一种采煤机一体浇铸式连杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿机械设备技术领域，具体涉及一种采煤机一体浇铸式连杆。
【背景技术】
[0002]常用的采煤机包括底部移动座、上方的采煤机械手及两者之间的液压升降杆和连杆，目前的连杆主要是四个钢板焊接构成长方柱体，柱体中还焊接有加强筋，四个钢板的材料采用Q460或Q550钢板，属于高强度钢，本身强度高，还需要根据尺寸进行切割，折弯也较为困难，焊接时还需要遇热，连杆的整体加工的时间较长，采煤机的工作环境比较恶劣，工作强度大，由于受制于焊接的强度极限，焊接处容易损坏，因此，连杆的使用寿命短，影响采煤机的整体使用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型克服了现有连杆的缺点，提供了一种采煤机一体浇铸式连杆，该连杆结构能够便于实现一体铸造，避免了通过焊接组成连杆结构造成的强度薄弱点的情况，本实用新型的连杆强度较为均匀，不易损坏，使用寿命较长。
[0004]本实用新型的具体技术方案是:
[0005]—种采煤机一体浇铸式连杆，关键点是，该连杆包括两端的铰接柱及两者之间的连接柱，铰接柱为中部设置有铰接孔的圆柱体，连接柱包括两侧的侧板及两个侧板之间的支撑结构，支撑结构包括上下设置的上加强板和下加强板，两个侧板、上加强板和下加强板构成一体结构的连接柱且中部围成一个空腔，连接柱的两端与铰接柱固定连接为一体结构，空腔两端分别与两个铰接柱中的铰接孔相通。
[0006]所述的上加强板和下加强板与两侧侧板的连接位置位于侧板的非边缘处。
[0007]所述的侧板的高度与铰接柱的高度相同。
[0008]所述的两侧侧板之间的距离与铰接柱的直径相同，两端铰接孔之间的距离为1113mm,铰接孔的直径为130.9_131.1mm，连杆的所有组成部分的材料均为45号钢，铰接柱的壁厚为38-42mm，侧板的厚度为33-37mm，上加强板和下加强板的厚度均为33-37mm，连杆的总体重量不超过503kg。
[0009]所述的铰接孔的直径为13Imm，铰接柱的壁厚为40mm，侧板的厚度为35mm，上加强板和下加强板的厚度均为35_。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过连接柱将两端的铰接柱固定连接，并且连接柱的空腔与铰接柱中的铰接孔连通，这样的结构能够实现一体铸造，避免了现有技术中由于存在封闭空腔不能一体铸造加工的情况，连杆无需通过焊接完成整体加工，也就不存在焊接造成的强度薄弱点，浇铸式连杆采用45号钢的低成本材料，虽然强度较低，但整体连杆的强度可以通过增加厚度来增强，厚度的增加有一定的范围，该范围使得连杆的重量的增加不至于影响连杆的灵活使用以及采煤机的灵活应用，该连杆使用时较为稳定，使用寿命较长。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构示意图。
[0012]图2是图1中纵向的剖面结构示意图。
[0013]图3是图1中横向的剖面结构示意图。
[0014]图4是具体实施例中砂壳的结构示意图。
[0015]图5是具体实施例中下砂壳的结构示意图。
[0016]图6是具体实施例中第二模具的结构示意图。
[0017]图7是具体实施例中砂芯的结构示意图。
[0018]附图中，1、铰接柱，2、铰接孔，3、侧板，4、上加强板，5、下加强板，6、空腔，7、上砂壳，8、下砂壳，9、上模具，10、下模具，11、砂芯。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型涉及一种采煤机一体浇铸式连杆，该连杆包括两端的铰接柱I及两者之间的连接柱，铰接柱I为中部设置有铰接孔2的圆柱体，连接柱包括两侧的侧板3及两个侧板3之间的支撑结构，支撑结构包括上下设置的上加强板4和下加强板5，两个侧板3、上加强板4和下加强板5构成一体结构的连接柱且中部围成一个空腔6，连接柱的两端与铰接柱I固定连接为一体结构，空腔6两端分别与两个铰接柱I中的铰接孔2相通，基于上述结构，该连杆加工时采用一体浇铸成型。
