試析液壓支架加工工藝

李世杰

（唐山開灤鐵拓重型機械制造有限責任公司，河北 唐山 063103）

眾所周知，液壓支架是我國煤礦企業(yè)中采煤工作面所使用的三大配套設備之一 （如圖1所示）， 其作用是用來有效地支撐和控制工作面的頂板， 其目的是安全地保障工人操作及機器運轉，實現雙贏。

據筆者所了解，液壓支架其重量約占綜合采煤設備總重量的80%-90%，其費用約占綜合采煤設備總費用的60%-70%?；诖耍恍┟旱V企業(yè)為了降低自身成本提高采煤的經濟效益，都在積極地開展液壓支架的分析研究。本文結合筆者實際工作及生產實踐 ， 闡述了液壓支架方面的加工工藝，僅供同行參考借鑒。

1 液壓支架加工前準備工作

在完成液壓支架加工工藝之前，首先我們要了解液壓支架的工作原理、功能及工作環(huán)境，要逐一理清設計思路和方向，在此基礎上擬定初步設計方案。其次我們要根據設計任務書給定參數和技術要求對支架整體結構設計等要合理，滿足煤礦企業(yè)實際生產的要求。同時我們還要考慮的是生產成本要低廉，制造過程要安全。除此之外，我們在設計過程中要按照制定的工作流程，運用各種方法和多門學科知識。在支架各部件設計時，擬定詳細方案，認真分析其功能，明確各個部分的結構。

2 液壓支架的加工工藝

2.1 加工工藝要求。液壓支架的加工工藝我們要統(tǒng)一做到設計簡單合理化。尤其是液壓支架的頂梁設計，設計時候要與頂板的接觸性要好，穩(wěn)定性要強，能有效支撐頂板。設計底座時要有足夠的空間，有利于安裝立柱、推移裝置，還要有穩(wěn)定性。 同時在四連桿機構設計時，要通過四連桿機構使支架頂梁前端點的運動軌跡呈近雙紐線，這樣做的目的是提高管理，保證支架的縱向和橫向的穩(wěn)定。

2.2 選擇好加工工藝。據筆者不完全統(tǒng)計，現在煤礦企業(yè)所使用的液壓支架大部分為鑄鍛件。我們試以大立柱缸筒內徑為500mm的液壓支架為例，在設計時候我們使用高強板級別 為 6.86×106MPa，7.84×106MPa，9.8×106MPa，6.86×106MPa的設計版。而在500mm以上大缸徑油缸內孔精加工的時候最后一道工序我們一般采用滾壓或珩磨兩種工藝。我們知道，珩磨加工的特點是設備通用性強、工裝簡單、加工表面具有交叉網紋，有利于油膜的形成。

2.3 實施加工工藝。在這個加工工藝環(huán)節(jié)我們選擇以下幾個步驟逐一實施。

2.3.1 缸體的加工。一般地我們根據實際情況選擇帶鋸下料→熱處理調質→噴丸→粗加工→熱處理時效→精加工這樣的步驟。在內孔加工在深孔鏜床上采用粗鏜、精鏜滾壓復合工藝方面它的精度可達IT9級以上，而內表面粗糙度將會小于Ra0.8。在內孔劃傷和粗糙度不足的情況下采用珩磨工藝，因此我們采用TQ2150、TK2250、T2120等大規(guī)格數控深孔鏜床、HTC-3300型數控深孔強力珩磨機、CKF7163、CK6180、CW61100B等設備，來提高大采高等高端液壓支架缸體的加工能力和加工精度。

2.3.2 導向套等盤套類零件的加工。我們選擇粗加工→熱處理調質→精加工→表面鍍Ni—P合金的流程。而在選擇毛坯的時候，最好選用模鍛件，而精加工都在數控機床上加工，它的精確度可達IT8級以上，我們采用一次裝卡，上下刀塔同時加工內、外圓的工藝方法。

3 總結

綜上所述，液壓支架是用來控制采煤工作面礦山壓力的結構物體。在實際工作中要以外載的形式作用在液壓支架上，從而達到工作現場的安全。

經過上面對液壓支架的加工工藝的分析，我們可以得知液壓支架的各支承件合力與頂板作用在液壓支架上的外載合力如果正好在同一條直線上，那么液壓支架對此采面圍巖就很合適，這就達到了我們設計的要求。

總體來說，液壓支架的設計、加工工藝工作是很重要并且是很復雜的。在實際市場中，由于液壓支架的類型很多，其設計工作也是很大的，我們要在實際的生產需要中不斷地更新設計理念和設計方法，通過采用三維 CAD 動態(tài)設計等先進的技術開發(fā)支架結構分析計算軟件系統(tǒng)，完善結構有限元分析軟件系統(tǒng)及實用化，完善液壓控制系統(tǒng)的設計，加強細節(jié)設計。

圖1 液壓支架效果圖

另一方面我們還要完善標準體系來不斷加強液壓支架設計、加工工藝的科學性合理性。結合實際生產情況，努力研發(fā)生產出滿足煤礦企業(yè)需要的液壓支架。

[1]姚向豫.液壓支架掩護梁的結構優(yōu)化設計研究[D].鄭州大學，2011.

[2]陳蘭.液壓支架液壓系統(tǒng)的建模與仿真[D].西安科技大學，2011.

[3]鄧補明，梁文學.液壓支架泄漏故障分析及工作性能的改善[J].北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報，2006（01）.

[4]王恩鵬.我國綜采液壓支架現狀及發(fā)展趨勢[A].中國科協(xié)2004年學術年會第16分會場論文集[C]，2004.

[5]任錫義.液壓支架整體動態(tài)特性仿真分析[D].太原理工大學，2010.

[6]郭瑞燕，液壓支架立柱千斤頂缸筒加工工藝的優(yōu)化[J].中國新技術新產品，2013（04）.

[7]期刊論文 ZY10000/26/55型掩護式液壓支架大修工裝制作-陜西煤炭，2011，30（01）.