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EBZ160掘進(jìn)機(jī)研制報告 EBZ160掘進(jìn)機(jī)研制報告 EBZ160懸臂式掘進(jìn)機(jī)是我廠與遼寧工程技術(shù)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)設(shè)計的新產(chǎn)品。該機(jī)共有專用件1210種總計2768件（含外委件），各件的形位公差、表面粗糙度和加工精度決定了整機(jī)的工作性能和安全性能。于是我們對所有主要關(guān)鍵件進(jìn)行了研究分析，并做了必要的工藝性實(shí)驗(yàn)，制定出了一套完整合理的工藝方案。下面就一些主要零部件的工藝方法和質(zhì)量保證手段做簡單介紹。 一、花鍵套內(nèi)花鍵的加工 花鍵套是掘進(jìn)機(jī)中伸縮部的重要部件，全長736mm，分為前后兩段花鍵，分別焊在中間套上，在掘進(jìn)機(jī)工作時，截割頭軸要在前后兩段花鍵套里同時順暢滑動。所以就必須保證兩段內(nèi)花鍵的同軸度，但我廠的插齒機(jī)加工范圍無法滿足花鍵套的加工要求，我們只好采用分段加工的方法，即將前、后花鍵套和中間套分別單獨(dú)加工，經(jīng)過研究分析我們設(shè)計了一根工裝軸來連接前、后花鍵套和中間套，以保證其同軸度，然后在對頭焊上焊接，但對頭焊機(jī)床當(dāng)時正在維修中，我們采用了在車床上使整個花鍵套勻速旋轉(zhuǎn)，由兩名焊工同時均勻的將前、后花鍵套與中間套焊接。在撤掉假軸后，用截割頭軸試驗(yàn)，整個花鍵部分可以流暢的在兩段花鍵套里滑動，并且之后掘進(jìn)機(jī)的井下實(shí)際工作中整個伸縮部沒有出現(xiàn)過任何故障，證明我們的工藝手段是成熟的。 二、本體架的加工 本體架是整機(jī)中的重要部件，它的加工精度是前進(jìn)或后退的直線度和回轉(zhuǎn)部分角度的保證，決定了掘進(jìn)機(jī)整體安裝后的安裝精度和整體性能，因此我們對本體架的加工方案進(jìn)行了充分的論證，并做出了詳細(xì)的工藝指導(dǎo)卡，我們按照基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，利用J1-0401-16連接板為主要定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)，并以J1-0401-27側(cè)板和J1-0401-11外側(cè)板端面粗糙度6.3處為安裝基準(zhǔn)，使本體架盡量減少裝夾次數(shù)，除回轉(zhuǎn)部分外一次裝夾全部完成各孔、面、槽的加工，尺寸精度和形狀位置精度都以J1-0401-16連接板為基準(zhǔn)，完全保證了各處的尺寸精度和形狀位置精度。 三、電控箱的加工 掘進(jìn)機(jī)的電控箱部分是此次工藝加工的重中之重，它的隔爆與否是直接保證井下作業(yè)安全性的先決條件。為了達(dá)到設(shè)計要求的隔爆要求，我們設(shè)計了多套工藝方案，并進(jìn)行了試驗(yàn)，最后確定了箱體焊后整體加工，隔爆面加工后進(jìn)行打磨的工藝方案。 工藝流程： 鉚焊—— 退火（消除應(yīng)力）—— 鉚焊（修型）—— 粗加工—— 半精加工—— 精加工 1、隔板上的孔為了達(dá)到隔爆要求，加工精度要求很高。為了保證加工精度，采用了先用小一號的鉆頭鉆孔，然后用小半號和正好的鉆頭擴(kuò)孔的工藝方法滿足了設(shè)計要求。 2、電控箱的隔爆面非常多，用普通機(jī)床加工的效果不是很好，為了彌補(bǔ)設(shè)備上的不足，用刨床精刨后再用砂帶磨進(jìn)行打磨，使隔爆面達(dá)到了加工精度，滿足了設(shè)計要求。 四、鏟板部的加工 鏟板部是掘進(jìn)機(jī)運(yùn)輸部分的源頭，在掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)時又起到支撐的作用，所以對它的整體性能要求很高。在加工過程中出現(xiàn)了很多問題，經(jīng)過設(shè)計人員與工藝人員的辛苦努力，圓滿完成了任務(wù)。 工藝流程： 鉚焊——退火（消除應(yīng)力）——鉚焊（修型）——粗加工——精加工——裝配。 