Proces wytwarzania ramienia wysięgnika koparki

1. Projektowanie i symulacja metodą elementów skończonych (MES)

• Główne operacje:
  • Tworzenie modeli 3D ramienia wysięgnika (w tym płyt głównych, żeber wzmacniających i interfejsów zawiasów) za pomocą oprogramowania CAD.
  • Przeprowadzanie symulacji MES za pomocą narzędzi CAE w celu analizy rozkładu naprężeń, trwałości zmęczeniowej i deformacji w ekstremalnych warunkach pracy (np. podnoszenie ciężkich materiałów, kopanie twardej gleby).
  • Optymalizacja projektu: Dostosowanie grubości płyt, dodanie/wzmocnienie żeber lub modyfikacja pozycji zawiasów w celu zmniejszenia wagi przy jednoczesnym zachowaniu nośności.
• Kluczowe narzędzia: CAD (SolidWorks, Creo), CAE (ANSYS, Abaqus), oprogramowanie do analizy MES.
• Wymagania jakościowe: Zapewnienie zgodności projektu z normami branżowymi (np. ISO 10265) w zakresie wytrzymałości zmęczeniowej i odporności na obciążenia statyczne; interfejsy instalacyjne (np. otwory na zawiasy) muszą być zgodne z siłownikiem ramienia i łyżką koparki.

2. Dobór i przygotowanie materiałów

• Typowe materiały: Stal niskostopowa o wysokiej wytrzymałości (HSLA) (np. Q345B/C, S355JR) lub stal odporna na zużycie (np. NM450) dla krytycznych obszarów naprężeń. Materiały te równoważą wytrzymałość na rozciąganie (≥345 MPa) i wytrzymałość, unikając kruchego pękania.
• Przygotowanie materiału: Kontrola surowych płyt stalowych pod kątem wad (np. pęknięć, wtrąceń) za pomocą badań ultradźwiękowych; cięcie płyt na standardowe rozmiary do dalszej obróbki.

3. Precyzyjne cięcie (下料)

• Główne operacje: Cięcie CNC (Computer Numerical Control) w celu zapewnienia dokładności wymiarowej.
• Kluczowe narzędzia:
  • Plazmowa maszyna do cięcia CNC typu bramowego (dla płyt cienkich i średnich, ≤20 mm; szybka, małe odkształcenia termiczne).
  • Maszyna do cięcia płomieniowego CNC (dla grubych płyt, >20 mm; odpowiednia dla stali HSLA).
• Wymagania jakościowe: Odchyłka wymiarowa ≤ ±1 mm; brak zadziorów i żużla na krawędziach cięcia (aby uniknąć wad spawalniczych); odkształcenia termiczne kontrolowane przez wstępne podgrzewanie lub chłodzenie po cięciu.

4. Formowanie i kształtowanie

• Główne operacje:
  • Gięcie: Użycie pras krawędziowych hydraulicznych do zaginania płyt pod kątami (np. 90° dla ścianek przekroju skrzynkowego) lub rowków w kształcie litery U.
  • Walcowanie: Użycie walcarek do formowania zakrzywionych powierzchni (np. górnych/dolnych płyt w kształcie łuku wysięgnika) dla lepszego rozpraszania naprężeń.
  • Przygotowanie krawędzi: Ukosowanie krawędzi płyt (np. ukosy 30°–45°) w celu zapewnienia pełnego przetopu podczas spawania.
• Kluczowe narzędzia: Prasa krawędziowa hydrauliczna, walcarka 4-rolkowa, ukosowarka.
• Wymagania jakościowe: Odchyłka kąta ≤ ±0,5°; zakrzywione powierzchnie mają jednolity promień (bez zmarszczek i pęknięć); wymiary ukosów odpowiadają specyfikacjom spawalniczym.

5. Spawanie i kontrola deformacji

• Główne operacje:
  • Spawanie sczepne: Tymczasowe mocowanie części (np. płyty główne + żebra wzmacniające) za pomocą małych spoin w celu zachowania wyrównania.
  • Spawanie główne: Użycie wydajnych metod spawania o niskiej wadliwości dla różnych połączeń:
    • Spawanie łukiem krytym (SAW): Do długich, prostych połączeń (np. szwy płyt głównych); wysoka wydajność stapiania i gładkie spoiny.
    • Spawanie łukiem metalowym w osłonie gazu CO₂ (GMAW): Do złożonych połączeń (np. połączenia żebro-płyta główna); elastyczne i odpowiednie do regulacji na miejscu.
    • Spawanie robotyczne: Do precyzyjnych połączeń (np. interfejsy zawiasów); zmniejsza błąd ludzki i zapewnia stałą jakość spoin.
  • Obróbka cieplna po spawaniu: Podgrzanie ramienia wysięgnika do 600–650°C (wyżarzanie odprężające) w celu wyeliminowania naprężeń resztkowych po spawaniu (zapobiega pękaniu podczas użytkowania).
• Kluczowe narzędzia: Spawarka SAW, palnik spawalniczy CO₂ GMAW, stanowisko spawalnicze zrobotyzowane, piec do obróbki cieplnej.
• Wymagania jakościowe: Brak wad spoin (porowatość, pęknięcia, niepełne przetopienie); wysokość spoiny ≥ 70% grubości cieńszej płyty; naprężenia resztkowe ≤ 150 MPa po obróbce cieplnej.

6. Precyzyjna obróbka

• Główne operacje:
  • Mocowanie w uchwycie: Zabezpieczenie spawanego ramienia wysięgnika w dedykowanym uchwycie (aby uniknąć deformacji podczas obróbki).
  • Wytaczanie: Użycie wytaczarek CNC do obróbki otworów na zawiasy (na wały kołkowe) do precyzyjnych wymiarów.
  • Frezowanie: Frezowanie czołowych powierzchni gniazd zawiasów w celu zapewnienia prostopadłości do osi otworów.
  • Wiercenie/gwintowanie: Wiercenie otworów na wsporniki rurociągów hydraulicznych lub połączenia śrubowe; gwintowanie wewnętrzne w razie potrzeby.
• Kluczowe narzędzia: Duża wytaczarka i frezarka CNC, wieloosiowe centrum obróbcze, gwintownica.
• Wymagania jakościowe: Odchyłka średnicy otworu ±0,05 mm; równoległość/współosiowość otworów na zawiasy ≤ 0,5 mm (aby zapewnić płynny ruch wału kołkowego); chropowatość powierzchni otworów Ra ≤ 1,6μm.

7. Obróbka powierzchniowa

• Główne operacje:
  • Śrutowanie: Użycie szybkich śrutów stalowych (0,8–1,2 mm) do śrutowania powierzchni ramienia wysięgnika, usuwając rdzę, zgorzelinę i żużel spawalniczy.
  • Fosforanowanie: Zanurzenie ramienia wysięgnika w kąpieli fosforanującej (roztwór fosforanu cynku) w celu utworzenia filmu fosforanowego o grubości 5–10μm (poprawia przyczepność podkładu).
  • Pub Czas : 2025-09-24 08:39:24 >> lista aktualności