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坑道钻机操纵台加工工艺和工装设计

2021/11/25 阅读:

摘要:针对煤矿坑道钻机操纵台在生产加工中存在的问题,分析了钻机操纵台加工工艺,设计了一套煤矿坑道钻机操纵台加工工装。该工装结构简单、使用方便、稳定可靠,能够有效解决钻机操纵台加工精度问题,提高钻机操纵台加工生产效率,同时对于钻机操纵台生产标准化具有非常重要的意义。

关键词:煤矿坑道钻机;钻机操纵台;加工工艺;工装设计

0引言

操纵台是煤矿坑道钻机的核心控制模块,用于控制煤矿坑道钻机的主机(执行模块)工作,实现钻孔作业。操纵台主要由操纵台框架和各种控制阀块、压力表、胶管、护罩等装配而成,操纵台装配效率直接影响钻机加工生产效率。操纵台框架为操纵台加工生产核心部件,各种阀块和护罩都通过螺栓联接安装在操纵台框架上,所以操纵台框架加工精度要求较高。在实际加工生产中,经常出现操纵台护罩与操纵台框架孔位有偏差,无法安装的情况,为此,本文针对中煤科工集团西安研究院有限公司生产的ZDY6000LD(F)型钻机操纵台加工的关键工序设计了一套工装,便于提高操纵台框架加工精度,增强操纵台装配生产的互换性,提高钻机操纵台生产效率。

1操纵台加工和装配工艺分析

操纵台是钻机的控制模块,钻机动力头的回转、给进、起拔和卡盘、夹持器的联动都是靠操纵台上的阀类组合实现的,操纵台上的阀和护罩都是靠螺柱联接在操纵台框架上,为保证互换性和可装配性,对操纵台框架加工精度要求较高。操纵台结构示意图如图1所示。
1.1操纵台加工和装配工艺

钻机操纵台生产主要包括加工和装配两大步骤共9项工序,具体加工工序如表1所示。

1.2关键生产工序存在的问题

(1)组焊工序操纵台框架采用手工电弧焊的方式将无缝钢管和角钢、面板、侧板、拉板焊接起来,由于辅助时间长,焊接内应力严重,焊接精度低,焊接后框架易变形,互换性差,在装配过程中经常出现孔位偏差太大、无法装配的情况。(2)钻孔工序操纵台上各类阀块和护罩与操纵台框架通过各类通孔和螺纹孔联接,操纵台框架组焊完成后,根据图纸标注的钻孔尺寸进行钻孔,攻丝。由于操纵台上孔位众多,尺寸链长,导致累积误差超差严重,通过尺寸链定位进行钻孔精度低,在装配过程中经常存在操纵台框架上的孔位与操纵台面板、护罩上的孔位不一致,导致无法装配,必须进行修配作业,影响钻机操纵台装配效率。

2工装设计

综合操纵台加工工艺分析,为解决操纵台框架与阀块、面板、护罩装配点位误差过大问题,提高钻机操纵台加工精度,本文设计了一套坑道钻机操纵台加工工装,可满足ZDY6000LD(F)型煤矿坑道钻机操纵台框架钻孔定位需要,提高操纵台加工精度与装配效率。操纵台加工工装由三部分组成,分别为操纵台前护罩定位工装、操纵台面板定位工装和操纵台侧护罩定位工装,如图2所示。具体工作原理:操纵台框架组焊完成后,先进行自然应力释放,待操纵台框架形变结束后,将工装对应在操纵台相应的位置进行钻孔定位,最后将操纵台框架与工装固定好上钻床完成钻孔工序。

3操纵台工装使用效果

本文设计的操纵台工装在ZDY6000LD(F)型钻机操纵台上进行了试验,使用该工装之前,在钻机生产过程中,由于安装孔位误差大,40%该型操纵台需要现场修配,修配平均时长为1.8h,严重影响生产效率;使用操纵台工装进行操纵台加工后,仅有3%的操纵台需要在装配现场修配,极大地提高了钻机操纵台装配效率。本文设计的操纵台工装结构简单、使用方便、稳定可靠,能够有效解决钻机操纵台框架加工中的各类安装孔定位问题,具有可复制性和推广性,目前已经在中煤科工集团西安研究院有限公司ZDY系列钻机操纵台的加工生产中得到了广泛的应用,同型号钻机操纵台中的框架和护罩基本上可以实现互换,有效提高了钻机生产的整体装配效率。

4结语

为解决坑道钻机操纵台生产中遇到的实际问题,设计了一套结构简单、定位准确、稳定可靠的操纵台工装,实现了坑道钻机操纵台加工的标准化,有效提高了操纵台加工精度,增强了操纵台框架和各类护罩的可互换性,提高了钻机操纵台的生产效率,在实际生产中取得了良好的经济效益。同时也为其他行业的操纵台类零件的装配加工提供了可借鉴的方法。

作者:康奇岳 高百战 程娅 单位:中煤科工集团西安研究院有限公司

坑道钻机操纵台加工工艺和工装设计

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