[0020]具体实施例，如图1至图3所示，两侧侧板3之间的距离与铰接柱I的直径相同，两端铰接孔2之间的距离为1113mm，铰接孔2的直径为13 Imm，连杆铰接柱I壁厚由35mm增加至40mm，侧板3的厚度由30mm增加至35mm，上加强板4和下加强板5的厚度为35mm，连杆的整体重量由现有的453kg增加至503kg，上加强板4和下加强板5与两侧侧板3的连接位置位于侧板3的非边缘处，这样设置使得上加强板4和下加强板5作为加强筋对两个侧板的支撑作用更好，侧板3的高度与铰接柱I的高度相同，两侧侧板3之间的距离与铰接柱I的直径相同，连杆的所有组成部分的材料均为45号钢，连杆采用浇铸一体成型，目前，铸造时广泛采用的是C02-钠水玻璃砂，大都由纯净的石英砂加入4.5 %?8.0 %的钠水玻璃配制而成，但是对于几十吨重的、质量要求高的大型铸钢件，全部采用面砂或局部采用镁砂、铬铁矿砂，橄榄石砂、锆砂等特种砂代替石英砂较为有利，有的要求钠水玻璃砂具有一定湿态强度和可塑性，以便脱模后再吹⑶2硬化，可以加入1%?3%的膨润土 (质量分数)或3%?6%的普通粘土砂(质量分数)或加入部分粘土砂。为改善出砂性，还可以加入1.5%的木肩(质量分数)或加入5%的石棉砂(质量分数)或加入其它附加物，在具体加工该连杆时，需要制作浇铸用的砂壳、砂芯，如图4至图7所示，本实用新型中连杆的加工工艺步骤如下:
[0021]a、制作与连杆外轮廓相同的第一模具，由第一模具制作出具备连杆外轮廓形状的砂壳，并且砂壳包括上下分体的上砂壳7和下砂壳8;
[0022]b、制作内部具有与空腔6和铰接孔2形状相同的内腔的第二模具，第二模具包括上下分体的上模具9和下模具10，在内腔中填充芯砂从而构成与空腔6及其两端铰接孔2形状相同的砂芯11，将砂芯11安装在砂壳中相应位置；
[0023]C、砂壳上设置有浇铸口，将45号钢水沿浇铸口进行浇铸，浇铸时的温度为1450°C_1500°C，最后形成连杆铸件；
[0024]d、对铸件进行热处理，热处理依次包括正火、淬火和回火，正火温度为850摄氏度，淬火温度为840摄氏度，回火温度为600摄氏度，铸件在淬火之后、回火之前的硬度在HRC55-HRC62之间；
[0025]e、对铸件进行表面处理和精加工，表面处理为在抛丸机上进行的抛丸，精加工包括用镗床对铰接孔进行镗孔精加工。
[0026]现有技术中采用钢板焊接构成连杆，对钢板的强度要求高，采用Q460或者Q550材质，该材质强度较高，不易折弯，而且现有技术结构中在钢板内部焊接有加强筋，加强筋之间存在封闭空腔，不能采用一体铸造加工方式，焊接的方式又会在焊接处形成强度薄弱点，本实用新型中采用的连杆结构中空腔与铰接孔相通，该结构可以使用一体铸造的方式进行加工，并且采用45号钢的材质来降低成本，如果连杆的壁厚不增加，则45号钢铸造成型的连杆的强度达不到要求，如果连杆的壁厚增加过多，则连杆的重量过重。
[0027]现有技术中连杆采用钢板焊接工艺，钢板为标准尺寸，只需要裁剪后进行焊接即可，所有部件的尺寸不会发生改变，而在铸造阶段，由于铸件会存在2%的回缩，如果考虑这一点，那么经过铸造后的尺寸就会偏小而不能满足实际需要，因此，在铸造的准备阶段应考虑增大尺寸以适应回缩量，砂壳的内轮廓尺寸较之连杆的外轮廓尺寸应大2%，砂芯的外轮廓尺寸较之连杆的内腔的尺寸小2%，在浇铸后，连杆的外轮廓尺寸向内收缩至要求尺寸，连杆的内腔尺寸向外收缩至所需要的尺寸。
