矿用弹簧缓冲器缓冲轴的改进

    杨文健 段明坤 吕玮

    摘 要：为响应公司提出的节能降耗政策，阻轮式滑块阻车器的轴由锻造改为焊接，在保证使用性能的前提下，很大程度上降低了生产成本，提高了加工制作效率。

    关键词：阻车器；锻造；焊接；生产成本

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.025

    0 引言

    罐笼是我公司矿专设备事业部的主打产品，一般用于矿井的副井提升人员、矿石、设备、材料等。对于中、小型矿井，罐笼也可以作为主井提升，作为提升煤炭使用。大部分罐笼是用于混合提升，既可以提升人员又可以提升物料，提升物料的罐笼内部必须设置阻挡矿车的阻车器。虽然阻车器的型式有很多种，例如手动阻车器、滑块阻车器、外动力开启式阻车器、摇台开启式阻车器等，而比较常用的是阻轮式滑块阻车器。此类阻车器便于操作，易实现自动化，使用安全可靠，但其所包含部件弹簧缓冲器的销轴为锻件，锻件经锻造而成。而锻造存在以下缺点：

    （1）锻造生产是在金属灼热的状态下进行的（如低碳钢锻造温度范围在750—1250℃之间），由于有大量的手工劳动，稍不小心就可能发生灼伤。且锻造车间里的加热炉和灼热的钢锭、毛坯及锻件不断地发散出大量的辐射热（锻件在锻压终了时仍然具有相当高的温度），工人经常受到热辐射的侵害。

    （2）锻造车间的加热炉在燃烧过程中产生的烟尘排入车间的空气中，不但影响作业环境，还降低了车间内的能见度（对于燃烧固体燃料的加热炉，情况就更为严重），因而也可能会引起工伤事故。

    （3）锻造生产中所使用的设备如空气锤、蒸汽锤、摩擦压力机等，工作时发出的都是冲击力；设备在承受這种冲击载荷时，本身容易突然损坏（如锻锤活塞杆的突然折断），而造成严重的伤害事故。

    （4）由于锻造车间设备在运行中发生的噪声和振动，使工作地点嘈杂刺耳。影响人的听觉和神经系统，分散了注意力，因而增加了发生事故的可能性。

    （5）锻件存在毛坯制造工期长、加工余量大、成本高等问题，给产品生产制造方面增加了不少成本，同时也延迟了工期。

    在小型人工锻造中，所有这些操作都由数名锻工上手和下手在狭小场所内进行。他们都暴露于相同的有害环境和职业性危害中；在大型锻造车间，危害随工作岗位的不同而各异。

    焊接工艺又具有连接性能好，省工省料成本低，重量轻，简化工艺的优势。

    鉴于以上原因，通过仔细的分析和验证，在不影响使用性能的前提下，考虑将锻件改为焊接件，改进后首先能很大程度的缩短工期，其次还可以解决锻件材料成本高、加工余量大的问题，再次可以提高材料利用率等等。综上所述，此项改革是一种有效的节能降耗措施，在一定程度上降低了产品的生产成本，符合公司领导提出的节能降本政策。

    1 主要研究内容和技术关键

    如图为弹簧缓冲器销轴，过去一直是整体锻造，但由于锻造存在工期长，材料贵，加工余量多等弊端，在不影响使用性能的情况下现将其分成两部分序1圆钢和序2方板，材质仍未45。序1与序2 打坡口焊平，去除飞溅。

    根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽，就叫坡口。坡口是主要为了焊接工件，保证焊接度，普通情况下用机加工方法加工出的型面，要求不高时也可以气割（如果是一类焊缝，需超声波探伤的，则只能用机加工方法），但需清除氧化渣，根据需要，有K型坡口，V型坡口，U型坡口等，但大多要求保留一定的钝边。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。此处坡口采用气割工艺制作。

    焊接破口的作用主要有以下几点：

    （1）保证较厚板材或其他结构能够焊透、融合好。

    （2）调整焊接热量输入。

    （3）提高焊缝接头强度。

    革新前成本为：毛坯费用与加工工时。

    革新后成本为：材料费用、焊接工时、焊条费用、调质处理费用。

    因革新后上图序2可从下脚料中取得，故节省了材料。

    综上改进后对于一般双层罐笼，每台大约可以节省成本800-1500元，并且缩短了加工周期。

    2 结语及推广应用

    鉴于改进前的锻件毛坯制造周期长，加工余量大，毛坯材料贵等问题，考虑到公司提出的节能降本政策，在不影响使用性能的前提下，对此零件提出了以上改革方案，此方法不仅缩短了生产周期，而且解决了毛坯材料贵、加工余量大的问题，还相应提高了材料利用率，多方位的降低了产品的生产成本，并且避免了锻件加工过程中能源的浪费和污染的排放。加工周期的缩短与成本的降低也让该产品在市场竞争中处于有利竞争地位，为其在市场上成为领军产品做出了贡献。

    罐笼是立式矿井的必备设备，混合式罐笼应用更为广泛，而滑块式阻车器具有便于操作、易实现自动化、使用安全可靠等优势，一直以来都是煤矿单位阻车器型式的首选。此项关于弹簧缓冲器的革新适用于多种型号矿车的阻车器，使用范围广、种类多、前景良好，从长远看，调绳器心轴的改进也可产生可观的经济效益。

    参考文献：

    [1]国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S].北京煤炭工业出版社，2011.

    [2]闻全，储凡雪，孟凡英.新型矿用立井乘人罐笼罐帘门[J].煤矿安全，2001（10）.

    [3]李志广.锻造车间的环境因素分析及其劳动保护对策[J].机械工人，1999（05）.

    [4]苏震，刘奎玉，高俊超.一种罐笼阻车器的技术改进及推广应用[J].中国金属通报，2018（05）.

    作者简介：杨文健（1984-），女，山东德州人，学士，工程师，主要从事煤矿机械设计。