范，造成局部變形量過大。

3 工藝改進措施

3.1 提高兩件導桿組裝后的整體平行度

1）在側板下料環節中，針對大而長的零件，可每隔1 000 mm左右設置一個“間斷點”（如圖2中的▲標識）。數控下料人員按照程序切割時，到達該點后將割槍升起，移動40 mm后再按照程序繼續切割，保持該點與鋼板本體不分離。通過該種方法下料，可以有效地減少其變形量。

2）側板下料完畢后，需要將各間斷點的連線切割去除。如圖2中虛線框圖，A圖為切割不到位的，B圖是符合要求的。氣割去除時，盡量讓切割位置線在側板邊線以內，超過側板邊線后直接影響整體組合鏜孔。

圖2 側護板側板零件圖

3）圖中顯示的“R104”位置，即側板夾角 151°的圓弧處。按照圖紙設計，各個標注尺寸線均從該處兩直線的交點引出。但是該“交點”在下料后實際上并不存在，若以此點為基準進行鏜孔之前的鉗工劃線，將直接影響到整體精確度。因此，應以實際存在點（如側板右側的端點），逐步向一個方向進行劃線、鏜孔，從而可以有效地保證加工精度。

4）在管座拼對過程中，要對拼后的尺寸進行測量。不僅要檢查圖紙基本尺寸、關鍵尺寸，而且對圖1中的序號管座5、管座6管座的斜向中心距離也要測量，確保符合要求。

3.2 減小上板右上角與頂梁體頂板之間的間隙

根據頂梁體整體焊接情況，通過鋼板尺、拉線檢測的方法，發現頂梁體前端向下變形4～6 mm。在支架整體組裝現場，側護板安裝后，上板的前端距頂梁體頂板間距達12～15 mm，與圖紙要求的5 mm相差較大。由于頂梁體焊接4～6 mm的變形量很難再降低，因此在側板下料之前，對下料的工藝圖進行改進，具體如圖3所示。

圖3 修改側護板側板的前端尺寸

從最右邊φ122孔起，向上畫出其圓心與側板邊線的交點（圖中的A點）。側板的右上角端點，垂直向下平移8mm（圖中的B點）。將A、B兩點連線，作為改進之后的側板邊線，并將原先圖紙設計的側板邊線（圖中虛線表示）刪除。

3.3 解決側護板筋板焊縫與頂梁體頂板方槽干涉的辦法

1）根據制作多種型號支架側護板經驗，將圖1中的筋板3的板厚，由原先設計的20 mm，改為16 mm。按照圖紙技術要求，筋板周邊焊縫為12 mm，完全不影響其整體強度。

2）對頂梁體頂板外側的方槽進行改進，原先的30mm，其寬度過小。側護板安裝后，伸縮時與其存在干涉。具體改進前后示意如圖4所示。

圖4 頂梁體小頂板改進前后對比圖

原設計圖中各方槽均為矩形，寬度窄，開口處無前后移動的空間。當側護板上的筋板伸到此處，由于空間小，焊縫直接與方槽接觸，產生干涉現象。按照改進之后的圖制作，將方槽改為梯形槽，槽寬開口處加大到60 mm，并設4個R=10 mm的圓角。通過以上兩種方案的改進，大大提高了側護板的自由伸縮反彈效果。

3.4 降低側護板焊接變形量

1）側護板焊接必須遵照焊接工藝要求進行，先打底焊，后成型焊。

2）針對這種結構側護板，先分段對長焊縫進行加固焊，然后對內側焊縫打底。打底不能從右端直接焊到左端。應分三段進行焊接，先從圓弧位置焊到最左下方，其次從最右端焊到最右邊管座位置，最后由管座位置焊到圓弧位置。

3）內側打底結束后，翻面，對外側焊縫打底，打底原則及要求按照上述執行。打底之后，直接進行成型焊。

4）之后再翻到內側，將內側焊縫焊成。

5）以上焊接要特別注意焊接電流的控制，不允許過大。以北京時代逆變二氧化碳氣體保護焊機（型號NB-500A）為例，空載調節電流要控制在180A以內。

按照以上焊接要求執行，側護板上板的變形量在5 mm以內。通過火焰校正即可達到圖紙標準，滿足支架組裝要求。

4結語

通過上述對側護板加工中的下料、鉗工劃線、機加工鏜孔、拼對、焊接等工序的分析，提出了有針對性的改進措施。應用效果非常明顯，基本杜絕了上面出現的問題，省去了人工處理的麻煩，取得了一定的經濟效益。

［1］ 汪國法，史元偉，陳忠恕，等.液壓支架技術［M］.北京：煤炭工業出版社，1999.

［2］ MT/T587-1996 液壓支架結構件制造技術條件［S］.