人工原料取樣管釬制作方法的設計及運用

陳新　李悅

摘 要： 鋼鐵企業對進廠原料的抽查取樣方式可采用人工管釬取樣，通過理論和實踐探究，設計出一種人工原料取樣管釬的高效率制作方法，可滿足批量制作條件，保證日常原料取樣需求。

關鍵詞： 進廠原料;鋼鐵企業;人工取樣;管釬;制作方法

1 前言

人工原料取樣管釬對鋼鐵企業原料抽查取樣的真實性有重大意義，對原料引進有直接經濟效益。但人工原料取樣管釬制作時間長，強度要求較高，需要設計出批量制作方案，并提高其使用壽命，以滿足日常原料取樣需求。

2 人工采樣管釬簡介

2.1 主要結構

人工原料取樣管釬的主要結構如圖1所示，應用于對鋼鐵企業進廠原料取樣，可通過錘擊直接取到火車、汽車運輸的全深度層次原料樣品，用其取出的樣品提供檢測，具有高度真實性。

2.2 加工制作難點

開槽、承力釬頭的加工是人工采樣管釬的主要加工環節，加工難點在于：

1）管釬承受沖擊力較大，各輪廓結構的加工制作方案必須考慮其耐用性;

2）管釬屬于消耗品，必須盡可能縮短其加工時間，提高加工效率。

3 人工原料取樣管釬制作方法的設計探究

3.1 選取加工設備

1）初步加工方案選用氧割刀對承力釬頭、開口槽進行切割，輪廓不平整、邊緣易開裂，因管釬在取樣時受較大錘擊力沖擊，極易損壞，壽命短。

2）氧割刀的使用對操作要求極高，使管釬批量加工狀況不穩定，難以實現標準化作業。

3）考慮到氧割刀加工的缺點，選用1520BA型數控超高壓水刀進行加工。數控水刀通過計算機控制加工路線及速度，具備加工輪廓平滑連續、操作簡易等優勢。經過試加工，數控水刀相對氧割刀的加工質量有明顯的提高。

3.2 制作方法的探究

人工原料取樣管釬的加工難點主要在管體的開槽和承力釬頭的加工。

1）管體的開槽

a.開槽形狀的確定

考慮到管體受較大沖擊力，對管體分別加工矩形槽和圓弧形槽，進行現場使用比對后，圓弧形槽口耐用性明顯優于矩形槽口，因此開槽形狀確定為光滑過渡的圓弧形槽口。

b.管體固定夾具的設計制作

管釬為圓柱形，難以在水切割平臺固定，切割時容易轉動且切割后容易變形，導致加工路線偏移，原矩形試樣夾具也不適用。

針對上述問題，設計制作出一個簡易型活動式圓形管專用夾具，使其能夠在需要使用時夾緊于原夾具上，再通過螺絲固定住圓形管，防止管釬轉動，圖2為夾具示意圖。

c.加工方式的確定

①加工速度及槽口寬度的選擇

為保證采樣釬管的背面不被擊穿，水切割機走刀速度必須保持較快速度，表1為通過多次現場加工比對試驗情況。

通過現場加工實踐，依照方案1和方案2進行加工，由于鋼管壁存在張力，進刀處的開槽輪廓會均會出現不圓滑的錯位，而方案3的開槽輪廓則幾乎不受影響，開口光滑、無錯位及裂紋。

最終確定按方案3設計加工路線。

③改善加工作業環境，提高批量加工能力

因最佳加工速度較高，水切割平臺在加工過程中的帶水砂粒極易濺出、粉塵較大，操作人員難以持續加工，管釬批量加工能力差。

通過現場分析及討論，設計管釬加工環境優化的改善方案。在切割管釬時，如圖4所示，在水切割平臺上使用一段PVC管加長原有溢流管，使切割平臺內的水面可保持在恰好淹沒鋼管處，并且PVC管連接高度可調整，加工不同直徑鋼管時均可以便捷調整切割平臺的水位。

經此方案優化水切割平臺后，加工切割管釬時基本無粉塵濺出，改善了加工作業環境，操作人員可長時間進行加工制作，提高了批量加工能力。

3）承力釬頭的加工

承力釬頭使用水刀切割，一次成型，經過多次對結構的改進處理，最終確定加工方案如圖5所示，以使抗錘擊強度達到最佳。

3.3效果

本制作方法的設計應用于鋼鐵企業現實生產中，成功解決了圓形管難固定的問題，使用此制作方法對人工原料取樣管釬進行開槽，加工輪廓無錯位現象，幾乎完全光滑。經過多次試驗并改進加工方案，成功提高了承力釬頭和管體的使用壽命。同時，有效減少了加工過程的粉塵，降低了噪音，改善了加工作業環境，提高了人工原料取樣管釬的批量加工制作效率。

4 結語

人工原料取樣管釬正式批量制作投入使用后，提高了原料取樣的準確和公正性。在鋼鐵企業原料引進方面，取得了良好的降本增效運用效果。同時，該制作方法投入成本較低，在鋼鐵企業原料取樣領域具有良好的推廣價值。

作者簡介：陳新（1988年11月-），男，漢族，江西省龍南縣人，本科學歷，機械工程師，現從事設備管理工作，研究方向：機械設計與技術創新。