超機床范圍加工大輸送機滾筒的工藝方法

林泉

（柳州職業(yè)技術學院，柳州545006）

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超機床范圍加工大輸送機滾筒的工藝方法

林泉

（柳州職業(yè)技術學院，柳州545006）

摘要：本文旨在介紹實際情況下，現場對大帶式輸送機進行滾筒修復，并對加工中存在的問題進行分析，調整滾筒變形工藝，優(yōu)化加工參數，同時探析超出機床使用范圍加工大輸送機設備的設計，分析其加工工藝，提出具體的加工方案。

關鍵詞：大輸送機滾筒加工工藝成品

1 提出問題

某礦業(yè)公司的煤礦研制出第1鋼繩芯帶式的輸送機，機長約1247.2m，輸送帶寬約1.2m，傾角約為17°，輸煤量可達370～650t,由2臺ZD26529-58型的直流為400kW的電動機作動力，經由ZHLR-130K減速器帶動其滾筒旋轉。停車時，滾筒兩端制動盤采用盤形閘進行制動；而正常工作時，是靠液壓系統(tǒng)把盤形閘松開，再由滾筒去托動輸送帶來運輸煤炭。結構如圖1所示。

圖1 車床擴大使用范圍示意圖

在一次火災事故中，滾筒上20mm帶有花紋的橡膠板被燒毀，制動盤因受熱變形可達40mm，最小變形處也達到2.3mm。雞西礦業(yè)公司機電廠承擔了這次的搶修任務：1件卸載滾筒和2件驅動滾筒。

數控機床是一種集機械、液壓、氣動、電氣等技術為一體的機電一體化產品，在機械制造的設備中屬于高精度、高柔性化和高自動化的工作機器。自重位于10～30t的機床屬于大型機床，自重在30～100t范圍內的屬于重型機床，自重大于100t的機床是超重型的機床。重型數控機床被廣泛用于大型、特大型的零件加工，類似于國防軍工、船舶、航天航空、能源、冶金、交通運輸（鐵路、汽車）等主要的支柱產業(yè)，且服務于許多國家重點項目。

為了提高機床的工作效率，需要優(yōu)化其工業(yè)參數，建構一種數值模擬與算法優(yōu)化相結合的優(yōu)化方法。目前，已有的加工參數優(yōu)化方法有：在實驗基礎上的優(yōu)化方法、在數值模擬基礎上的優(yōu)化方法、在專家知識基礎之上的優(yōu)化方法和在優(yōu)化算法基礎之上的優(yōu)化方法。其中，前兩種優(yōu)化方法都是在加工試驗所產生的數據和經驗的基礎得到的較好工藝參數。這兩種加工方法需要大量的切削試驗以及長期生產實踐所積累的經驗，這樣雖然可以得到比較貼合實際的加工參數，但是其成本太高、耗費時間太長、效率較低，因此推廣起來相當困難。而以數值模擬為基礎的優(yōu)化算法則依靠計算機技術，采用數值模擬的方法對復雜的非線性過程進行評估和優(yōu)化。目前，較常用的軟件有MATLAB-GUIDE、MARC和VERICUT等。

2 分析問題

由于零件的尺寸都不是很大，如果分解后逐一修復，則可以在通用的機床上進行加工。這樣一來，組裝時容易發(fā)生變形，勢必影響組裝的精確度和正常使用。如果采用整體的修復方法，則廠內的設備無法滿足。因此，經過工人精心測量和分析，制定了自己的修復方案。

3 工藝方案

3.1 將器械進行整形

把制動盤原用13個M30大小的螺釘安裝在滾筒端面，這樣它變形很大，同時可以用幾個油壓千斤頂，在幾個點將盤面的頂壓平；使用多個火焰焊，在盤的適當位置進行加熱；盤冷卻時用錘敲擊加熱部位，這樣可以最大程度減少并消除盤內部的應力；最后把敲打的部位用300℃低溫烘烤，讓其自然冷卻，這樣有利于降低其硬度，提高其塑性。然后，當工件降至室溫后再撤掉千斤頂。經測量，發(fā)現回彈量僅為1mm，盤的平面可控制在2mm以內，盤的效果比較理想。