鏟板部總體分為三部分，各加工面的整體配合很難保證，三部分在安裝過程中出現(xiàn)了錯位現(xiàn)象。工藝人員與設(shè)計人員經(jīng)過溝通決定采用鏟板部端面留量，裝配后再進(jìn)行加工的工藝過程，很好的解決了問題。 在焊接工藝方面掘進(jìn)機(jī)本部、行走部、截割部、鏟板部等部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組焊方法要求順序準(zhǔn)確，特別是特殊低合金鋼的焊接，鋁青銅合金的堆焊，箱體構(gòu)件打壓防爆等是近些年公司生產(chǎn)從未遇到過，生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中工藝部門結(jié)合我廠實(shí)際，制定出合理的工藝方案及詳細(xì)的工藝指導(dǎo)卡十余項，按最優(yōu)化工序措施，組合生產(chǎn)工序，規(guī)定工藝人員生產(chǎn)全程跟蹤等方法，圓滿完成了EBZ160掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品的先期工藝準(zhǔn)備和生產(chǎn)服務(wù)，為新產(chǎn)品的成功開發(fā)和公司產(chǎn)品進(jìn)入煤機(jī)行業(yè)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。 五、傳動裝置 截割部減速機(jī)和行走部傳動箱是EBZ—160掘進(jìn)機(jī)的主要動力傳動裝置。截割部減速機(jī)作用是帶動切割頭進(jìn)行截割掘進(jìn)工作，是掘進(jìn)機(jī)工作動力裝置;行走部傳動箱通過行走輪，帶動履帶是掘進(jìn)機(jī)行走牽引的動力傳動裝置。 截割部減速機(jī)為二級行星減速機(jī)。要求具有高的抗沖擊能力、高的傳遞動力可靠性。主要參數(shù)指標(biāo)： 截割電動機(jī)： 160/80KW 減速比： 1/31.03 輸入轉(zhuǎn)速： 1475/735 rpm 輸出轉(zhuǎn)速： 47.5/23 rpm 行走部傳動箱位三級行星傳動裝置，要求承載能力強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，高可靠性。主要指標(biāo)： 栓塞馬達(dá)： 23KW 輸入轉(zhuǎn)速： 272 rpm 輸出轉(zhuǎn)速： 4 rpm 截割部減速機(jī)和行走部傳動箱歷時半年時間，根據(jù)工況條件進(jìn)行調(diào)研、考察及工藝可行性分析研究，制定了完整的工藝技術(shù)方案。在試制過程中進(jìn)行了全程跟蹤。下面就截割部減速機(jī)和行走部傳動箱中的主要件的工藝方法和質(zhì)量保證手段做簡要介紹： 1．截割部減速機(jī)箱體 1.1箱體焊接缺陷及變形的處理 要求箱體焊接焊縫不允許存在夾雜和裂紋并做滲漏試驗(yàn)。焊后進(jìn)行去應(yīng)力退火和時效處理，然后噴丸。從而克服了箱體的焊接缺陷及變形。 1.2 箱體的加工 箱體總長1100mm，寬558mm，各軸承孔之間同軸度為7級精度，表面粗糙度3.2，為保證箱體質(zhì)量精度和穩(wěn)定性在2500mm立式車床加工各軸承孔。 采用工藝路線：焊 檢（滲漏試驗(yàn)） 去應(yīng)力退火、時效處理 噴丸 半精加工 精加工 鉗。 2．行走部傳動箱油馬達(dá)聯(lián)結(jié)法蘭和輸入軸座加工 油馬達(dá)聯(lián)結(jié)法蘭與輸入軸座為分體連接式結(jié)構(gòu)，兩者之間相關(guān)軸承孔6級精度、粗糙度3.2。 工藝路線：鑄 退火 立車 鉗 銑 鉗。 3．行星架 傳動裝置均為懸臂式行星架焊接結(jié)構(gòu)，由架體和定位軸焊接組成，行星架中心孔為花鍵軸連接輸出，受力強(qiáng)度大、傳動精度高，是傳動裝置的主要零件。 3.1 行星架的焊接缺陷及變形 焊縫要求均勻不得有夾渣、氣孔、未焊透缺陷。在架體與定位軸焊接時要求預(yù)熱至200℃，來保證焊接質(zhì)量，焊后采用退火熱處理消除應(yīng)力變形。 3.2 行星架的加工制造 加工制造路線：鍛 熱 粗車 調(diào)質(zhì) 焊接 去應(yīng)力退火 半精加工 精加工 鉗 花鍵部位氮化。 