摘要：目前，管缝式锚杆制作由人工进行套环、缩口和焊接等工艺，劳动强度大，制作效率低，而且人工缩口、焊接存在工艺差异，误差率高，会导致锚杆缩口后与矿壁上的锚杆孔不匹配，或者锚杆环焊接不牢固等问题，使得成品不够标准化，锚固力较小，不利于安全支护。而且套环、缩口和焊接工艺分别在不同的设备台座上进行，每进行完一个工艺需要人工将待加工的锚杆转运至下一个工序，工序繁琐。所以为满足日常井下支护需要，严格按照国家支护标准进行支护，提高锚杆的锚固力，实现锚杆标准化高效率制作，针对现有管缝式锚杆加工制作工艺进行技术改造，设计研发管缝式锚杆自动生产设备，优化生产工艺，实现从钢带原料到改进型大固力管缝式锚杆成品的标准化自动流水线生产。有效地提高了锚杆的制作效率，降低了人工劳动强度。
关键词：管缝式锚杆；制作与应用；有益效果
1、管缝式锚杆加工装置特征
管缝式锚杆加工装置，其特征在于：包括套环缩口装置，所述套环缩口装置包括套环缩口设备台座、缩口模具和锚杆环卡座，所述套环缩口设备台座的左侧安装有用于推动锚杆的第一气缸，所述第一气缸的活塞杆外端与缩口模具的一端连接，缩口模具的另一端设置有与锚杆向配合的圆锥孔，所述锚杆环卡座的一侧安装在套环缩口设备台座上，锚杆环卡座的另一侧设置有用于放置锚杆环的环形凹槽，所述锚杆环卡座与缩口模具相向同轴设置，所述套环缩口装置还包括用于控制第一气缸连接的踏板开关。所述套环缩口装置还包括两组第一固定支架，所述每组第一固定支架的下端固定在套环缩口设备台座上，第一固定支架的上端设置有有第一挡边和第二挡边，且第一挡边、第二挡边与第一固定支架之间形成用于放置锚杆的Y型开口，所述第一挡边上安装有用于推动锚杆离位的第二气缸，所述第一固定支架的上端还安装有用于检测锚杆到位的光电开关。
2、管缝式锚杆加工装置的使用方法
第一、将锚杆环放置在锚杆环卡座上的环形凹槽内，当第一固定支架上的光电开关检测到第一固定支架的Y型开口处锚杆到位后，按动踏板开关控制第一气缸的活塞杆伸出并推动锚杆向锚杆环卡座处挤压，将锚杆环套接在锚杆一端上，同时锚杆另一端在缩口模具锥形孔的作用下缩口；套环、缩口结束后，松开踏板开关使得第一气缸的伸缩杆复位，当第一气缸的伸缩杆复位过程中限位螺栓碰触到限位开关后，第一固定支架上的第二气缸启动将套环缩口后的锚杆从第一固定支架的Y型开口中推出。
第二、当锚杆进行套环缩口后，沿滑轨滑动至盘式装夹的夹持槽处，夹持盘转动，夹持槽内的锚杆通过滑轨滑动至第二固定支架的Y型开口处，第二固定支架上的光电开关检测到锚杆到位后，第三气缸的伸缩杆推动可旋转尾座向焊接床头夹具方向移动，并将锚杆环固定在可旋转尾座与焊接床头夹具之间，伺服电机工作并驱动焊接床头夹具带动锚杆转动，锚杆转动过程中光电检测装置第一次检测到锚杆的管缝时，提升装置总成控制焊枪下放并开始焊接锚杆环，当光电检测装置第二次检测到锚杆的管缝时，提升装置总成控制焊枪上提并停止焊接，焊接完成后第二固定支架上的第四气缸工作，通过第四气缸的伸缩杆将焊接后的锚杆从第二固定支架的Y型开口中推出。
第三、第二固定支架上的光电开关检测到第二固定支架上的锚杆离位后，夹持盘再次转动，将夹持槽内的锚杆向焊接装置运输；
第四、焊接后的锚杆沿输出滑轨滑出，由工作人员进行收集。
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3、管缝式锚杆改造措施
