耙斗机安好尾滑轮并且进行有关的安全检查,便可启动电动机,开始装岩工作。工作时,拉紧工作滚筒的操纵杆,工作滚筒便牵引耙斗,扒取岩石,沿料槽卸人矿车。然后松开工作滚筒操纵杆,拉紧滚筒操纵杆,使空耙斗回到迎头,重复扒岩动作。连扒2—3次便可装满一矿车。
耙斗机还可用于倾斜巷道装岩,但在坡度较大时,除使用原有的前轨器外,还应增设阻车装置,加强防滑措施和安全保护。为保证较高的生产率及便于铺设前轨器,装岩机工作时,离开迎头远不宜超过 15m。为避免放炮时机器受损,机器离迎头一般不小于6m。
耙斗机安好固定楔后,便可把尾轮挂在楔体的圆环上,尾轮的悬挂位置随巷道情况而定,一般悬挂在迎头岩石堆上面800~1000mm高度处为佳,为减轻工作劳动,提高机器的装载率,应视岩石堆积情况而左右移动悬挂位置,以扒净中间和两侧货物为准。在悬挂和取下尾轮时,应先将绞车滚筒边缘的刹车弹簧松载,以便人工能轻松地拉动钢丝绳,便于悬挂,待尾轮悬挂好后,再将弹簧复位或调节到合适压力。
皮带机故障及维修方法分析
皮带机跑偏故障分析:引起皮带机跑偏有多种可能性 简单介绍几种:皮带对接安装尺寸精度不高;驱动滚筒或改向滚筒安装偏(但可调整,不会长期跑偏);滚筒与皮带之间有异物卷入;物料不在皮带正中(不经常出现) 跑偏故障多种多样,具体情况具体对待。处理方法:若是安装时皮带对接偏,一般扣连接皮带时皮带端头截斜了会出现钉扣时整个对接就会斜,不严重时用调心托辊,严重时需重新截端头重新钉扣。滚筒安装偏一般只是在刚安装时会出现,这种在平时不大出现,除了在张紧皮带时需重新调整。滚筒都有调整装置或是张紧装置,都可以调整跑偏皮带。按照相应装置具体调整。由于工作条件可能不好,例如矿井皮带机就会有煤渣或粉尘卷到皮带与滚筒之间,使得皮带在同一截面受力不均导致跑偏。定时清理皮带周围杂物和煤渣。
皮带机皮带断带或局部撕裂故障分析:超载运行或启动时局部物料压住;皮带老化严重;张紧力过大;跑偏导致皮带被卡住;物料的冲砸导致;处理方法:控制运输量或清理物料。皮带老化一般会表现出皮带不如以前硬(新皮带还是有点硬的),太软,表面磨损光滑(新皮带表面是不光滑的),皮带边磨损都是毛边。这是钉扣处容易撕裂。即使重新钉扣也会很快再次撕裂或断带。这时只有更换皮带。适当调整张紧力。勤观察皮带是否跑偏,若是,即使处理,否则严重时皮带会卷到滚筒与机架的缝隙中对皮带造成严重损坏。观察皮带上方是不是有其他横梁之类的东西和皮带距离很近,因为有时大物料很有可能就卡在皮带与上方横梁之间,有可能就导致皮带转不动。终导致打滑或皮带断裂,烧坏电子滚筒或电机。
耙斗机使用前需要准备哪些
耙斗机使用前选用相匹配的四芯软电缆50—70米,一端接入装载机控制电箱(或防爆磁力起动器)位置,另一端接在带漏电保护的三相交流电源和接地电阻小于2Ω的接地网上。矿用扒渣机作业前检查漏电断路器是否灵敏可靠,电压是否正常,电缆是否完好,接线端有无松动脱落,否则禁止工作,须停机进行修复。检查操纵系统:各操纵手柄应处于中立位置,操纵应灵活,无卡滞现象。
查看矿用扒渣机液压系统:液压系统的元件及其联接管路之间连接应紧固,无明显渗漏现象,液压管路应符合规定 液压油必须保持清洁,不允许用不干净的容器来盛装,且必须从加油的液压空气滤清器处加入。油面不足及时补充。 推荐使用L-HM46号抗磨液压油,冬季推荐使用L-HM32号抗磨液压油。
山西耙斗机耙斗:耙斗由尾帮、侧板、拉板、筋板焊接而成整体,组成马蹄形半箱形结构,耙齿用铆钉固定在尾帮下端,耙齿磨损后可更换。料槽:料槽是容纳耙取(煤)矸的,耙取的岩石以此通过进料槽、中间槽、卸料槽底部的卸料口卸入矿车。中间槽安装在台车的支架和支柱上,而进料槽、卸料槽则分别在其前后与之衔接。
基于数值模拟的多楔带轮成形工艺研究
带轮作为一种重要的传动零件, 广泛应用于汽车、农机、水泵以及机床等机械设备传动中。带轮传统加工方法是采用铸、锻毛坯经切削加工而成,特点是浪费材料、生产效率低,产品具有精度低、笨重、转动惯量大等缺点。随着科学技术的发展进步,锻压及旋压技术以其节能节材、生产效率高、产品性能好、合格率高等优点,逐步推广应用到带轮的实际生产中。
