自動化加工技術在煤炭機械中的應用

段惠娟

【摘 要】文章首先闡述了自動化加工的特點，其次簡述了自動化加工技術的應用情況，最后以刮板輸送機為例，論述了自動化加工技術在煤炭機械中的應用程度及應用水平，以期為相關企業的生產實踐提供一定的幫助。

【關鍵詞】自動化加工技術；高智能化；煤炭機械；應用

【中圖分類號】TD67 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）06-0175-02

隨著計算機技術與機械制造設備的融合越來越緊密，計算機控制技術使制造業的加工技術取得了突破性的進步，同時自動化加工技術的飛速發展，給傳統的制造業帶來了顛覆性的變化，并帶動了我國工業的發展。近年來，自動化加工技術在各領域的發展十分迅速，當前，自動化加工技術已經逐步向高速化、高精度化、高柔性化和高智能化的方向發展。

1 自動化加工技術的定義和特點

自動化加工技術也稱數控加工技術，通常是指利用數控設備生產、加工、制造零件的一種加工方法，主要是利用數字信息即加工程序控制機床或零件運動，以實現精確、自動的控制。由于是使用數字控制而不是人工控制，所以數控設備可以滿足高精密尺寸及幾何精度的加工要求。相對于傳統加工方式，自動化加工方式具有加工形狀復雜、精度高、效率高等優點。

2 我國自動化加工技術的發展現狀

2.1 自動化加工技術的發展現狀

經過多年的發展，我國的數控制造技術及數控系統已經頗具規模，現在我國已經能夠生產各種高精度、高自動化的通用或專用數控設備，并且已研制出五軸、六軸等多軸聯動的數控設備及數控系統。但是與世界先進國家的技術水平相比，不管是自動化控制水平，還是自動化技術的應用水平和普及程度，我國都還存在一定的差距。具體的差距表現為自動化設備控制精度保持性與一致性差、長期運行的穩定性差及企業自動化設備占用率及使用率較低等。

2.2 自動化加工技術在煤炭機械中的應用現狀

隨著科技的進步，采煤方式由之前的人工開采逐步轉變為利用綜合機械化采煤設備實現無人開采。綜合機械化采煤設備主要由采煤機、刮板輸送機、刮板轉載機、破碎機等核心部件組成，雖然現在各部件均已實現國產化，大多數零部件也實現了自動化加工，但是目前我國所用的綜合機械化采煤機械設備的安全性及穩定性等都還比較差，究其原因是核心部件的自動化加工程度較低，加工制造水平不穩定、各部件總裝及協同作用的程度不協調，從而導致整個采煤系統的運行不夠順暢。

為了改變這種現狀，提高自動化加工技術在煤炭機械中的應用程度，筆者結合自身工作實踐，參考相關文獻，以礦用刮板輸送機為例，淺析自動化加工技術在煤炭機械中的應用程度及應用水平，以期為推動煤炭機械設備的自動化應用做出貢獻。

3 自動化加工技術在煤炭機械中的應用分析

礦用刮板輸送機首先為采煤機提供支撐，其次把采煤機采下的煤通過連續不斷的刮板運動運輸到轉載機上，最終煤炭再經轉載機、破碎機、皮帶機等設備運出地面。刮板輸送機主要是由電機等動力裝置、機頭架、過渡槽、抬高槽、觀察槽、中部槽、刮板鏈、機尾架等基本部件經過組裝而成，這些部件有的是由各種小零件焊接而成的焊接件，有的是由各種小零件通過螺栓組裝而成的組裝件，或是由組裝件及焊接件共同組成的混合件，不管是由何種方式構成，各零件或各部件都必須進行一定的機械加工處理，才能達到使用要求，組合到一起后才能實現整體系統的良好運行。下面簡述為了實現各部件功用而主要采取的自動化加工技術。

3.1 刮板輸送機各零件坯料下料的自動化

在組成刮板輸送機的各零部件中，除了螺栓、掛板、鏈環、電機等標準件需直接購買外，其余零部件均是通過整鋼板下料、鑄造、鍛壓等方式獲得零件的坯料，然后再經過后續一系列的加工處理而得到最終成品，其中以整鋼板下料的方式為主。整鋼板下料是指將整塊鋼板通過鋸切下料、剪切下料、氧割下料、等離子割下料等工藝獲得零件坯料的一種方式。在上述整鋼板下料方式中，現在均能實現半自動化及自動化的作業，應根據零件的具體尺寸確定下料方式，比如批量圓件易采用自動鋸切下料，而批量不規則方件宜采用自動氧割下料。

