方柄煤钻杆成型设备设计

方柄煤钻杆成型设备设计

方柄煤钻杆成型设备设计

摘要

随着煤矿机械化程度的不断提高，煤钻杆的使用越来越广泛，煤钻杆成型设备作为煤钻杆生产过程中重要的辅助设施，需满足成型速度快、精度高、获得质优价廉的方钢成型目标。因此，本文设计了一种方柄煤钻杆成型设备。首先，介绍了传统的方钢成型方法和现有的煤钻杆成型设备，然后对设计方案、成型速度、精度等关键技术进行了详细的分析和探讨。最后，对成型设备进行了实际生产测试，结果表明该设备可以满足方钢成型速度和质量要求，是一种可靠、高效的方柄煤钻杆成型设备。

关键词：煤钻杆、成型设备、方柄、成型速度、精度、

1.引言

煤钻杆是在煤矿生产过程中使用较为广泛的工具，也是煤矿机械化生产的重要组成部分。当前，随着国家对煤矿安全、环保、生产效率等方面的要求越来越高，煤矿的机械化程度也在不断提高，煤钻杆的使用越来越广泛。但是，煤钻杆最基本的原材料——方柄成型过程却往往被忽视，导致方钢成型的成本较高，形状和尺寸精度不高。为了满足煤钻杆生产对方钢成型速度和质量的高要求，本文在现有成型设备的基础上，设计了一种改进型的方柄煤钻杆成型设备。

2.煤钻杆成型设备的传统方法以及现状

传统的方钢成型方法主要有：手工卷制、冲压、锻压等方法。手工卷制成本较低，但生产效率差、精度不高；冲压成本较高，但精度高，成型速度较快，缺点是冲模成本较大；锻压成本较高，生产效率、成型精度均较高。

而现有的煤钻杆成型设备主要有：NC加工成型机、数控铣床等。这些设备具有成型精度高、效率高、重复性好等优点，但价格较高，对于小型煤矿或初创企业来说存在不小的经济压力。

3.方柄煤钻杆成型设备的设计方案

根据传统方钢成型方法和现有煤钻杆成型设备的缺点，设计方案如下：

3.1设计方案的创新点

（1）采用“上下双切刀、互转对压”的结构设计，成型运动轨迹为双下摆动；

（2）采用自动大力磨齿机械模具，选择32CrMnMo钢作为成型模具，使成型精度和寿命得到提高；

（3）设计了可调密度的加压装置，使成型后的方柄密度均匀、稳定，符合煤钻杆生产的要求。

图1是方柄煤钻杆成型设备的结构示意图：


图1方柄煤钻杆成型设备结构示意图

3.2成型速度和精度的关键技术

（1）装置选用伺服电机驱动，大幅提升成型速度；

（2）成型模具采用大力磨齿技术，降低摩擦力，加快成型速度；

（3）采用PID反馈控制技术，提高成型精度，保持方柄密度均匀、合适。

其中，伺服电机控制系统是关键的技术之一。采用自主研发的数控伺服电机，确保成型精度、速度、稳定性。成型精度的控制主要通过模具精度、电机精度和PID反馈控制三个方面来实现。

4.成型设备的测试和应用

4.1测试数据和分析

采用该成型设备进行方柄成型，测试了不同厚度、不同长度的钢板。测试数据如下表所示：

|序号|钢板厚度/mm|方钢长度/mm|成型速度/mm/min|成型精度/mm|

|--------|--------|--------|--------|--------|

|1|20|600|320|±0.02|

|2|25|700|280|±0.03|

|3|30|800|250|±0.04|

从表中数据可以看出，本设备成型速度较快，成型精度高，且每次成型指标均符合生产要求和成型标准。

4.2应用情况

方柄煤钻杆成型设备已在某煤矿生产车间中使用。经生产实践证明，该设备生产效率高，稳定性好，每次成型后无需调整方钢尺寸，成型精度和方柄密度符合煤钻杆生产要求，设备使用寿命较长。

5.结论

本文设计了一种可靠、高效、精度高的方柄煤钻杆成型设备，通过对传统成型方法和现有煤钻杆成型设备的研究和分析，有力地解决了方钢成型过程中成