带有凸台的多楔带轮的成形采取锻压与旋压相结合的成形工艺,而关于影响复杂结构多楔带轮成形质量的工艺参数,并没有明确的研究结果可以参考,故零件生产多结合有限元模拟和试验分析得到较为合适的参数,并在此基础上进行下一步的优化。根据材料的拉伸系数计算拉伸道次,结合冲压与锻造技术并采用有限元模拟软件DEFORM-3D进行数值模拟,分析成形过程中的应力、应变分布,为锻压成形多楔带轮的实际生产提供参考。
零件结构分析
带有凸台的多楔带轮结构如图1、图2所示,在旋压成形多楔齿之前需经过锻压成形内筒及凸台,其中凸台的成形难度较大。多楔带轮材料为DD13钢,基本力学性能如下:屈服强度为325MPa,密度为7.851g/cm3,弹性模量为205GPa,泊松比为0.29。
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图1 多楔带轮结构图
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图2 多楔带轮三维示意图
锻压成形工艺分析
根据体积不变原理,利用Pro/Engineer对多楔带轮体积进行计算,同时考虑预留加工余量,确定选用厚度为3mm,直径为206mm的板坯进行制坯。根据零件结构特点制定其锻压成形工艺路线:多道次拉深成形内筒→冷锻内筒→成形凸台→成形外圆弧。
内筒的多道次拉深成形工艺参数可查询冲压手册,为尽可能降低板坯减薄程度,设计三道次拉深成形内筒。通过查阅带凸缘拉深系数表并且结合生产实际,设计次拉深系数m1=0.52。由拉深系数计算公式:
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其中,m为拉深系数,d为筒壁直径(mm),D为毛坯直径(mm)。计算得拉深直径为d1=107mm。后两道次拉深系数通过查询冲压手册并结合实际取m2=0.75,m3=0.77。故拉深直径分别为d2=80mm,d3=61.3mm。凹模圆角半径的计算公式如公式2所示:
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其中,t 为坯料厚度(mm),D 为毛坯直径(mm),d为次拉深后筒壁直径(mm)。计算出第1次拉深中凹模圆角半径r1为14mm。由此可确定出后续拉深的凹模圆角半径为:r2=10mm,r3=7mm。由于内筒的成形属于变薄拉深,在经过三道次的拉深成形之后需经过冷镦工步对内筒筒壁增厚,故前三道次的拉深高度需大于零件内筒的图纸尺寸,结合实际生产经验前三道次拉深高度为h=24mm。
有限元模型建立
利用Pro/Engineer建立工件和各道次模具的三维模型,基于Deform-3D软件对多道次成形过程进行模拟分析,模拟采用“SI”公制单位,实际生产中材料为DD13,模拟选择材料库中与之相近的AISI-1008,坯料设置为塑性体,模具为刚性体,网格数量划分为150000个,并运用局部网格细化技术对坯料中间部分进行网格细化分。根据生产实际将摩擦因数设置为0.12,冲压速度为10mm/s,温度为20℃。图3所示为道次模具结构。
模拟结果分析
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图3 第1道次拉深成形模具图
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图4 至第三道次等效应变分布图
道次至第三道次有限元模拟的等效应变分布如图4所示。由图4(a)可见应变值较大处出现在内筒上下圆角处,即内筒上下圆角处变形程度较大。由于第二道次和第三道次的拉深高度不再变化,只在筒径上发生变化,故内筒的上侧圆角处应力较为集中,如图4(b)和图4(c)所示。第三道次筒径缩小到61.3mm,已近似于零件内筒直径61mm,此时内筒圆角及筒壁处壁厚发生了减薄。有限元模拟过程中未出现刮料、折叠缺陷,成形质量较好。
