佳木斯EBZ-200掘進(jìn)機(jī)配件截割頭升降油缸SA-0802

掘進(jìn)機(jī)是一種能夠同時(shí)完成破落煤巖、裝載與轉(zhuǎn)載運(yùn)輸、噴霧除塵和行走調(diào)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備。懸臂式掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)前端的截割頭在截割斷面時(shí)，通過上下左右連續(xù)移動(dòng)，逐步完成全斷面煤巖的破碎，設(shè)備才向前推進(jìn)一段距離。本文通過對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割臂的運(yùn)動(dòng)及受力分析，了解掘進(jìn)機(jī)升降油缸在工作過程中受力變化情況，為掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

1懸臂的運(yùn)動(dòng)分析

掘進(jìn)機(jī)對(duì)煤巖巷道斷面的截割，是通過懸臂升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)截割頭截割參數(shù)的設(shè)計(jì)，懸臂的升降速度必須控制在一定的范圍內(nèi)（較軟的半煤巖：v=2-3m/min；較硬的半煤巖：v=1.5～

2.0m/min；中等硬度的巖石：w=0.8~1.5m/min，以獲得截割頭對(duì)煤巖截割的*佳狀態(tài)。

2懸臂的受力分析

懸臂在工作過程中，通過截割頭將煤層或巖層的反作用力傳遞到截割臂。由截割部結(jié)構(gòu)可知，作用力通過油缸和截割部剛性結(jié)構(gòu)件傳遞到掘進(jìn)機(jī)的回轉(zhuǎn)臺(tái)，并*終傳遞到掘進(jìn)機(jī)的行走部。由于掘進(jìn)機(jī)截割頭在截割過程中，受力復(fù)雜，以現(xiàn)有的條件無法確定截割頭的實(shí)際受力狀態(tài)。在無法確定具體的受力數(shù)據(jù)時(shí)，現(xiàn)假設(shè)煤巖層對(duì)掘進(jìn)機(jī)懸臂的反作用力為大小恒定，方向與懸臂運(yùn)動(dòng)切向方向相反（本文只對(duì)懸臂的升降運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析）。

懸臂在升降過程中主要承受的力有：懸臂的重力G、掘進(jìn)機(jī)截割過程中煤層對(duì)懸臂的反作用力F，

（假設(shè)已知）、升降油缸對(duì)懸臂的支撐力F品、掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)懸臂的反作用力F、F。

在懸臂運(yùn)動(dòng)過程中，需要保證2個(gè)平衡：①力的平衡；②力矩的平衡。對(duì)于力的平衡，由于懸臂為剛性裝置，而且與掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)是鉸接聯(lián)接，力的分析比較復(fù)雜，本文不對(duì)力平衡進(jìn)行分析。對(duì)于力距的平衡，相對(duì)來說比較直觀，以力距的平衡為例分析懸臂的受力狀態(tài)。在掘進(jìn)機(jī)懸臂上升時(shí)，重力方向向下，產(chǎn)生阻力矩M，方向?yàn)槟鏁r(shí)針。油缸推力方向與油缸軸線重合，產(chǎn)生推力矩M2，方向?yàn)轫槙r(shí)針。煤層的反作用力方向向下，產(chǎn)生阻力矩M，方向?yàn)槟鏁r(shí)針。掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)懸臂的反作用力與懸臂回轉(zhuǎn)軸重合，不產(chǎn)生力矩。

在液壓系統(tǒng)中，液壓油缸作為執(zhí)行元件，起到了支撐和產(chǎn)生壓力的作用，油缸的運(yùn)行狀態(tài)影響到設(shè)備的工作質(zhì)量及可靠性。所以，在油缸的制造中要掌握好其制造關(guān)、檢驗(yàn)關(guān)，才能保證機(jī)械設(shè)備安全、長(zhǎng)期、穩(wěn)定、滿負(fù)荷、高精度、高性能、低成本地運(yùn)行。

1液壓油缸的結(jié)構(gòu)組成

液壓油缸由缸體、活塞桿以及密封件組成。在缸體的內(nèi)部，活塞將缸體分為兩個(gè)部分，兩個(gè)部分分別通著一個(gè)油孔，由于液壓油的黏性比較高，壓縮比很小，當(dāng)缸底油口進(jìn)油時(shí)，活塞將被推動(dòng)使缸蓋油口出油，活塞會(huì)推動(dòng)活塞桿，推動(dòng)的結(jié)果是使另一個(gè)油孔出油，活塞就帶動(dòng)了活塞桿的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)，起到支撐和釋放壓力的作用。

2液壓油缸的加工難點(diǎn)

所有液壓元件和密封部件在尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等方面都有不同的要求。在制造過程中，如果超差，如缸體的內(nèi)徑、活塞的外徑、密封槽的深度、寬度和裝密封圈孔的尺寸超差、或者因?yàn)榧庸栴}，發(fā)生了失圓、自身有毛刺或者鍍鉻脫落等情況，相應(yīng)的密封件就會(huì)發(fā)生變形、壓死、劃傷或壓不實(shí)等現(xiàn)象，失去密封功能，不能保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