行星架由5個定位軸在架體上均勻分布，尺寸精度5級，表面粗糙度1.6，為保證行星架產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性、定位軸與架體花鍵之間加工精度，精加工在CBFR150/2 臥式加工中心加工，從而確定了定位軸與架體之間的尺寸精度及形位公差，也使齒輪的傳動精度有了保證。 4．行星輪 行星輪是傳動裝置中主要零件，由于傳動裝置工況條件要求行星輪具有高耐沖擊能力、高精度、高可靠性。經(jīng)論證行星輪材料選用具有抗沖擊載荷能力強(qiáng)的重載滲碳齒輪用鋼18Cr2Ni4WA。齒面滲碳淬火，齒面硬度HRC58~62，芯部硬度HRC32~35，機(jī)械性能σb≥115kgf/mm2; σs≥85kgf/ mm2;δs≥10%;Ψ≥50%;αk≥10kgf/ mm2,齒輪精度5級。 為保證齒輪加工精度及產(chǎn)品質(zhì)量，采用工藝措施如下：鍛 正火 粗加工 探傷 調(diào)質(zhì) 半粗加工 滲碳淬火 噴丸 精加工 磨齒 齒面探傷。 此加工工藝經(jīng)證明，可確保產(chǎn)品加工質(zhì)量及精度。 5．工裝 在截割部減速機(jī)及行走部傳動箱試制過程中，在工藝原則保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，力求控制工裝數(shù)量。在試制過程中，共設(shè)計工裝7套，借用工裝10套，使產(chǎn)品試制周期縮短，并降低了制造成本。 6．截割部減速機(jī)及行走部傳動箱的裝配與實(shí)驗(yàn) 6.1截割部減速機(jī) a）在安裝調(diào)試過程中，要求齒輪齒側(cè)間隙0.17mm，接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于45%，沿齒長不小于60%。 b）載跑合，按截割電機(jī)功率25%，運(yùn)轉(zhuǎn)120min，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)情況良好，無滲漏，無異常聲音及溫升現(xiàn)象。 c）按50%，75%截割電機(jī)額定功率分別運(yùn)轉(zhuǎn)60min；按100%截割電機(jī)額定功率運(yùn)轉(zhuǎn)30min。 最高油溫≤100℃，最高溫升≤75℃。加載實(shí)驗(yàn)后檢驗(yàn)，所有參與試驗(yàn)元件（包括軸承和齒輪）完好無損。 6.2行走部件傳動箱 a）安裝、調(diào)試各級齒輪側(cè)的嚙合側(cè)隙0.15~0.269mm，接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于45%，沿齒長不小于60%。 b）空運(yùn)轉(zhuǎn)在額定轉(zhuǎn)速下，正反轉(zhuǎn)各進(jìn)行2~3小時，以最高速度7.1m/min正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)半小時，輸出轉(zhuǎn)速不小于3.5r/min。 c）高壓保護(hù)試驗(yàn)在最大牽引速度下加載至高壓安全閥開啟，牽引速度降至零，正反重復(fù)試驗(yàn)10次。 d）制動器停機(jī)試驗(yàn)：檢測制動器送開，制動工況靈活可靠。 e）溫升實(shí)驗(yàn)：行走速度3.5rpm/min，油壓180mPa， 最高油溫≤100℃，最高油溫75℃。 上述實(shí)驗(yàn)完成后，檢查傳動箱齒輪、軸承均無失效和損壞現(xiàn)象。 7．總結(jié) 我們分別對截割部減速機(jī)和行走部位傳動箱，進(jìn)行了臺架實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過跑合、輕載、工作載荷一系列試驗(yàn)，對各項參數(shù)進(jìn)行測試。其各項指標(biāo)均符合《MT/T2911-1998懸臂式掘進(jìn)機(jī)傳動齒輪箱檢驗(yàn)規(guī)范》。通過樣機(jī)的試制，檢驗(yàn)了所制定的工藝及質(zhì)量保證措施是可行的，我廠的設(shè)備和工藝手段能滿足設(shè)計的要求，可以批量生產(chǎn)。