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DT90系列托辊生产线微机改造及生产新工艺
发布时间：2013-04-20 08:33 来源：未知
随着现代化矿井建设需要，矿用及地面其它物料输送场合大量使用的带式输送机日趋向大运量、长距离、高速度、节能、长寿型的方向发展。为使带式输送机达到高速重载、低阻节能、长寿的要求，对影响带式输送机主要性能且数量较大的关键部件——托辊的结构和加工工艺，国内外有关方面都给予特别重视。对托辊的寿命、径向圆跳动、旋转阻力等主要性能指标也提出更高的要求。国内带式输送机主要生产厂家自80年代开始，已先后采取了引进国外技术、聘请国外专家指导生产、引进部分国外专用设备等措施，大力进行托辊生产的技术改造。但煤炭行业许多中小型带式输送机生产厂家，无力从国外引进成套技术和设备。所用生产设备多为国产的一般通用设备，生产工艺落后，产品质量差。托辊生产质量成为困扰企业打开市场，参与市场竞争的大问题。
为解决好这一问题，淮南工业学院与原煤炭部（部一般项目）、平顶山煤业集团合作，用微机控制技术和新的加工工艺及装备对原托辊生产设备进行全面技术改造。经改造过的生产线现已生产出结构新、性能优、市场大，其性能及某些参数已超过国外同类产品的DT90系列托辊。经检验，各项质量指标均高于国标和部标的质量标准要求。
1、原托辊生产存在的问题
平顶山煤业集团机电装备有限公司（原名平顶山矿务局总机厂）是平煤集团所属最大的煤矿机械设备制造厂家。带式输送机是它主要产品。其生产规模、生产工艺、生产类型和设备配置在国内，特别是煤炭机械制造行业具有一定的代表性。技改前由于原托辊生产设备陈旧，工艺落后，加工精度和生产效率低且工人劳动强度大，托辊生产质量很不稳定。突出特点是旋转阻力大，径向跳动及轴向窜动量大；辊皮壁厚严重不均，寿命低，缺乏市场竞争力。
2、改造方案及主要技术措施
2.1主要工艺技术分析
生产线改造的关键是解决好托辊轴和辊皮的加工、组焊及装配的精度和效率问题。加工零件中技术要求最高的是托辊轴。装轴承处轴颈，尺寸公差为IT6；两端轴颈同轴度0.025 m m；表面粗糙度R al.6 u m；托辊轴上另一个较高的尺寸精度是轴上两卡簧槽开档距离，基本尺寸为315 m m时公差带宽度0.081 m m。若用传统“掉头车”的方法此公差演变成“组成环”，不仅给其它工序增加了难度，且难以达到精度要求；辊皮毛坯钢管为薄壁圆筒，夹紧时易产生大的夹紧变形，而夹紧变形的恢复将使已加工的圆孔变形，严重时导致超差。生产实践表明，辊皮两端镗孔止口的开档尺寸精度对辊皮与轴承座组焊的焊接质量有直接影响，并影响托辊装配后的轴向窜动量，而这些又是衡量托辊质量的重要指标。组焊后，两端轴承座之间的开档尺寸精度和同轴度是影响托辊装配后轴向窜动量和旋转阻力的主要因素。另外，目前国内原材料厂家所能提供，用于生产托辊的专用有缝或无缝钢管的外径尺寸、壁厚、横截面圆度、圆柱度等指标偏差较大，也对加工精度构成不利影响。
2.2 主要技术措施
(1)解决托辊轴加工问题的方法是对原用于托辊生产的普通车床进行经济型数控改造。改造中采用经济型开环数控系统，其伺服系统由步进电机驱动。改造原理如图1所示。
改造后的两台车床径向加工精度可稳定达到IT6级；轴向切削定位精度为0.03mm。
(2)设计轴向能自动准确限位的梅花顶尖。解决托辊轴双顶尖定位时轴向定位受中心孑L大小影响的问题，并可从轴端传递车削动力，使托辊轴在数控车床上一次装夹完成两端轴颈的精加工，消除了同轴度误差；
(3)利用数控装置的轴向定位精度，一次装夹中车出两卡簧槽，解决了由于掉头加工难以保证两卡簧槽开档尺寸精度问题。
(4)研制新型托辊辊皮镗孔专机。针对薄壁圆筒受力易变形的特点，采用圆弧形钳口来增加夹紧接触面积。理论上，两圆弧定位夹紧钢管时是线接触，若两边圆弧均固定安装，存在“过定位”问题。在这里，根据简单实用的原则，巧妙地利用薄壁钢管的微变形达到阻止其进一步变形的目的。经反复研究实践，行之有效的做法是：在机床、夹具装配完毕后，由机床自己完成夹具钳口圆弧的最终镗削加工，保证了钳口夹持钢管时不“蹩劲”；再者要求钳口尺寸比钢管公称尺寸直径大0.5 m m左右，这样，钢管在被夹紧时只要有微小的变形就能充满钳口，使接触面积增大，摩擦力增加，从而减少所需夹紧力，而且能有效阻止钢管的进一步变形。当然，对不同直径钢管须变换相应钳口，但托辊直径系列变化品种不多，且每一种每次的加工批量相对较大，故对托辊加工效率影响很小。
(5)夹具钳口采用左右对开的自动定心机构，液压油缸驱动。解决了由于钢管原材料外径尺寸误差较大而导致辊皮轴承孔与外圆偏心严重、托辊径跳超差的问题。
(6)采用自行研制的机床微机控制系统对机床进给和夹具的上下工件、定位夹紧等辅助动作进行自动控制，提高机床的加工精度的加工效率。
技改后托辊生产工艺流程如图2所示。
托辊生产线技术改造后，达到了如下目标：
(1)满足DT90系列托辊零件加工的精度要求，产品经国家起重运输机械质量监督检测中心和国家采煤机械质量监督检测中心的检测，各项技术指标完全符合国标G B10595-89带式输送机技术条件、Z B D 93009-90煤矿井下用带式输送机托辊技术条件的要求，且部分指标远高于国标和行标。
(2)加工效率比原设备有了较大提高，具有年产1 0万套（原车间生产能力为年产2万套）加工能力，并降低了生产成本。
(3)提高了生产线的自动化程度，减轻了工人的劳动强度。
