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EBZ160掘進機研制報告 EBZ160掘進機研制報告 EBZ160懸臂式掘進機是我廠與遼寧工程技術大學聯(lián)合開發(fā)設計的新產(chǎn)品。該機共有專用件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的工作性能和安全性能。于是我們對所有主要關鍵件進行了研究分析，并做了必要的工藝性實驗，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 花鍵套是掘進機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，在掘進機工作時，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加工，經(jīng)過研究分析我們設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，但對頭焊機床當時正在維修中，我們采用了在車床上使整個花鍵套勻速旋轉，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，整個花鍵部分可以流暢的在兩段花鍵套里滑動，并且之后掘進機的井下實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 本體架是整機中的重要部件，它的加工精度是前進或后退的直線度和回轉部分角度的保證，決定了掘進機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行了充分的論證，并做出了詳細的工藝指導卡，我們按照基準統(tǒng)一的原則，利用J1-0401-16連接板為主要定位基準和測量基準，并以J1-0401-27側板和J1-0401-11外側板端面粗糙度6.3處為安裝基準，使本體架盡量減少裝夾次數(shù)，除回轉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，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 掘進機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。為了達到設計要求的隔爆要求，我們設計了多套工藝方案，并進行了試驗，最后確定了箱體焊后整體加工，隔爆面加工后進行打磨的工藝方案。 工藝流程： 鉚焊—— 退火（消除應力）—— 鉚焊（修型）—— 粗加工—— 半精加工—— 精加工 1、隔板上的孔為了達到隔爆要求，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孔的工藝方法滿足了設計要求。 2、電控箱的隔爆面非常多，用普通機床加工的效果不是很好，為了彌補設備上的不足，用刨床精刨后再用砂帶磨進行打磨，使隔爆面達到了加工精度，滿足了設計要求。 四、鏟板部的加工 鏟板部是掘進機運輸部分的源頭，在掘進機進行掘進作業(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)過設計人員與工藝人員的辛苦努力，圓滿完成了任務。 工藝流程： 鉚焊——退火（消除應力）——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。工藝人員與設計人員經(jīng)過溝通決定采用鏟板部端面留量，裝配后再進行加工的工藝過程，很好的解決了問題。 在焊接工藝方面掘進機本部、行走部、截割部、鏟板部等部件結構復雜，組焊方法要求順序準確，特別是特殊低合金鋼的焊接，鋁青銅合金的堆焊，箱體構件打壓防爆等是近些年公司生產(chǎn)從未遇到過，生產(chǎn)準備過程中工藝部門結合我廠實際，制定出合理的工藝方案及詳細的工藝指導卡十余項，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掘進機產(chǎn)品的先期工藝準備和生產(chǎn)服務，為新產(chǎn)品的成功開發(fā)和公司產(chǎn)品進入煤機行業(yè)打下堅實基礎。 五、傳動裝置 截割部減速機和行走部傳動箱是EBZ—160掘進機的主要動力傳動裝置。截割部減速機作用是帶動切割頭進行截割掘進工作，是掘進機工作動力裝置;行走部傳動箱通過行走輪，帶動履帶是掘進機行走牽引的動力傳動裝置。 截割部減速機為二級行星減速機。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： 截割電動機： 160/80KW 減速比： 1/31.03 輸入轉速： 1475/735 rpm 輸出轉速： 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，運轉平穩(wěn)，高可靠性。主要指標： 栓塞馬達： 23KW 輸入轉速： 272 rpm 輸出轉速： 4 rpm 截割部減速機和行走部傳動箱歷時半年時間，根據(jù)工況條件進行調(diào)研、考察及工藝可行性分析研究，制定了完整的工藝技術方案。在試制過程中進行了全程跟蹤。下面就截割部減速機和行走部傳動箱中的主要件的工藝方法和質量保證手段做簡要介紹： 1．截割部減速機箱體 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。焊后進行去應力退火和時效處理，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） 去應力退火、時效處理 噴丸 半精加工 精加工 鉗。 2．行走部傳動箱油馬達聯(lián)結法蘭和輸入軸座加工 油馬達聯(lián)結法蘭與輸入軸座為分體連接式結構，兩者之間相關軸承孔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構，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熱至200℃，來保證焊接質量，焊后采用退火熱處理消除應力變形。 3.2 行星架的加工制造 加工制造路線：鍛 熱 粗車 調(diào)質 焊接 去應力退火 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)品質量，采用工藝措施如下：鍛 正火 粗加工 探傷 調(diào)質 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)品加工質量及精度。 5．工裝 在截割部減速機及行走部傳動箱試制過程中，在工藝原則保證產(chǎn)品質量前提下，力求控制工裝數(shù)量。在試制過程中，共設計工裝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．截割部減速機及行走部傳動箱的裝配與實驗 6.1截割部減速機 a）在安裝調(diào)試過程中，要求齒輪齒側間隙0.17mm，接觸斑點沿齒高不小于45%，沿齒長不小于60%。 b）載跑合，按截割電機功率25%，運轉120min，運轉平穩(wěn)情況良好，無滲漏，無異常聲音及溫升現(xiàn)象。 c）按50%，75%截割電機額定功率分別運轉60min；按100%截割電機額定功率運轉30min。 最高油溫≤100℃，最高溫升≤75℃。加載實驗后檢驗，所有參與試驗元件（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)試各級齒輪側的嚙合側隙0.15~0.269mm，接觸斑點沿齒高不小于45%，沿齒長不小于60%。 b）空運轉在額定轉速下，正反轉各進行2~3小時，以最高速度7.1m/min正反轉運轉半小時，輸出轉速不小于3.5r/min。 c）高壓保護試驗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，正反重復試驗10次。 d）制動器停機試驗：檢測制動器送開，制動工況靈活可靠。 e）溫升實驗：行走速度3.5rpm/min，油壓180mPa， 最高油溫≤100℃，最高油溫75℃。 上述實驗完成后，檢查傳動箱齒輪、軸承均無失效和損壞現(xiàn)象。 7．總結 我們分別對截割部減速機和行走部位傳動箱，進行了臺架實驗，經(jīng)過跑合、輕載、工作載荷一系列試驗，對各項參數(shù)進行測試。其各項指標均符合《MT/T2911-1998懸臂式掘進機傳動齒輪箱檢驗規(guī)范》。通過樣機的試制，檢驗了所制定的工藝及質量保證措施是可行的，我廠的設備和工藝手段能滿足設計的要求，可以批量生產(chǎn)。