解決辦法：在設(shè)計(jì)時(shí)，各元件要保證幾何精度，選擇正確的密封件；在制造時(shí)，保證各零部件的上下公差配合，從液壓系統(tǒng)泄漏影響因素出發(fā)，進(jìn)行綜合考慮，采取有效措施減少泄漏。

2.1油缸缸體加工的基本過程下料：利用鋸床進(jìn)行下料，兩端保留的是平頭、鋸口，長(zhǎng)度按照設(shè)計(jì)確定。

熱處理：對(duì)材料進(jìn)行調(diào)制，以此獲得綜合的機(jī)械性能，保證加工與應(yīng)用質(zhì)量。

車削：卡盤和配合使用，一夾一頂，同時(shí)用中心架對(duì)缸體進(jìn)行支撐，保證缸體的同軸度，保證加工余量。

鏜削：這是油缸缸體加工的主要工序，加工制造過程中，一般采用的是粗鏜、半精鏜、浮動(dòng)鏜和滾壓工藝。缸體內(nèi)孔的鏜削過程是鏜刀、鐵質(zhì)支座與軸承座形成穩(wěn)定的加工結(jié)構(gòu)，然后利用鏜刀完成加工。鏜削前將缸體放入鏜床的支架中并進(jìn)行固定，利用螺栓加緊，調(diào)整鏜刀刀尖的高度，使之與油缸缸體中心保持一致，這是為了保證鏜刀嵌入后不需要找正，自動(dòng)定心；鏜削的進(jìn)刀量利用鏜刀的調(diào)整來控制，內(nèi)孔鏜削粗加工與精加工是分開完成的，浮動(dòng)鏜加工即為缸體的精加工階段，調(diào)整浮動(dòng)鏜刀的水平位置，選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣群妥叩读浚鶕?jù)工藝要求，適當(dāng)選擇加工次數(shù)并保留加工余量。

滾壓：滾壓加工時(shí)，要根據(jù)缸體公差要求，調(diào)整滾珠的松緊實(shí)現(xiàn)滾壓頭的公差尺寸，以達(dá)到加工要求。利用此種方式對(duì)油缸進(jìn)行加工，缸體內(nèi)孔的公差可以達(dá)到其要求的精度，同時(shí)也降低了工序間的誤差復(fù)映，保證缸體的粗糙度和公差滿足設(shè)計(jì)要求。二次車削：架中心架，按照內(nèi)孔找正車削油缸缸體的螺紋與焊接尺寸。

檢測(cè)：*后對(duì)所有加工面進(jìn)行檢測(cè)。

2.2油缸加工中容易遇到的問題和控制辦法

2.2.1振刀和讓刀

油缸缸體在鏜孔的加工中由于缸體的長(zhǎng)度增加，鏜桿也相應(yīng)變長(zhǎng)，加工過程中很容易出現(xiàn)振刀或者讓刀的情況，使得內(nèi)孔出現(xiàn)波紋或者錐度的缺陷。因此此種加工措施的關(guān)鍵就是控制內(nèi)孔鏜削的加工精度，如果鏜削的精度降低，鏜削加工出現(xiàn)的誤差就會(huì)對(duì)缸體產(chǎn)生影響，就不能保證加工孔位的精度公差與位置要求。生產(chǎn)過程中，為了消除鏜削的精度影響，一般選擇在鏜加工和浮加工階段，走刀少量多次，準(zhǔn)確地控制缸體內(nèi)孔尺寸精度。在滾壓階段，調(diào)整好滾珠尺寸，調(diào)整轉(zhuǎn)速和走刀速度，保證缸體內(nèi)孔光潔度。除此以外，冷卻液要清潔無雜質(zhì)，流量要足以將鐵屑及時(shí)沖出浮動(dòng)鏜刀的切削刃，防止產(chǎn)生切削瘤，造成缸筒表面劃痕，影響缸筒內(nèi)表面加工質(zhì)量。

2.2.2崩刀

缸體和活塞桿的車削過程中，合金刀對(duì)外圓進(jìn)行車削的時(shí)候容易出現(xiàn)崩刃的情況，對(duì)于硬質(zhì)合金刀頭而言，此類缸體的材料沖擊韌性不是很高，其硬度會(huì)隨著溫度的升高而顯著下降，當(dāng)車削到缸體的焊接部位時(shí)，刀具溫度已經(jīng)很高了，但是遇到焊接位置的時(shí)候因?yàn)椴牧系挠捕韧蝗话l(fā)生了改變，因此就容易造成崩刃情況。為此，在加工過程中需要對(duì)刀具進(jìn)行合理選擇，改進(jìn)其加工性能，提高安全性。同時(shí)需要一直保持液體降溫，即利用車削液對(duì)加工過程進(jìn)行保護(hù)，帶走多余的熱量，降低切削區(qū)域的溫度；同時(shí)也可以起到潤(rùn)滑的作用降低車刀與工件之間的摩擦阻力，提高表面質(zhì)量。