3.2 用車床來加工滾筒

（1）固定支架。在機床外邊的地面上，在與床身平行的位置上固定好2個支架，每個支架上都用一個活動托板來支撐皮帶輪的軸承支座，并將其與軸承支座固定到一起。另外，支架上還有一個M42絲母6。除此之外，托板上還有絲杠7，用其來調整零件和床身的距離。另外，還要考慮將其縱向位置上的聯(lián)軸器400mm外的圓柱面被作為皮帶輪，所以還要強調與卡盤上所卡的主動皮帶輪的契合性。所選擇的支架高度，還應將工件上2個角形的滾動軸承座4固定，工件才能旋轉。

（2）將合成樹脂作為材料固定支架。工件粗糙與否，對支架的穩(wěn)定性起著重要作用。由于切削時工件會發(fā)生震動，因此要將工件固定到支架上，這里的粘合劑要采用合成樹脂材料。這種合成樹脂粘合劑具有粘結強度大的特點，可以把地腳的螺絲釘和水泥地面緊緊粘連成為一個整體，因而可把支架快速、牢固地安裝起來。

（3）調整支架。要確保支架頂部與機床的主軸線嚴格平行，以保證加工過后的工件精確度。因此，可以在支架的底面用3個可調的斜鐵把每個支架都墊起，然后進行水平方向的調整，將各個支架用3個地腳的螺栓緊緊固定在地面上，然后把工件固定在支架上，最后檢查工件與機床之間的契合度。

超長工件只需要加工內腔或只需要加工外形的（如圖2所示）。在允許加工部位的毛坯基準面上鉆，鉸工藝孔直徑8～10mm。

圖2 超長工件加工外形示意圖

（4）調整橫向拖板。由橫向絲杠帶動的車床，橫向拖板可以當做自動走刀使用。螺絲母的位置一般是A，這樣就限制了橫向拖板不可以過量前傾。但是，因為工件一般安裝在床身的外側，所以就造成了加工時刀架上的刀桿9要伸出去很長一段距離。如果震動的幅度過大，則不利于切削。為了縮短刀桿懸臂的長度，將橫托板轉動180°，螺母A位移到A′的位置上。經過調整后，橫托板朝著外側走刀的終點移動350mm，這樣刀桿懸臂大大縮短，大大降低了粗糙度，提高了生產質量。

（5）將制動盤的工作面進行滾輪式的加工。利用特制的滾壓工具，將精車后的制動盤的工作面做最后的滾壓加工。這樣可以減小制動盤工作面的粗糙度，提高制動盤工作面的硬度、耐磨性；保證了閘片和制動盤的精確度，使圖紙要求的垂直度、同軸度得到保證。

4 結論

（1）通過對超機床工作范圍的大輸送機滾筒的工藝切割方法進行探討，有針對性地對銑削加工過程進行優(yōu)化設計。根據機床的刀具系統(tǒng)特征以及銑削模型提出的算法，是基于傳統(tǒng)算法的最新銑削工藝參數技術。

（2）對于重型數控機床來說，加工的成品零件一般是大型或者特大型，其加工的參數變化范圍比一些普及型以及中檔的數控機床的范圍小，且參數調動的比重大。

（3）通常來說，在對節(jié)點尋求最優(yōu)化組合前，需要首先檢查網絡節(jié)點的可行性。對于每個變量設置一層一層的循環(huán)體系，順序檢查。而當處于最外面的循環(huán)變量只是變化一輪時，最內層的循環(huán)變量基本已經循環(huán)過N輪。所以，一般情況下，我們可以采用盲人探路的方法進行排查，如圖3所示。

圖3 盲人探路方法示意圖

參考文獻

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Process for Processing Large Conveyor Roller of Super Machine Tool Range

LIN Quan
（Liuzhou Vocational and Technical College, Liuzhou 545006）

Abstract:This article aims to introduce the problems exist in the actual circumstances, the scene of large belt conveyor to drum repair and processing and the drum deformation process to adjust, to optimize the processing parameters, beyond the range of machine tools to use to large processing conveyor equipment design and machining process were analyzed, and put forward the specific processing scheme.

Key words:large conveyor, roller, processing technology, finished product

基金項目：2015年度廣西高校科研項目立項“超機床范圍加工大輸送機滾筒的工藝方法”（項目編號：KY2015LX638）。