掘進機伸縮保護筒的改善及加工策略

張浩

摘要：掘進機是煤炭工業生產中的重要機械設備，它在截割、裝載、轉載煤巖方面具有較強生產能力，且具有噴霧滅塵的附加功能，是綜合實力表現最強的巷道掘進設備。本文中將要分析的是掘進機中的伸縮保護筒，主要圍繞影響伸縮保互通加工的基本因素與改善加工策略進行綜合分析。

關鍵詞：伸縮保護筒;掘進機;加工影響因素;加工改善策略

0 ?引言

伸縮保護筒屬于掘進機截割部上上最關鍵的部件之一，它可保護掘進機的伸縮內筒部分，有效提高伸縮部強度，且具有密封作用，能夠實現伸縮油缸聯接與伸縮調節。伸縮保護筒本身也具有薄壁結構件，通過鏜銑床進行加工，但是在鏜銑床鏜削加工過程中會存在某些質量問題，例如鏜孔加工尺寸精度不符合要求、加工表面粗糙度較差、圓同軸度較差等等。如果不能嚴格遵照伸縮保護筒結構形式進行設計，就會出現上述問題，進而影響到其在掘進機整體運行過程中的功能作用發揮，甚至嚴重影響掘進機的生產工作效率及安全。

1 ?關于掘進機伸縮保護筒的基本問題

1.1 結構特征

掘進機伸縮保護筒屬于掘進機截割機構中的主要核心部分，所謂截割機構就是由截割頭、截割臂、截割減速機、截割電機、升降臂、中心水管等共同構成的生產機構，該機構被稱之為“截割部”。在截割部中還包括了伸縮保護筒、伸縮內外筒等重要組成部分，在掘進機生產過程中，回轉臺上的伸縮保護筒就與伸縮油缸共同連接起來，其中伸縮保護筒在外層保護伸縮油缸，它同時也能對伸縮筒內部的不同精密零部件起到重要保護作用。在針對掘進機的日常管理過程中，需要對其截割部進行質量控制分析，并對截割部中的功率分配內容進行有效調節優化。而在設計伸縮保護筒過程中，則還需要專門設計一套薄壁筒形結構，以求最大限度發揮伸縮保護筒的工作效能。如圖1。

1.2 加工工藝

如圖1中為掘進機的伸縮保護筒。伸縮保護筒本身外形尺寸偏大，但是它的圓筒內壁相對較薄。內壁部分有兩個內孔尺寸分別為？準480、？準530，它們共同構成伸縮保護筒的加工表面。根據測量結果，它的加工表面粗糙度一般在3.2～3.5之間，且兩孔之間的軸度保持在0.05左右，如此可確保伸縮通裝配過程順利推進完成。在加工中需要以0.05作為同軸度重難點。不過在加工過程中，為達到圖紙設計要求還必須思考影響伸縮保護筒加工的各種影響因素，并提出問題解決策略[1]。

2 ?掘進機伸縮保護筒加工的影響因素

影響掘進機伸縮保護筒加工工藝的因素有很多，下文將作出逐一分析。

2.1 熱處理工序不完善

針對掘進機的元件必須進行熱處理工藝，無論是耐磨板、銷軸亦或是伸縮保護筒，如果熱處理工藝工序不夠完善，伸縮保護筒就會在退火處理階段出現問題，比如說它的殘余應力無法完全消失，在放置一段時間后加工工件與加工結果尺寸出現了嚴重偏差，無法將其投入到掘進機正常生產過程中[2]。

2.2 切削量與進給量不同

在鏜銑床上進行伸縮保護筒加工過程中，其切削熱對工件本身影響較大，由于加工工人不同，所以他們也無法保證做到加工過程中切削量與進給量絕對統一，如此可能會導致切削熱指標不到位，出現良莠不齊的情況。

2.3 鏜孔加工不到位

實際上，針對頭鏜的加工需要保證做到鏜孔同時加工，如果無法做到同步加工可能會出現伸縮保護筒主軸過長問題，進而造成主軸中心度誤差過大。出現這一問題后是基本無法滿足兩孔同軸度設計要求的[3]。

2.4 加緊點無法精確確定

最后就是加緊點無法精確確定。傳統鏜銑床加工工人都采用個人工裝夾找正，這種人工操作方法必然會產生較大誤差，最明顯的問題就是加工過程中精加工兩孔圓度表現超差。

結合上述四點問題可以看到，在伸縮保護筒加工過程中包括熱處理、切削殘余熱、機床主軸、夾緊點在內的多個因素問題都是無法準確確定的，這也是掘進機在生產運行過程中產生無法甚至是安全事故的主要原因[4]。