1.锚杆自动套环缩口设备的设计研发：
设计传动装置、装夹装置、电控系统，气动系统、检测系统非标模具，利用空压机、汽缸，设计制作套环缩口设备实现管缝式锚杆机械化一步完成“套环”和“缩口”工艺。
2.锚杆自动焊接设备的设计研发：
设计全自动焊接设备、配合二保焊和气动系统、通过伺服电机、光电开关、限位装置，经电控系统实现锚杆全自动焊接。数控控制系统能自动完成焊接任意角度。气动系统能把焊接工件夹紧，焊枪下降，避免焊接过程中工件变形。
4、管缝式锚杆改造效果
1.实现了“套环”、“缩口”两步制作工艺的机械化一步成型，省掉人工套环和敲砸缩口；并实现了“焊接”工艺的全自动化，避免了焊接差异性和人工焊接的弊病；将单件制作周期缩短至20S以内，提高了加工制作效率，将原来可产7000-9000件管缝式锚杆提高到现在月均18000件，月生产峰值可达23000件；满足了井下支护对锚杆的需求量，确保了井下支护进度，提高了井下生产安全性。
2.省去了各种锚杆转运环节，大大降低了劳动和人工成本，实现了“机械化换人、机械化减人”，由每班的8人满负荷靠体力加工，减少到每班4人可轻松操作；机械化流水线生产、降低了劳动强度、实现机械化减人，降低了加工中人员伤亡，实现机械化焊接，避免职业病产生。
3.由于改进后管缝式锚杆采用的二保焊自动焊接，锚杆与锚杆环焊接均匀牢固，也进一步提高了焊接质量和锚杆整体抗拉强度，增加了管缝式锚杆成品质量。
4.通孔对模具、切刀等的的改造调试，在缩口尺寸不变的前提下，将管缝式锚杆由原来的直径40mm提高的42mm，使改进型大固力管缝式锚杆与矿壁上的锚杆孔匹配度更高，锚固力是普通管缝式锚杆匹配后的1.5倍。而且产品实现标准化量产，质量稳定可靠。提高了井下支护强度和施工的安全性，有利于井下标准化支护的实施，降低了井下事故发生概率。
5、管缝式锚杆加工装置有益效果
（1）锚杆套环工艺和缩口工艺在同一个装置中一次性完成，有效地提高了锚杆的制作效率，降低了人工劳动强度；
（2）套环、缩口工艺和焊接工艺实现自动化，进一步提高了锚杆的制作效率；
（3）套环缩口工艺与焊接工艺之间实现了自动化装夹、自动转运，无需工作人员搬动锚杆或更换加工台座，连续加工，省时省力，进一步降低了人工劳动强度；
（4）第一固定支架和第二固定支架顶端设置Y型开口，避免锚杆滑动过程中从第一固定支架和第二固定支架上滑出，提高了管缝式锚杆加工装置的稳定性；
（5）锚杆环卡座上内嵌有环形磁铁，辅助固定锚杆环，避免锚杆环从锚杆环卡座的环形凹槽内掉落，降低了管缝式锚杆加工装置的加工误差；
（6）所述夹持盘上的夹持槽的内径大于锚杆的外径并小于两倍的锚杆外径，保证了夹持盘每次转动只能运输一根锚杆，而且套环后的锚杆从第一固定支架上滑动下来后会沿着夹持槽内壁滑动一段距离，避免了锚杆与夹持槽碰撞导致的锚杆环掉落。
结语：
希望通过对管缝式锚杆加工装置特征的了解，管缝式锚杆加工装置的使用方法掌握，管缝式锚杆的改造，有效地提高了锚杆的制作效率，降低了人工劳动强度。实现从钢带原料到改进型大固力管缝式锚杆成品的标准化自动流水线生产。
论文作者:童川
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/4
标签：锚杆论文; 装置论文; 套环论文; 气缸论文; 支架论文; 加工论文; 卡座论文; 《基层建设》2018年第34期论文;