抬底千斤頂耳板焊接工裝設(shè)計

劉振輝，宋 會，于雁冰

(河南能源化工集團重型裝備有限公司，河南 開封 475000)

0 前言

在科技發(fā)展的引領(lǐng)下，煤礦企業(yè)越來越注重生產(chǎn)效率的提高，對液壓支架的質(zhì)量及性能提出了越來越高的要求。目前，我國制造的液壓支架與一些發(fā)達國家相比還存在一些差距，千斤頂作為液壓支架的重要部件之一，對液壓支架的質(zhì)量及性能起著至關(guān)重要的作用。為了順應(yīng)時代的前進步伐，打造出高質(zhì)量的液壓支架，同時，提高企業(yè)的工作質(zhì)量和效率，設(shè)計一種抬底千斤頂耳板焊接的專用工裝就非常有價值。

1 焊接件結(jié)構(gòu)及工藝分析

1.1 焊接件結(jié)構(gòu)分析

抬底千斤頂安放在液壓支架底部的前端，其上端和底座過橋相連接，另一端壓在推移框架上，是實現(xiàn)抬底座的關(guān)鍵部分。耳板用于固定抬底千斤頂，其在抬底千斤頂上的位置結(jié)構(gòu)如圖1所示。兩個缸筒成一個整體，當(dāng)耳板焊接、內(nèi)壁加工后再截成兩個，這樣可以提高加工效率?？梢钥闯鏊膫€耳板分布在缸筒上，且在一條直徑上對稱。根據(jù)焊接件耳板的結(jié)構(gòu)特點，焊縫為角焊縫，上下兩面對稱布置。工裝的設(shè)計要求能夠?qū)Ω淄布岸宓奈恢枚ㄎ?，包括耳板相對缸筒左右端面的距離、上下高度位置。

圖1 抬底千斤頂耳板結(jié)構(gòu)

1.2 焊接件工藝分析

根據(jù)焊接件的材料性能，選擇混合氣體保護焊(80%Ar+20%CO2)焊接。焊接方法采用多層多道、回弧等焊接方法，焊接速度控制在350～450 mm/min之間，焊絲伸出長度為12～18 mm，氣體流量在15～20 L/min之間。其特點是：成本低，焊接質(zhì)量較好，生產(chǎn)效率較高，操作性能好。由于耳板兩側(cè)都開有坡口，先進行一側(cè)焊接，然后翻轉(zhuǎn)工件再進行另一側(cè)焊接。由于工件的重量較小，工裝設(shè)計采用手動翻轉(zhuǎn)。

2 焊接件定位分析

焊接件在工裝中的定位是工裝設(shè)計的重要技術(shù)要求，缸筒及耳板的正確定位是保證焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。

根據(jù)抬底千斤頂缸筒及耳板的結(jié)構(gòu)特點和焊接位置分布情況，首先要保證缸筒的定位。由于耳板在缸筒上是水平分布的且在一條直徑上，因此，缸筒的水平定位很關(guān)鍵。其水平定位基準(zhǔn)是缸筒的兩端面，對其一端定位，采用擋板垂直于缸筒端面即可定位。然后耳板在缸筒上定位，要保證其定位基準(zhǔn)與缸筒定位在同側(cè)，根據(jù)耳板在缸筒上的分布情況，其上下面也要定位。最終，使工人放置好工件后便實現(xiàn)定位，然后對工件直接焊接，既方便工人焊接又提高作業(yè)效率。

3 焊接工裝設(shè)計

為了實現(xiàn)耳板在缸筒上的焊接，設(shè)計了一種專用的抬底千斤頂耳板焊接工裝，既可以固定好千斤頂又方便工人進行耳板焊接。該焊接工裝有兩種方案，如圖2、圖3所示，兩種工裝方案都主要由底板、支撐座、頂板、限位板等組成。

圖3 工裝2

從圖2中可以看出，該工裝中設(shè)置了4個支撐座，分別用于支撐缸筒與耳板，并且底面與地面接觸，其支撐座要求與缸筒同軸且同圓，使缸筒放在支撐座上能夠完全接觸實現(xiàn)缸筒的上下定位。在支撐座的一端設(shè)有定位板，其作用是對缸筒水平定位。在4個支撐板之間分別加小底板進行連接。在耳板的一側(cè)設(shè)置定位板，對耳板水平進行定位。為了保持缸筒與耳板的同側(cè)定位，耳板定位板要求放置在缸筒定位板同側(cè)。

從圖3中可以看出有一個底板，作為放置支撐座、頂板、限位板的載體，因此要求底板平整，不得有變形的情況，以便保證工件的水平。在底板的兩端各有一個支撐座，用于支撐缸筒?？紤]到缸筒的重量長度，設(shè)置兩個支撐座即可。支撐座也要求與缸筒同軸且同圓，能夠穩(wěn)固的實現(xiàn)定位。在支撐座的一端設(shè)有定位板用于對缸筒水平定位。在耳板定位時，用了兩塊頂板，同時在耳板的一側(cè)設(shè)置水平定位板，對耳板水平進行定位。要求耳板定位板與缸筒定位板同側(cè)，保證缸筒與耳板的同側(cè)定位。頂板及定位板的寬度要適中、位置合理，在保證耳板定位的情況下，不能對缸筒位置形成干涉。

對比兩種方案，圖2中四個支撐座分別與地面接觸，而圖3中用了一個底板與地面接觸，避免了多個零件與地面接觸，同時，地面接觸面較大且平整，容易保證工裝的平整性。在耳板的上下定位中，圖2用支撐座定位，由于一個支撐座的接觸面較小，容易導(dǎo)致耳板定位不穩(wěn)，相比圖3中用兩個頂板支撐耳板，比較穩(wěn)固，而且兩個頂板的用料比一個支撐座還要小。綜上對比，圖3中的方案優(yōu)于圖2方案，因此，選出較優(yōu)的圖3方案作為焊接工裝。

該工裝的設(shè)計同時考慮了工人作業(yè)的便捷性、適用性和經(jīng)濟成本。該工裝高度適中，工人作業(yè)很方便；能充分滿足對缸筒及耳板的定位，便于焊接；工裝結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟成本也較低。

4 結(jié)束語

本文對抬底千斤頂耳板的結(jié)構(gòu)分析與工藝分析，明確了缸筒與耳板的結(jié)構(gòu)特點及焊接工藝方法。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點確定了缸筒及耳板進行定位的兩種方案。通過對比，選擇出了一種較優(yōu)的方案作為抬底千斤頂耳板焊接的專用工裝，目前該工裝使用效果很好。該工裝的設(shè)計特點：

(1)缸筒與耳板進行水平同側(cè)定位實現(xiàn)焊接。

(2)本工裝的制造成本低，使用方便，可以固定好千斤頂方便焊接工人進行耳板焊接。

(3)本工裝有效保證了耳板的位置精度，提高了工作效率及焊接質(zhì)量。