冷彎技術(shù)在煤礦機械中的應用研究

　　W鋼帶是煤巷錨桿支護中的重要構(gòu)件。它可將單根錨桿聯(lián)接起來組成一個整體的承載結(jié)構(gòu)，顯著提高支護整體效果。鋼帶一般由薄鋼板壓制成w型，鋼帶上有沖孔，沖孔形狀為圓形或長橢圓形。w型鋼帶是利用帶鋼經(jīng)多組軋輥連續(xù)進行冷彎，滾壓成型的型鋼產(chǎn)品。由于帶鋼的冷彎成型過程中的硬化效應，可明顯提高型鋼強度。冷彎成型出材率高（98%），與沖壓及熱軋型鋼比，可節(jié)約鋼材10%~30%。根據(jù)根據(jù)我國煤礦井下管道的具體情況，制訂了我國礦用w型鋼帶標準（MT/T861—2000）。在井下使用時，可根據(jù)巷道的具體條件，選擇不同參數(shù)的w型鋼帶。為與強力錨桿配合，高強度w型鋼帶已投入使用其被斷載荷高達500KN，同時剛度也大幅度提高，組合與護表能力大大增強。

　　關(guān)鍵詞：冷彎技術(shù)，煤礦機械

　　一、w型鋼帶機主要參數(shù)

　?、胚m用于鋼帶原度：2.0~5.0mm， 適用鋼帶最大寬度：400mm

　?、茩C組理論運行速度：11m／mm， 料卷重量：≤4000kg

　?、侵麟姍C功率：11kw，液壓電機功率：5.5kw

　　⑷適用電源：380v／50HZ， 機組總質(zhì)量：5800kg

　　二、結(jié)構(gòu)簡介

　　本設備由生料支架、進料導入平臺、鋼帶壓平機、成型軋輥主機、計數(shù)器、沖孔機、剪切裝置、成品接料架、液壓站、電腦控制柜等件組成。全機采用工業(yè)電腦PLC控制。結(jié)構(gòu)圖見圖1.

　　三、設計概況

　?、跑堓佋O計

　　在冷彎成型過程中，板材逐漸成型為最終的形狀，當材料通過軋機時，是由旋轉(zhuǎn)的軋輥成型的。軋輥設計的目標是：以最少的成型步驟，也就是最少的道次數(shù)在給定滿足的公差內(nèi)成型要求的產(chǎn)品。根據(jù)（MT/T861—2000礦用w型鋼帶）標準的要求，該軋輥設計為7個道次，設計一套好的便于使用的軋輥可以遵循以下原則：材料按照預想的方式平滑順暢流動；足夠的成型道次數(shù)。軋輥能起到正確作用，必須可以做到以下幾點：如軋輥制造準確，并且軋機軸不彎曲，不松動，軸肩定位準確。如果滿足以上條件，一組好的軋輥會生產(chǎn)出數(shù)萬米的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

　?、栖垯C設計中應考慮的問題：1、軋機類型的選取，考慮到軋制板材最大寬度400mm，板厚5mm，軸與軸的承載力大，故選用通軸雙端式軋機型式。2、軋機軸直徑的選取：根據(jù)計算與類比法，軸徑定為80mm。3、道次間距：道次間距是水平方向的中心軸距，成型產(chǎn)品時，道次間距會很關(guān)鍵，不能太短亦不能太長，過短會產(chǎn)生波浪和扭曲，以至于不能安裝調(diào)節(jié)輥和其它組件（如計數(shù)器），另外空間太小會使安裝和和使用常規(guī)檢查軋輥間隙變得極其困難。由此本設備道次間距選在≤500mm。4、下軸和軋機臺面距離：一般情況下大多數(shù)軋機包括本設備下軸都是固定的，不可調(diào)節(jié)。5、下軸驅(qū)動：冷彎成型行業(yè)已作為一種規(guī)則，一般均采用下軸驅(qū)動。由11kw電機經(jīng)Pm500減速機帶動鏈輪鏈條，鏈條1.5寸雙排拖動。6、分離定位套設計：分離定位套可減少多規(guī)格寬斷面的軋輥更換時間。 從軸端卸下原螺母，拉出機架，分離定位套的換輥操作，只需松開螺母，將軋輥向兩側(cè)拉動6~20mm即可，這個間隙即可分離定位套，將其安裝在新位置。這種方法可以減少軋輥更換時間約70%~80%。比如，用標準定位套，每個道次套更換時間在10~24min，而用定位分離套，更換時間可以減少3~5min。

　　本設備用的是鉸鏈聯(lián)接定位套和帶止口的活動墊片，鉸鏈連接的定位套是以鉸鏈作為定位的一種定位方式，外部加彈簧固定，從某種程度上講，比螺栓固定更能減少裝卸時間，而且該構(gòu)建表面美觀，非常實用。定位套是軋輥組的一部分，因此，長度公差和兩端平衡度很關(guān)鍵。定位套不必熱處理，對加工粗糙度也沒有嚴格要求。

　?、撬闹?jīng)_床設計

　　㈠

　　鋼帶機沖孔一般都是由液壓沖床完成的，液壓沖床的有點是沖切力、行程、沖切速度容易調(diào)整，震動和噪聲小。由于液壓沖床運動部件很少，因此它不宜過載，也不宜太多的維護。但是長久以來，速度的限制是液壓沖床的最大缺點。為此，我們在本設備中設計了四柱式下曲柄沖床。該沖床結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，是冷彎件沖孔的使用設備。這種機床樣式如圖2所示：

　　利用電機來驅(qū)動飛輪，飛輪通過轉(zhuǎn)鍵式離合器聯(lián)結(jié)

　　曲軸支撐在底座上，通過中部連桿，曲軸驅(qū)動曲帶

　　動底板上下運動，曲柄的偏心大小決定了行程的大小

　　離合器系統(tǒng)控制滑塊行程次數(shù)，該沖床切力

　　沖壓速度50~60次／分鐘。一般小型機械沖床只有兩根立柱，但為了安全，能承載更大的機械力，故設計了四柱沖床。

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