圆钢多角度一体压型装置创新设计及应用.pdf

第4 4 卷第3 期2023年6 月王建庭，张诚，贺永锋.圆钢多角度一体压型装置创新设计及应用J.煤矿机电,2 0 2 3,4 4（3）：7 9-8 1.doi:10.16545/ki.cmet.2023.03.018煤矿机电Colliery Mechanical&Electrical Technology圆钢多角度一体压型装置创新设计及应用Vol.44 No.3Jun.2023王建庭，张诚，贺永锋（宁夏天地西北煤机有限公司，宁夏石嘴山7 5 3 0 0 0）扫码移动阅读摘要：格构式托辊架是一种新型带式输送机主机机身关键件，支撑杆是格构式托辊架的核心零件，起着骨干支撑作用，由1420等圆钢成型的零件，共有4 道圆弧弯，工件成形难度大，原有工艺是在折弯机上依次手工成形4 道圆弧弯，成形外形质量不稳定，生产成本费用较高及效率较低，并影响后道托辊架组对工序的生产精度和效率。经过多方研究分析，设计专用通用成型装置，一次性高效完成支撑杆所有圆弧弯的成形，从而提高支撑杆乃至整个格构式托辊架的生产效率、外观质量和经济效益。关键词：格构式托辊架；支撑杆；通用成型装置；创新设计中图分类号：TH222Innovative Design and Application of Multi-angle Integrated文献标志码：BPressing Device for Round Steel文章编号：1 0 0 1-0 8 7 4(2 0 2 3)0 3-0 0 7 9-0 3WANG Jianting,ZHANG Cheng,HE Yongfeng(Ningxia Tiandi Northwest Coal Machine Co.,Ltd.,Shizuishan 753000,China)Abstract:The lattice roller frame is a key component of the main body of a new type of belt conveyor,and thesupport rod is the core component of the lattice roller frame,playing a backbone support role.There are 4 arcbends for the parts formed by 14 20 round steel,which is difficult to form.The original process is tomanually form 4 arc bends in turn on the press brake.The quality of the formed shape is unstable,the productioncost is high and the efficiency is low,and affects the production accuracy and efficiency of the rear idler assemblyprocess.After multiple research and analysis,a dedicated universal forming device was designed to efficientlycomplete the forming of all circular arcs of the support rod in one go,thereby improving the production efficiency,appearance quality,and economic benefits of the support rod and even the entire lattice roller frame.Keywords:lattice roller frame;support rod;universal forming device;innovative design格达到托辊架设计要求，满足其工艺工序顺畅运行，0引言就需要合适的工艺技术手段。目前国内散料的输送主要以带式输送机为主，宁夏天地西北煤机有限公司研发的格构式托辊主机机身是带式输送机的重要组成部分，机身是由架是一种新型托辊架，结构如图1 所示，具有拱形大量的托辊架、托辊、纵梁和支腿组成，而托辊架是桥、二力杆结构、只让杆件受轴力和三角形受力稳定机身最重要的关键组成部件。托辊架的生产批量性等特点。在同等载荷下重量较常规托辊架降低大,其生产效率、生产工序走向是否能跟上其他部50%，强度提高了1 0%，挠度减小4 0%左右，结构美件,生产成本的高低与否,对整个带式输送机的生产观轻便，便于搬运。现今使用的单件小批量工艺方进度、制造成本影响非常大。为保证主机机身安装式方法，已不能满足格构式托辊架及其零件的批量后达到整机的设计性能和整体使用性,加工时要严生产需要，对此必须进行工艺创新设计，才能提升格80构式托辊架及其零件的制作质量精度和生产效率。图1 格构式托辊架模型图如图2 所示，支撑杆及其他圆钢成形零件是格构式托辊架的核心及主要构成零件，起着骨干支撑作用，由122 0 圆钢成型的零件,共有多道圆弧弯,且成形尺寸最大达到2 1 0 0 mm，工件成形难度大，原有工艺是在折弯机上依次手工成形多道圆弧弯,完成一件工件所有成形工序需要3 min,且成形外形角度尺寸不一致，外观质量不稳定,生产成本费用较高和效率较低，并影响后道托辊架组对工序的生产精度和效率。