[0028]在铸造后的热处理阶段，依次采用正火、淬火和回火的方式，正火温度850摄氏度，能够使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，而且可以细化铸态组织，改善铸造件的切削加工性能，为后续的精加工打下基础，淬火温度840摄氏度，淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合后续的600摄氏度的回火工序，回火的作用是减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性，铸件在淬火之后、回火之前的硬度在HRC55-HRC62之间，这样才能保证经过回火后的硬度适中。经过淬火和回火后，铸钢件的强度、硬度、耐磨性有所提高，但不会影响切削性能，而且疲劳强度以及韧性得到了极大提高，从而满足连杆在采煤机上的使用要求，由于铸造之后的连杆表面较为粗糙，需要增加抛丸工序进行表面处理，铰接孔的直径为130.9-131.1mm，由于是对内孔的精加工，而且该铰接孔在成品使用中需要与转轴进行轴孔配合，对该铰接孔的内表面的尺寸要求较高，需要采用镗床进行内孔的精加工以达到铰接孔的精度要求，而采用其他的加工方式则不易操作或者不能达到铰接孔的精度要求。
【主权项】
1.一种采煤机一体浇铸式连杆，其特征在于:该连杆包括两端的铰接柱(I)及两者之间的连接柱，铰接柱(I)为中部设置有铰接孔(2)的圆柱体，连接柱包括两侧的侧板(3)及两个侧板(3)之间的支撑结构，支撑结构包括上下设置的上加强板(4)和下加强板(5)，两个侧板(3)、上加强板(4)和下加强板(5)构成一体结构的连接柱且中部围成一个空腔(6)，连接柱的两端与铰接柱(I)固定连接为一体结构，空腔(6)两端分别与两个铰接柱(I)中的铰接孔(2)相通。2.根据权利要求1所述的一种采煤机一体浇铸式连杆，其特征在于:所述的上加强板(4)和下加强板(5)与两侧侧板(3)的连接位置位于侧板(3)的非边缘处。3.根据权利要求1所述的一种采煤机一体浇铸式连杆，其特征在于:所述的侧板(3)的高度与铰接柱(I)的高度相同。4.根据权利要求1所述的一种采煤机一体浇铸式连杆，其特征在于:所述的两侧侧板(3)之间的距离与铰接柱(I)的直径相同，两端铰接孔(2)之间的距离为1113mm，铰接孔(2)的直径为130.9-131.1mm，连杆的所有组成部分的材料均为45号钢，铰接柱(I)的壁厚为38-42mm，侧板(3)的厚度为33-37mm，上加强板(4)和下加强板(5)的厚度均为33-37mm，连杆的总体重量不超过503kg。5.根据权利要求4所述的一种采煤机一体浇铸式连杆，其特征在于:所述的铰接孔(2)的直径为13 Imm，铰接柱(I)的壁厚为40mm，侧板(3)的厚度为35mm，上加强板(4)和下加强板(5)的厚度均为35mm。
【专利摘要】本实用新型涉及一种采煤机一体浇铸式连杆，属于矿产机械设备技术领域，该连杆包括两端的铰接柱及两者之间的连接柱，铰接柱为中部设置有铰接孔的圆柱体，连接柱包括两侧的侧板及两个侧板之间的支撑结构，支撑结构包括上下设置的上加强板和下加强板，两个侧板、上加强板和下加强板构成一体结构的连接柱且中部围成一个空腔，连接柱的两端与铰接柱固定连接为一体结构，空腔两端分别与两个铰接柱中的铰接孔相通，该连杆的结构可以通过一体浇铸成型进行加工，加工后的连杆整体强度较为均匀，而且可以根据需要通过增加厚度进行强度增加，解决了现有连杆不能一体成型而必须焊接的缺陷，从而避免了经常在强度较弱的焊接处出现破坏的情况。
【IPC分类】B22C9/02, F16C7/02, E21C35/00
【公开号】CN205207413
【申请号】CN201521064715
【发明人】宋国文, 魏军
【申请人】河北鼎邦机械设备有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月18日