李曉光

摘 ? 要：隨著我國大力發(fā)展全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行地下施工技術(shù)，國內(nèi)許多大型煤礦也同時將這項技術(shù)應(yīng)用到了煤礦巖巷的施工中，煤礦采用盾構(gòu)施工法進(jìn)行施工我國在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位，為更好地適應(yīng)礦井建設(shè)和采區(qū)的準(zhǔn)備，就需要提供高質(zhì)量的掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工。刀盤是整臺掘進(jìn)機(jī)中最重要的部件之一，如何制造出更好的滿足礦井條件要求的刀盤，才是完成井下掘進(jìn)施工的根本條件。本文介紹了全斷面巖巷掘進(jìn)機(jī)分瓣式刀盤的加工及制造難點。

關(guān)鍵詞：刀盤邊塊 ?刀盤中心塊 ?基準(zhǔn)面 ?加工角度

中圖分類號：TH132.425 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0101-02

1 ?巖巷掘進(jìn)機(jī)刀盤組成及煤礦巖巷特點

（1）下面針對某煤礦項目采用的巖巷隧道掘進(jìn)機(jī)的刀盤進(jìn)行分析介紹，如附圖所示。刀盤體主要由五部分組成，分為上、下、左、右邊塊以及中心塊。刀盤體分別由上述邊塊及中心塊兩兩組合到一起，組成一個直徑6.1m公差5mm范圍內(nèi)的圓形刀盤。刀盤的各邊塊及中心塊需要分別通過精確加工結(jié)合面和結(jié)合面上把合孔的方法滿足組合成一體的要求。

（2）煤礦巷道不同于普通隧道，煤礦巷道大多深度在千米左右且存在可燃?xì)怏w爆炸風(fēng)險同時煤礦的起重能力也限制了刀盤的結(jié)構(gòu)組成，因此對掘進(jìn)機(jī)刀盤的加工難度、加工質(zhì)量和設(shè)備安全性要求極其嚴(yán)格。刀盤體位于掘進(jìn)機(jī)的最前端也是掘進(jìn)機(jī)最主要的工作部件，刀盤的制造質(zhì)量直接影響整臺設(shè)備的工作質(zhì)量和工作效率。

2 ?刀盤的技術(shù)要求

（1）刀盤邊塊為外側(cè)圓弧形，內(nèi)側(cè)多邊形結(jié)構(gòu)，邊塊上表面分布多個刀箱，刀箱半徑尺寸需控制在±2mm范圍內(nèi)，兩側(cè)90°斜面需保證垂直關(guān)系并確保把合面3160尺寸公差在0.41mm范圍。

（2）刀盤中心塊為四邊均為3160mm的正方體，公差要求控制在+0.5mm范圍。

（3）邊塊與中心塊、邊塊與邊塊形成兩兩組合，并用螺栓把合成一體，每面上的螺栓孔多達(dá)2051個。

（4）刀盤各瓣加工后需整體組合，刀盤體組合后直徑達(dá)到φ6100mm，半徑公差5mm以內(nèi)，刀盤掌子面平面度要求在5mm范圍內(nèi)。

3 ?刀盤各瓣體的加工及難點

（1）刀盤邊塊的外形尺寸4316×1500×1480，重量為14127kg，加工面有角度公差要求。根據(jù)工件圖紙尺寸信息，參考我公司現(xiàn)有機(jī)床配制能力選用13米數(shù)控龍門銑及數(shù)控落地鏜進(jìn)行加工。

（2）首先需要對刀盤邊塊各加工面劃加工基準(zhǔn)參考線，以保證各加工面的均勻切削，同時安排粗加工與精加工分開的方式切削，可以有效控制工件在加工過程中由切削熱及殘余應(yīng)力釋放所帶來的工件變形，保證0.1mm的形位公差。