3.2 刮板輸送機各零部件機械加工自動化

（1）鏈輪組件核心零件機械加工自動化。鏈輪組件是連接在電動機與刮板鏈之間的動力傳遞裝置，在刮板輸送機運行過程中，由電機提供的驅動力經過鏈輪軸帶動鏈輪讓刮板鏈及刮板做往返直線運動，此時，鏈輪及鏈輪軸不斷受到刮板鏈的沖擊，其瞬間沖擊力所造成的破壞性非常巨大。所以，一定要保證鏈輪和鏈輪軸的加工精度，否則容易造成刮板系統運行不穩定，導致震動強烈、噪音大，更甚者會發生脫鏈、卡鏈、斷鏈等安全事故。根據零件特性，建議用數控車床保證回轉面的加工質量，分別用臥式加工中心及專用花鍵機床加工鏈輪的齒窩、鏈輪軸及鏈輪的花鍵。

（2）中部槽槽幫機械加工自動化。中部槽槽幫為鑄件，不僅支撐著中板及電纜槽，還承受著整個采煤機的重量，其機械強度除了受鑄件本身質量的影響外，還與槽幫中、底焊接質量有關。為了增強焊縫質量，提高采煤機在其上運行的平穩性，槽幫通常會加工頂面及側面，并且由于它是批量件，所以必須保證槽幫尺寸的統一性。若多臺機床多次加工各面，則易造成尺寸不穩定而影響其互換性。所以應利用組合機床做到一次進給同時加工各面，從而統一工藝基準，保證各加工面的形、位尺寸。

（3）機頭架等部件整體機械加工自動化。機頭架上裝有電機、耦合器、鏈輪組件等主要的動力部件，因此對加工面及孔的形位公差要求很嚴格，比如安裝鏈輪組件的兩個大孔，若其同軸度沒有達到要求，則會造成鏈輪傾斜，運轉時容易引發脫鏈等安全事故，因此機頭架等部件整體加工時一定要在大型數控機床上利用旋轉工作臺保證各面或孔的形位公差，切不可在傳統機床上使用傳統的劃線、手動控制的方式進行加工。

（4）中部槽等中間槽體裝配及焊接自動化。中部槽等中間槽體是煤炭運輸的主要通道，是刮板輸送機中數量最多的部件，也是支撐采煤機運行的主要部件，所以要求中部槽必須具有較高的焊接質量、較高的統一性及較好的互換性，即保證每兩件中部槽之間的關鍵尺寸一致。中部槽等中間槽體是最有必要利用自動化加工技術進行統一加工的批量件，那么如何保證其質量呢？

中部槽主要由中板、底板、槽幫、孔座及彎板等組成。傳統焊接工藝主要是以手工操作為主，首先將槽幫與中板組對點焊，等待人工焊好中板上面的焊縫后，再利用行車翻轉焊接下面的焊縫，接著點焊及組焊底板，最后點焊、組焊孔座及彎板等零件，每個步驟均通過手工進行操作，費時費力，效率較低，而且最終成品的質量均由操作者的水平決定，導致了零件生產質量不穩定，影響系統的整體運行。參照大型企業中部槽的生產工藝，筆者認為，一種含有自動組對點焊治具、自動焊接設備、自動運輸及翻轉設備的中部槽自動生產線值得推廣，焊接工藝中的每個工序均是通過不同的設備完成，但每個設備均在同一條生產線上，無不會因工位不同而要通過人工搬運到不同的操作臺上，更不會因操作者的不同而制造出有差異的中部槽，制造全程均由自動化設備及程序控制，而且在需要精細操作的工位上還設置了自動化檢測裝置來保證零件的精度。這樣不僅省時省力，還大大提高了工作效率，而且通過自動化檢測機構提高了中部槽的合格率，降低了生產成本，提高了產品的穩定性和安全性。

（5）涂裝自動化。涂裝崗位上惡劣的工作環境不僅會影響產品的噴涂質量，也會影響操作工人的健康，所以實現煤機設備涂裝自動化迫在眉睫，借鑒其他行業涂裝自動生產線的布置及涂裝機器人的使用，完全可以實現煤機設備涂裝自動化，進而達到噴涂效率高、噴涂表面質量好、經濟安全、污染少等目的。

4 結語

綜上所述，隨著我國綜合國力的增強、自動化技術的發展及廣泛應用，自動化加工技術在煤炭機械中的應用也會朝著數字化、集成化、智能化的方向發展。

參 考 文 獻

[1]張小軍.煤礦機械制造中機械自動化技術的應用[J].機械管理開發，2016，31（12）：113-114.

[2]張磊.提高煤礦機械數控加工技術水平的策略探討[J].山東工業技術，2014（19）：79-80.

[3]彭里.電氣自動化在我國煤礦的發展現狀及未來展望[J].科學之友，2011（11）：130，132.

[4]龐小亮.機械設備自動化技術在煤炭企業生產中的應用研究[J].工業，2015（26）：00286.

[5]黨飛飛，王飛.機械自動化在煤礦機械制造中的應用[J].科技展望，2016，26（14）：78.

[6]石俊.機械自動化技術在煤礦生產中的應用及發展[J].科技與企業，2014（16）：270.

[責任編輯：陳澤琦]