第四道次冷镦成形内筒。由于前三道次的拉深使内筒筒壁及圆角处有所减薄,所以冷镦内筒的目的是增厚内筒筒壁及内筒上侧圆角以保证后续零件的成形质量。冷镦工艺是一种精密塑性成形技术,具有制品的机械性能好、生产率高和材料利用率高,特别适合于大批量生产等优点。由图5等效应变分布图可知,坯料内筒上圆角处应变值较大,因上圆角处圆角半径较大,在上模下压时坯料上圆角处与下模发生刮蹭,故出现应力集中的现象。从成形结果上看内筒筒壁及上侧圆角处金属充填饱满,满足后续加工要求。锻压成形过程中载荷出现在该道次,第四道次载荷图如图6所示,载荷为184吨。
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图5 第四道次等效应变分布图
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图6 第四道次载荷图
第五道次冲压预成形凸台以及轮辐与内筒相接的圆角,第六道次通过局部加载凸台处的上模具将凸台锻造至零件要求壁厚。通过锻造工艺使凸台处近净成形,减少机加工量;同时使金属材料向四周圆角处流动充填,提高产品表面光洁度和产品精度;并且可以改变金属组织,提高金属性能。第五道次至第六道次等效应变分布图如图7所示。成形过程中没有出现刮料、折叠等缺陷,但是从图7(b)可见凸台圆角处未充填饱满,这是由于凸台高度较高,冲压过程中减薄较严重引起的。
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图7 第五道次至第六道次等效应变分布图
工艺优化
为解决成形方案中凸台圆角处充填不饱满的问题,考虑在成形凸台之前增加一道次,在内筒与轮辐之间作圆弧过渡,使坯料在凸台处聚料,后两道次按照成形方案的模具进行模拟。增加在凸台处聚料的道次及成形凸台后一道次的应变分布图如图8、图9所示。从成形结果看,凸台圆角处充填饱满,并且没有缺陷产生,成形效果较好,故该成形方案可以有效地解决凸台处减薄严重的问题。对比各道次等效应变值可以发现,随着道次的增加,材料内累积的应变值越来越大。
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图8 增加道次的等效应变图
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图9 凸台成形等效应变图
后一道次冲压成形外圆弧,该道次是为后续旋压成形轮缘及多楔齿做准备,等效应变图如图10所示。可见内筒上圆角和凸台处的应变值较大。终成形结果图如图11所示,成形效果良好。经过测量各处壁厚均达到后续加工要求。
试验验证
根据模拟分析结果,利用YQK-200型液压机进行试验,得到了合格的样件,多楔带轮锻压试件如图12所示。可以看出凸台部分成形质量较好,试件表面光洁度较高,未出现刮料、叠料等现象,经测量试件各关键部位处壁厚均达到后续加工要求。通过试验验证了该锻压工艺的正确性,可为实际生产提供。
结论
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图10 终成形等效应变分布图
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图11 终模拟结果图
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图12 多楔带轮锻压试件
通过对双凸台多楔带轮锻压工艺方案进行深入分析,将冲压工艺和锻造工艺相结合,采用有限元软件Deform-3D对其成形工艺进行了数值模拟,分析了其成形过程中的应力应变分布,并进行了工艺试验验证,结论如下。
⑴双凸台多楔带轮结构较复杂,为控制内筒的减薄程度,内筒需采用多道次拉深成形,结合材料的拉深系数计算拉深道次,并计算各道次拉深的工艺参数。成形过程中应变主要集中在内筒上下圆角处,有轻微的减薄,后续通过冷镦工艺对筒壁及圆角处进行了有效增厚。
⑵凸台的成形需结合冲压技术和锻造技术,控制金属流动方向和速度,保证其成形质量。并通过工艺优化解决了凸台处壁厚减薄严重的问题。
⑶结合有限元模拟结果,通过试验验证了工艺的可行性,得到了符合要求的锻压件。