（3）刀盤加工基準(zhǔn)的選取是加工刀盤邊塊非常重要的環(huán)節(jié)，也是決定刀盤最終加工質(zhì)量最關(guān)鍵的第一步，刀盤掌子面是刀盤在現(xiàn)場施工的主要工作面，工作面上刀箱位置決定滾刀的安裝位置，因此，在加工時首先考慮以刀盤掌子面為水平找正基準(zhǔn)，再以各刀箱的半徑尺寸來確定刀盤邊塊把合面的加工余量，調(diào)整工件同時滿足上述兩個條件后，將工件在合適位置用壓板壓牢固，防止工件在加工過程中攢動。加工前準(zhǔn)確卻識別工件重要尺寸和關(guān)鍵部位是加工刀盤邊塊的基礎(chǔ)。

（4）準(zhǔn)備工作完成后，首先在刀盤掌子面上指定合適位置加工出4處200mm×200mm深5mm加工基準(zhǔn)面，以備后續(xù)精加工各把合面及裝配時作為找正和測量基準(zhǔn)使用，然后開始粗加工把合面并預(yù)留出合理的加工余量，特別注意角度面上的余量與直面的長度關(guān)系，確保各面切削余量均勻。把合面粗加工完成后，以刀盤中心線及200×200方基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)分別加工把合面上的工藝孔，用于工序間組合各瓣刀盤體時使用。

（5）刀盤中心塊是刀盤體上尺寸最大也是連接各邊塊的重要部件，直接影響刀盤其它四件邊塊的組合效果，各瓣邊塊與中心塊粗加工后，需要進(jìn)入焊接車間將刀座焊接到刀箱內(nèi)，這一步焊接既要保證刀具在裝配時的精度尺寸又要控制焊接刀箱對刀盤本體特別是各結(jié)合面的變形情況。焊接后進(jìn)行整體組對，由于各結(jié)合面均留有加工余量，所以需要設(shè)計了專用工裝測量尺進(jìn)行檢測，確定每一把刀箱位置都滿足設(shè)計要求，確保尺寸無誤后方可根據(jù)滾刀半徑位置確定每一瓣刀盤體把合面的加工余量。加工余量確定后，分別采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精加工刀盤各瓣邊塊及中心塊的把合面，同時加工把合面上的各把合光孔。由于把合面上的把合孔數(shù)量多達(dá)幾千個，且分為光孔和螺紋孔無規(guī)律的交替出現(xiàn)，加工前需先在加工位置上做好標(biāo)記，一次性將所有光孔加工出來，否則一旦孔的位置或者孔的大小出現(xiàn)錯誤將很難修復(fù)糾正，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。各瓣邊塊及中心塊把合面及光孔加工完成后，再進(jìn)行一次組對，將把合螺紋孔的位置確定，主要為確保前文提到的刀箱半徑及滾刀半徑軌跡準(zhǔn)確無誤，精確加工各處把合螺紋孔及銷孔。同時刀盤體各瓣把合孔數(shù)量較多，采用分時段加工可以有效降低加工出錯的幾率，此種方法的實施有效的提高了刀盤的制造質(zhì)量，保證了圖紙要求的粗超度、形位公差及尺寸公差要求同時也降低了制造成本，特別是在緩解機(jī)床分配上的壓力。

（6）刀盤中心塊背面主要加工的是與主軸承連接的連接法蘭，連接法蘭的技術(shù)難點在于控制連接法蘭的形位公差和把合孔的位置公差，保證連接法蘭與主驅(qū)動把合時的接觸關(guān)系，才能有效的將主軸承的扭矩傳遞輸出給刀盤，使刀盤有效發(fā)揮作用。

4 ?結(jié)語

綜上所述，此類型刀盤結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所涉及的角度面和孔較多，刀具軌跡半徑要求較為嚴(yán)格，采用合理的工藝措施和加工方法可以很好的提高制造質(zhì)量和縮短制造周期。在當(dāng)今激烈的市場競爭環(huán)境下，開發(fā)出領(lǐng)先的技術(shù)產(chǎn)品，改善獨有的生產(chǎn)工藝，才能有給企業(yè)創(chuàng)造更大的市場，才會在不斷更新的制造技術(shù)和方法上獲得優(yōu)勢。

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