3液壓油缸的檢驗(yàn)難點(diǎn)

3.1外觀的檢驗(yàn)

根據(jù)圖紙，檢查實(shí)物是否符合圖紙要求，檢查油缸的外觀（如油漆顏色）是否與圖紙要求一致，油漆表面噴涂得是否均勻，是否有掉漆，是否有色差，是否有流掛，在油漆表面是否有明顯的灰塵及起泡等；沒有噴漆的表面是否生銹，外觀是否光滑平整，是否有壓痕、夾痕碰傷、劃痕等痕跡，在活塞桿的表面是否有光滑的鍍層，是否有起皮、起泡和脫落等缺陷；油缸焊接部分焊縫是否平整均勻，是否有焊渣和漏焊，是否夾雜著焊接的缺陷；法蘭缸在螺栓的連接部分，螺栓伸出與安裝長(zhǎng)度是否一致，固定螺帽和墊片有無缺失，連接法蘭與缸桶是否整齊；油缸外露部分油口是否蓋嚴(yán)，在活塞桿外露的螺紋與其他的連接部分是否加保護(hù)套等。

3.2尺寸檢驗(yàn)

3.2.1活塞桿的檢驗(yàn)

用外徑千分尺對(duì)活塞桿上的密封槽和外徑尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，確保尺寸公差都在圖紙要求范圍內(nèi)，檢查鍍層厚度是否合格（一般不超過0.04mm）?；钊麠U的彎曲限度為1mm/m，測(cè)量時(shí)將活塞桿平行部分的兩端用V型塊支起，把百分表設(shè)置在兩個(gè)塊的中間部位，使活塞桿旋轉(zhuǎn)，讀取百分表振幅*大和*小值的差。

3.2.2缸體的檢驗(yàn)

使用游標(biāo)卡尺和外徑千分尺對(duì)缸體的長(zhǎng)度和外徑尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，內(nèi)徑的檢驗(yàn)需要內(nèi)徑量表進(jìn)行精確檢查，確認(rèn)尺寸公差符合圖紙要求，檢查鍍層厚度是否合格（一般不超過0.04mm）。

油缸的檢驗(yàn)過程中如出現(xiàn)非常細(xì)小的縱傷，可用油石輕磨修整，修整后如果用指甲一滑還感到不平時(shí)就再次進(jìn)行電鍍；如有圓滑的凹坑，需用油石打磨周邊的尖起部分，如果縱傷過大或凹坑過深時(shí)要再次電鍍。再次電鍍后必須要研磨，但是鍍層的厚度*大只能到0.07mm。用油石修整的過程中鍍層消失而露出基底時(shí)，不能使用，需要再次電鍍。

3.2.3試驗(yàn)方法和項(xiàng)目試運(yùn)轉(zhuǎn)：調(diào)整系統(tǒng)壓力，被試液壓油缸在無負(fù)載的情況下起動(dòng)，并全程往復(fù)運(yùn)動(dòng)數(shù)次，排盡缸體內(nèi)的空氣。

起動(dòng)壓力試驗(yàn)：試運(yùn)轉(zhuǎn)后，在無負(fù)載的情況下，調(diào)整流溢閥，使無桿腔壓力逐漸升高，至液壓缸起動(dòng)時(shí)，記錄下起動(dòng)壓力。

耐壓試驗(yàn)：將被試液壓油缸活塞分別停在缸體兩端，分別向工作腔輸入公稱壓力1.5倍的液壓油，保壓2min以上。

耐久性試驗(yàn)：在額定壓力下，將被試液壓缸以設(shè)計(jì)要求*高速度連續(xù)運(yùn)行，一次連續(xù)運(yùn)行8h以上。在試驗(yàn)期間，被試油缸的零件不能進(jìn)行調(diào)整。

泄漏試驗(yàn)：內(nèi)泄漏，在被試液壓缸工作腔輸入公稱壓力的液壓油，測(cè)定經(jīng)活塞泄至未加壓腔的泄漏量；外泄漏，測(cè)量活塞桿密封處的泄漏量，各結(jié)合面處不得有滲漏現(xiàn)象。

緩沖試驗(yàn)：將被試液壓油缸的緩沖閥全部松開，調(diào)節(jié)被試液壓油缸的試驗(yàn)壓力為公稱壓力的50%，以設(shè)計(jì)*高速度運(yùn)行，檢測(cè)在運(yùn)行至緩沖閥全部關(guān)閉時(shí)的緩沖效果。

綜合檢驗(yàn)情況，判定油缸是否合格，不合格的，要按照不合格品的處理流程規(guī)定來進(jìn)行處理。