郭 兵 傅 挺
(山東金嶺礦業(yè)股份有限公司)
地下鏟運機大臂焊接工裝設計
郭 兵 傅 挺
(山東金嶺礦業(yè)股份有限公司)
大臂是地下鏟運機工作機構的主要部件之一,連接著鏟斗和前機架,同時與翻斗油缸和連桿機構鉸接。工作時需要承受多種巨大交變載荷,對制造加工精度提出了較高要求。為了保證焊縫質量和控制焊接變形,針對地下鏟運機大臂組件的結構特點、工藝特點和實際加工情況,設計了一套簡易的焊接工裝,不僅保證了焊接質量,降低了成本,而且在實際生產中應用效果良好。
地下鏟運機 工作機構 大臂 焊接工裝
地下電動鏟運機主要用于礦山井下鏟裝、運輸爆破后的松散物料,也可用于鐵路、公路以及水利等隧道工程,特別適合于工作條件惡劣,作業(yè)現(xiàn)場狹窄、低矮以及泥濘的作業(yè)面。隨著這幾年采礦技術的不斷進步,大型地下礦山采掘向無軌化、大型化和自動化方向發(fā)展。地下鏟運機主要由工作機構、前車架、后車架、驅動裝置等部件組成,體積大,質量重,結構復雜,焊縫較多,對加工精度要求比較嚴格。為了保證最終裝配精度和焊接質量,各部件在專用焊接工裝上焊接。因此,在滿足質量要求的情況下,采用一些簡易工裝是提高產品生產效率,降低成本的有效途徑。
WJD-2型地下鏟運機的工作機構為正轉六桿機構,由鏟斗、大臂、連桿、搖臂、翻斗油缸和前機架組成,見圖1。其中大臂主要起著骨架作用,無論地下鏟運機的工作機構是鏟入、舉升,還是卸料和運輸,都承受非常復雜的載荷,尤其是承受著來自鏟斗、搖臂、舉升油缸和前機架的共同作用。因此,大臂的結構應力分布與工作機構的剛度、強度乃至整機性能密切相關。
圖1 WJD-2型地下鏟運機工作機構
大臂主要由主梁和橫梁兩大部分組成。主梁包括頂板、左側板和右側板,橫梁主要包括小臂和鋼管,主要材料為Q345A碳素結構鋼和抗扭剛度較大的管材,都具有良好的焊接性能。地下鏟運機大臂的主要組成部分見圖2。
圖2 大臂結構
大臂作為工作機構中的主要承載件,體積較大,質量重,結構復雜;各組成零件有尺寸要求,并且有多個軸孔,孔間距尺寸要求嚴格,孔之間有同心度要求;焊縫分布不均勻,且尺寸較長,同時焊接后存在較大的焊接應力,容易出現(xiàn)大的變形。因此,為了保證其焊接質量和最終裝配精度,必須設計一套簡單合理的焊接工裝。
根據(jù)大臂的結構特點和焊接質量要求,組焊主要滿足以下幾點:
(1)焊件上有很多軸孔,保證孔間距尺寸要求。
(2)保證主梁和橫梁的位置要求和垂直度。
(3)保證主梁各板之間的尺寸要求,以及左側板和右側板的對稱度。
(4)保證主梁內左右銷座的同軸度,以及與兩側板的垂直度。
(5)保證主梁內軸套與兩側板的垂直度,以及與頂板的位置要求。
(6)保證橫梁中搖臂固定板與鋼管的位置要求和垂直度。
(7)保證橫梁中小臂和鋼管的位置要求和垂直度。
設計的大臂焊接工裝的結構主要由左壓板、鎖緊螺母、墊圈、工藝軸、隔套、錐形套、右壓板組成,見圖3。
圖3 大臂焊接工裝
根據(jù)大臂的結構特點,將焊接過程分解,先將部分零件下料組裝,組焊成組合件,最后由若干零件及組合件組焊成焊接總成。用左右壓板把大臂整體壓緊,安裝工藝軸a,并擰緊螺母使其鎖緊;安裝削邊芯軸,使搖臂固定板和鋼管成為一體;裝夾工藝軸b時,配上限位隔套a、b、c,同時擰緊螺母,用錐形套將其夾緊。焊接工裝裝夾完畢后,對大臂焊接總成進行最終組焊。焊后必須對大臂進行必要退火處理,消除約束應力和殘余應力,減小焊后變形。該焊接工裝具有以下特點:
(1)結構簡單,易加工,易組裝,易拆卸和易操作。
(2)使工件處于最佳的施焊部位,焊縫的成型性良好,工藝缺陷明顯降低,焊接速度得以提高。
(3)在保證組裝精度和焊接要求的同時,減少了焊接過程中焊接件的變位操作,降低了生產強度,提高了生產安全。
目前,該大臂焊接工裝已經投入生產使用,保證了焊接質量,提高了生產效率,降低了成本,滿足了各項技術性能指標要求,得到了職工們的好評,具有廣闊的推廣前景。
2014-08-25)
郭 兵(1981—),男,工程師,255081 山東省淄博市張店區(qū)中埠鎮(zhèn)。