3 ?掘進機伸縮保護筒加工問題的改善策略

掘進機伸縮保護筒加工問題較多，所產生的誤差不容忽視，因此需要基于其問題提出針對性改善策略。

3.1 工序安排不完善問題的改善策略

如果掘進機伸縮保護筒加工工序安排不完善，必然會造成鏜孔圓度誤差問題，此時需要在粗鏜加工后對工件上夾問題進行分析，在夾具松開片刻再將夾具夾緊，做好精加工工作。精加工工序都是固定的，特別是鏜銑床加工伸縮保護筒過程中需要嚴格遵照工序推進施工過程。

例如如果在加工過程中出現鏜桿伸出過長問題時，需要調整鏜桿進給，以由大變小的順序對圓柱度誤差進行糾正，并同時選擇正確的工作臺進給操作方式。

3.2 切削量與進給量不同的改善策略

要首先正確選擇刀具，在伸縮保護筒加工過程中需要精確計算鏜孔精度，如果在加工過程中出現粗糙度變粗多半是因為刀具選擇不正確。如果在進行鏜削鋼件加工過程中，最好選擇鎢鈦鈷類硬質合金作為刀具材料。再一點就是合理分析鏜孔主軸的旋轉誤差，因為鏜孔的圓度與鏜平面的粗糙度會受到主軸旋轉精度直接影響，在進行主軸配合刀具實施旋轉加工過程中，必須合理控制切削力以達到間接控制切削量與進給量的目的，保證鏜削床表面與鏜平面粗糙度呈現反比。

3.3 鏜孔加工不到位的改善策略

鏜孔加工不到位主要是因為躺床軌道與底座間距關系未控制好。需要合理計算鏜床軌道與底座間距，包括二者之間的負載偏擺量，保證其偏擺量與底座負載成正比，如此能最大限度縮小鏜工件生產軸度誤差問題。

3.4 加緊點無法精確確定的改善策略

針對加緊點的精確確定改善策略主要要分析機床精度誤差，避免其誤差過大影響掘進機整體的切削加工質量。在具體的伸縮保護筒鏜削加工過程中應該合理控制刀具的主偏角，選擇在75～95°為最佳，并選擇采用精加工，精加工過程中合理控制加緊點，在確定刃傾角偏小時通過減少刀尖圓弧半徑與進給量提高伸縮保護筒的內壁表面粗糙度[5]。

4 ?掘進機伸縮保護筒加工的改良工藝

針對掘進機伸縮保護筒的加工改良工藝主要要圍繞工件精加工展開。首先要將工件直接固定在V型鋼上并進行線條趙崢，在兩鏜孔之間設置間距距離大約為120～130mm，在該范圍內放置筒內壁支撐，安裝裝夾工件，用壓夾將伸縮保護筒內外壁壓緊。

在精加工過程中，如要采用到兩鏜孔進行綜合加工，保證孔徑偏差小于0.05mm，并合理控制加工余量，在確保達到加工尺寸要求之后進行精加工驗證。如果出現了輕微精加工誤差需要及時進行修補，例如鏜銑精鏜刀修補，另外還要避免精加工過程中任何意外事故發生[6]。

5 ?總結

在掘進機中伸縮保護筒的作用重大、結構復雜，針對它的結構形式進行分析，發現其加工中可能存在的各種質量問題。本文中也專門提出了有效改善伸縮保護筒的相關加工工藝對策，確保鏜銑加工質量與效率得到有效提升，進而確保掘進機施工運行進程順利推進，全面提高工程項目的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]劉峰，金峰.淺談掘進機伸縮保護筒的改善加工[J].中國新技術新產品，2017（8）：61-62.

[2]李云艷.對掘進機伸縮保護筒加工工藝的分析[J].科技創新導報，2016（9）：81-82.

[3]李歡.EBZ160掘進機伸縮保護筒加工工藝分析[J].科技致富向導，2012（9）：161.

[4]許輝.掘進機伸縮內筒加工工藝分析[J].煤礦機械，2015（8）：170-172.

[5]李貞婷.掘進機伸縮保護筒工藝分析與加工[J].科技創業家，2013（14）：77.

[6]山西美佳礦業裝備有限公司.一種懸臂式掘進機伸縮保護筒耐磨板：CN201520452204.9[P].2015-12-30.