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        抬底千斤頂耳板焊接工裝設計

        2021-12-24 09:24:52劉振輝于雁冰
        重型機械 2021年6期
        關鍵詞:支架設計

        劉振輝,宋 會,于雁冰

        (河南能源化工集團重型裝備有限公司,河南 開封 475000)

        0 前言

        在科技發(fā)展的引領下,煤礦企業(yè)越來越注重生產(chǎn)效率的提高,對液壓支架的質(zhì)量及性能提出了越來越高的要求。目前,我國制造的液壓支架與一些發(fā)達國家相比還存在一些差距,千斤頂作為液壓支架的重要部件之一,對液壓支架的質(zhì)量及性能起著至關重要的作用。為了順應時代的前進步伐,打造出高質(zhì)量的液壓支架,同時,提高企業(yè)的工作質(zhì)量和效率,設計一種抬底千斤頂耳板焊接的專用工裝就非常有價值。

        1 焊接件結(jié)構及工藝分析

        1.1 焊接件結(jié)構分析

        抬底千斤頂安放在液壓支架底部的前端,其上端和底座過橋相連接,另一端壓在推移框架上,是實現(xiàn)抬底座的關鍵部分。耳板用于固定抬底千斤頂,其在抬底千斤頂上的位置結(jié)構如圖1所示。兩個缸筒成一個整體,當耳板焊接、內(nèi)壁加工后再截成兩個,這樣可以提高加工效率??梢钥闯鏊膫€耳板分布在缸筒上,且在一條直徑上對稱。根據(jù)焊接件耳板的結(jié)構特點,焊縫為角焊縫,上下兩面對稱布置。工裝的設計要求能夠?qū)Ω淄布岸宓奈恢枚ㄎ?,包括耳板相對缸筒左右端面的距離、上下高度位置。

        圖1 抬底千斤頂耳板結(jié)構

        1.2 焊接件工藝分析

        根據(jù)焊接件的材料性能,選擇混合氣體保護焊(80%Ar+20%CO2)焊接。焊接方法采用多層多道、回弧等焊接方法,焊接速度控制在350~450 mm/min之間,焊絲伸出長度為12~18 mm,氣體流量在15~20 L/min之間。其特點是:成本低,焊接質(zhì)量較好,生產(chǎn)效率較高,操作性能好。由于耳板兩側(cè)都開有坡口,先進行一側(cè)焊接,然后翻轉(zhuǎn)工件再進行另一側(cè)焊接。由于工件的重量較小,工裝設計采用手動翻轉(zhuǎn)。

        2 焊接件定位分析

        焊接件在工裝中的定位是工裝設計的重要技術要求,缸筒及耳板的正確定位是保證焊接質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率的關鍵。

        根據(jù)抬底千斤頂缸筒及耳板的結(jié)構特點和焊接位置分布情況,首先要保證缸筒的定位。由于耳板在缸筒上是水平分布的且在一條直徑上,因此,缸筒的水平定位很關鍵。其水平定位基準是缸筒的兩端面,對其一端定位,采用擋板垂直于缸筒端面即可定位。然后耳板在缸筒上定位,要保證其定位基準與缸筒定位在同側(cè),根據(jù)耳板在缸筒上的分布情況,其上下面也要定位。最終,使工人放置好工件后便實現(xiàn)定位,然后對工件直接焊接,既方便工人焊接又提高作業(yè)效率。

        3 焊接工裝設計

        為了實現(xiàn)耳板在缸筒上的焊接,設計了一種專用的抬底千斤頂耳板焊接工裝,既可以固定好千斤頂又方便工人進行耳板焊接。該焊接工裝有兩種方案,如圖2、圖3所示,兩種工裝方案都主要由底板、支撐座、頂板、限位板等組成。

        圖3 工裝2

        從圖2中可以看出,該工裝中設置了4個支撐座,分別用于支撐缸筒與耳板,并且底面與地面接觸,其支撐座要求與缸筒同軸且同圓,使缸筒放在支撐座上能夠完全接觸實現(xiàn)缸筒的上下定位。在支撐座的一端設有定位板,其作用是對缸筒水平定位。在4個支撐板之間分別加小底板進行連接。在耳板的一側(cè)設置定位板,對耳板水平進行定位。為了保持缸筒與耳板的同側(cè)定位,耳板定位板要求放置在缸筒定位板同側(cè)。

        從圖3中可以看出有一個底板,作為放置支撐座、頂板、限位板的載體,因此要求底板平整,不得有變形的情況,以便保證工件的水平。在底板的兩端各有一個支撐座,用于支撐缸筒。考慮到缸筒的重量長度,設置兩個支撐座即可。支撐座也要求與缸筒同軸且同圓,能夠穩(wěn)固的實現(xiàn)定位。在支撐座的一端設有定位板用于對缸筒水平定位。在耳板定位時,用了兩塊頂板,同時在耳板的一側(cè)設置水平定位板,對耳板水平進行定位。要求耳板定位板與缸筒定位板同側(cè),保證缸筒與耳板的同側(cè)定位。頂板及定位板的寬度要適中、位置合理,在保證耳板定位的情況下,不能對缸筒位置形成干涉。

        對比兩種方案,圖2中四個支撐座分別與地面接觸,而圖3中用了一個底板與地面接觸,避免了多個零件與地面接觸,同時,地面接觸面較大且平整,容易保證工裝的平整性。在耳板的上下定位中,圖2用支撐座定位,由于一個支撐座的接觸面較小,容易導致耳板定位不穩(wěn),相比圖3中用兩個頂板支撐耳板,比較穩(wěn)固,而且兩個頂板的用料比一個支撐座還要小。綜上對比,圖3中的方案優(yōu)于圖2方案,因此,選出較優(yōu)的圖3方案作為焊接工裝。

        該工裝的設計同時考慮了工人作業(yè)的便捷性、適用性和經(jīng)濟成本。該工裝高度適中,工人作業(yè)很方便;能充分滿足對缸筒及耳板的定位,便于焊接;工裝結(jié)構簡單,經(jīng)濟成本也較低。

        4 結(jié)束語

        本文對抬底千斤頂耳板的結(jié)構分析與工藝分析,明確了缸筒與耳板的結(jié)構特點及焊接工藝方法。根據(jù)其結(jié)構特點確定了缸筒及耳板進行定位的兩種方案。通過對比,選擇出了一種較優(yōu)的方案作為抬底千斤頂耳板焊接的專用工裝,目前該工裝使用效果很好。該工裝的設計特點:

        (1)缸筒與耳板進行水平同側(cè)定位實現(xiàn)焊接。

        (2)本工裝的制造成本低,使用方便,可以固定好千斤頂方便焊接工人進行耳板焊接。

        (3)本工裝有效保證了耳板的位置精度,提高了工作效率及焊接質(zhì)量。

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