对此经过多方研究设定方案，预设计专用通用成型模具，一次性高效完成支撑杆所有圆弧弯的成形，从而提高支撑杆乃至整个格构式托辊架的生产效率、外观质量和经济效益，支撑杆图2 支撑杆示意图1技术研究内容1.1技术原理根据成形位置和圆弧半径，模具采用模块化组合式设计，如图3 所示，满足多圆弧、多角度、多规格柔性成形，上下模块分别安装在折弯机上模腔和工作台面上，如图4 所示，上下模块调整位置，调整垫块任意调节高度，就可成形不同规格尺寸的圆钢零件,模具具有通用性。液压伺服折弯机（WC67Y-160T/3200）公称力为1 6 0 0 kN，工作台长度为3 2 0 0mm,行程和工作面长度均满足所有规格格构式托辊架零件成形，且工作时受力均匀稳定，成形尺寸稳定可靠，通过数控编程系统控制成形角度。2100图3 支撑杆一体化成型模装配图1.2性能指标1）工件一次性成型合格率达1 0 0%。2）成形效率提升3 0 0%。煤矿机电3）满足多圆弧角度一次成形。4）操作程序简单，使用方便快捷。1.3技术创新点圆钢多角度一体压型模装置模具在设计时，在定位、防止工件成形变形、通用性等方面采用了创新设计，既提高产品质量稳定性和生产效率，又降低生产成本，其创新点如下：1）合理利用既有折弯机设备，成形动力稳定。2）设计的模块、调整垫块更换快捷，任意调整位置，可全方位覆盖所有图示支撑杆类。零件的一次成形，装置通用性强。3）巧妙设计的校形平整模块有效解决了工件一次性成型产生的变形难题。4）上模块装到设备模腔里，稳定可靠，定位镶块固定下模块，如图5 所示，有效保证模具工作时不其他圆钢零件窜动，确保成型工件稳定性。5）上下模块上设计有R9、深7 mm圆弧槽，可防止工件成型时的反弹，有效控制成型尺寸，有效保证工件成形后没有压痕，保证工件外观质量。6）工装设计时模具封闭高度结合折弯机设备运行行程，有效保证工件成形尺寸的一致性和稳定性。7）可一次性成型多件工件，大幅提升生产效率。图5 上下模装夹图2应用及推广情况工艺装置的应用从提高生产效率、产品质量和降低生产成本三方面着手，大幅节省支撑杆制造费用和设备能耗成本，经核算比对,成形效率比原有手工成形效率提高约3 倍（模具成型一件只需2 0 s），自试制成功以来，已为国家能源宁煤集团、神东公司等配套生产此类型零件6 万余件，降低生产成本约2023年第4 4 卷二成型模块一校形模块图4 上下模安装图2023年第3 期13.2万余元（从加工成本、能耗电费和模具成本等方面进行核算比对，单件可降低成本约2.2 元）。后期每年预估生产支撑杆及其类似零件约2 0 万件，每年可降低生产成本4 4 万元以上。3结论圆钢多角度一体压型装置创新设计及应用，满足了格构式托辊架及其零件的批量生产需要，提升了其制作质量精度和生产效率，大幅降低人力资源成本，大幅减轻操作者劳动强度，改善工作环境，提升工人职业健康安全系数。工艺装备的创新设计结构原理已在公司大量推广应用，拓宽了主机机身零件加工方法，增强了企业制造实力和产品竞争力，具有很高的质量效益和经济效益。为开拓机型产品市3333333333333333353333333333353335333333333353333(上接第7 1 页)新型的隔爆型材料和复合散热技术，并通过更加精细化的实验验证，进一步提高矿用隔爆型变频器的4结论性能和可靠性。变频器复合散热技术的应用和实验验证。结果参考文献：表明,隔爆型材料和复合散热技术的应用可以有效【1 李玉飞，彭红玲.接地对矿用隔爆型变频器传导干扰的影响J.煤炭工程,2 0 1 6,4 8(5):1 1 3-1 1 4.地提高矿用隔爆型变频器的安全性能和散热效果。2彭红玲.矿用隔爆型变频器型式试验装置设计的应用研究其中,隔爆型材料的选择需要考虑其防爆等级、抗压J.煤矿现代化,2 0 1 5（6：6 3-6 4.强度、绝缘性能等因素，以满足矿用隔爆型变频器的3 吕建刚，李准.矿用隔爆型变频器复合散热技术的研究.煤要求；复合散热技术也可以将不同的散热方式相结矿机电,2 0 1 3(5):8-9.合，以提高散热效果，防止变频器过热。通过实验验4 张文科.矿用隔爆兼本安型变频器在综采工作面乳化液泵站的应用J.中州煤炭,2 0 1 2（7）：1 0 1-1 0 2.证，复合散热技术可以有效地提高矿用隔爆型变频作者简介：徐劲勇（1 9 7 7 一），男，助理工程师。2 0 0 1 年毕业于南昌器的散热效果，降低温度，确保变频器的安全使用。大学，现从事采煤机结构设计工作。本文对于提高矿用隔爆型变频器的安全性能和散热（收稿日期：2 0 2 3-0 2-2 7 责任编辑：任雨晴）效果具有一定的意义。未来的研究可以进一步探索王建庭等：圆钢多角度一体压型装置创新设计及应用新技术新工艺,2 0 1 3(1 2）：7 3-7 6.2梁炳文，胡世光.弹塑性稳定理论M.北京：国防工业出版社,1 9 8 3.3许发樾.模具标准化与原型结构设计M.北京：机械工业出版社,2 0 0 9.4邓明.使用模具设计简明手册【M.北京：机械工业出版社,2 0 0 8.作者简介：王建庭（1 9 7 8 一），男，高级工程师。2 0 1 7 年毕业于辽宁工程技术大学（硕士学位），现主要从事机械加工工艺技术的研究工作，已发表论文5 篇。（收稿日期：2 0 2 3-0 5-2 1；责任编辑：任雨晴）81场及拓宽效益增长点做出了积极贡献，推动了企业经济发展，提升了西北煤机品牌和精益生产工作。参考文献：1李素丽，贾宝勤.拉深、翻边、切边和冲底孔复合模具设计J