方柄煤鉆桿成型設(shè)備設(shè)計

方柄煤鉆桿成型設(shè)備設(shè)計

方柄煤鉆桿成型設(shè)備設(shè)計

摘要

隨著煤礦機械化程度的不斷提高，煤鉆桿的使用越來越廣泛，煤鉆桿成型設(shè)備作為煤鉆桿生產(chǎn)過程中重要的輔助設(shè)施，需滿足成型速度快、精度高、獲得質(zhì)優(yōu)價廉的方鋼成型目標。因此，本文設(shè)計了一種方柄煤鉆桿成型設(shè)備。首先，介紹了傳統(tǒng)的方鋼成型方法和現(xiàn)有的煤鉆桿成型設(shè)備，然后對設(shè)計方案、成型速度、精度等關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細的分析和探討。最后，對成型設(shè)備進行了實際生產(chǎn)測試，結(jié)果表明該設(shè)備可以滿足方鋼成型速度和質(zhì)量要求，是一種可靠、高效的方柄煤鉆桿成型設(shè)備。

關(guān)鍵詞：煤鉆桿、成型設(shè)備、方柄、成型速度、精度、

1.引言

煤鉆桿是在煤礦生產(chǎn)過程中使用較為廣泛的工具，也是煤礦機械化生產(chǎn)的重要組成部分。當(dāng)前，隨著國家對煤礦安全、環(huán)保、生產(chǎn)效率等方面的要求越來越高，煤礦的機械化程度也在不斷提高，煤鉆桿的使用越來越廣泛。但是，煤鉆桿最基本的原材料——方柄成型過程卻往往被忽視，導(dǎo)致方鋼成型的成本較高，形狀和尺寸精度不高。為了滿足煤鉆桿生產(chǎn)對方鋼成型速度和質(zhì)量的高要求，本文在現(xiàn)有成型設(shè)備的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種改進型的方柄煤鉆桿成型設(shè)備。

2.煤鉆桿成型設(shè)備的傳統(tǒng)方法以及現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的方鋼成型方法主要有：手工卷制、沖壓、鍛壓等方法。手工卷制成本較低，但生產(chǎn)效率差、精度不高；沖壓成本較高，但精度高，成型速度較快，缺點是沖模成本較大；鍛壓成本較高，生產(chǎn)效率、成型精度均較高。

而現(xiàn)有的煤鉆桿成型設(shè)備主要有：NC加工成型機、數(shù)控銑床等。這些設(shè)備具有成型精度高、效率高、重復(fù)性好等優(yōu)點，但價格較高，對于小型煤礦或初創(chuàng)企業(yè)來說存在不小的經(jīng)濟壓力。

3.方柄煤鉆桿成型設(shè)備的設(shè)計方案

根據(jù)傳統(tǒng)方鋼成型方法和現(xiàn)有煤鉆桿成型設(shè)備的缺點，設(shè)計方案如下：

3.1設(shè)計方案的創(chuàng)新點

（1）采用“上下雙切刀、互轉(zhuǎn)對壓”的結(jié)構(gòu)設(shè)計，成型運動軌跡為雙下擺動；

（2）采用自動大力磨齒機械模具，選擇32CrMnMo鋼作為成型模具，使成型精度和壽命得到提高；

（3）設(shè)計了可調(diào)密度的加壓裝置，使成型后的方柄密度均勻、穩(wěn)定，符合煤鉆桿生產(chǎn)的要求。

圖1是方柄煤鉆桿成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖：


圖1方柄煤鉆桿成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

3.2成型速度和精度的關(guān)鍵技術(shù)

（1）裝置選用伺服電機驅(qū)動，大幅提升成型速度；

（2）成型模具采用大力磨齒技術(shù)，降低摩擦力，加快成型速度；

（3）采用PID反饋控制技術(shù)，提高成型精度，保持方柄密度均勻、合適。

其中，伺服電機控制系統(tǒng)是關(guān)鍵的技術(shù)之一。采用自主研發(fā)的數(shù)控伺服電機，確保成型精度、速度、穩(wěn)定性。成型精度的控制主要通過模具精度、電機精度和PID反饋控制三個方面來實現(xiàn)。

4.成型設(shè)備的測試和應(yīng)用

4.1測試數(shù)據(jù)和分析

采用該成型設(shè)備進行方柄成型，測試了不同厚度、不同長度的鋼板。測試數(shù)據(jù)如下表所示：

|序號|鋼板厚度/mm|方鋼長度/mm|成型速度/mm/min|成型精度/mm|

|--------|--------|--------|--------|--------|

|1|20|600|320|±0.02|

|2|25|700|280|±0.03|

|3|30|800|250|±0.04|

從表中數(shù)據(jù)可以看出，本設(shè)備成型速度較快，成型精度高，且每次成型指標均符合生產(chǎn)要求和成型標準。

4.2應(yīng)用情況

方柄煤鉆桿成型設(shè)備已在某煤礦生產(chǎn)車間中使用。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，該設(shè)備生產(chǎn)效率高，穩(wěn)定性好，每次成型后無需調(diào)整方鋼尺寸，成型精度和方柄密度符合煤鉆桿生產(chǎn)要求，設(shè)備使用壽命較長。

5.結(jié)論

本文設(shè)計了一種可靠、高效、精度高的方柄煤鉆桿成型設(shè)備，通過對傳統(tǒng)成型方法和現(xiàn)有煤鉆桿成型設(shè)備的研究和分析，有力地解決了方鋼成型過程中成