液壓支架推移連接頭鍛造工藝改進(jìn)

姜德娟

摘 要：隨著我國(guó)科技的進(jìn)步，采煤行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，作為機(jī)械化采煤的重要部分，液壓支架的應(yīng)用改善了傳統(tǒng)開(kāi)采方法中的支護(hù)效果，與可彎曲式的刮板運(yùn)輸機(jī)配合推進(jìn)回采工作面，在采煤作業(yè)中發(fā)揮著重要作用。但傳統(tǒng)的液壓支架連接頭的各段強(qiáng)度不均勻，且容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的問(wèn)題受到多項(xiàng)荷載，而出現(xiàn)斷裂等情況。本文主要對(duì)液壓支架推移連接頭鍛造工藝的改進(jìn)進(jìn)行分析研究，以促進(jìn)此工藝的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：液壓支架；連接頭；鍛造工藝；改進(jìn)

在綜合機(jī)械化采煤的過(guò)程中，液壓支架連接頭工藝在生產(chǎn)中的作用很重要，在應(yīng)用中不僅要注意生產(chǎn)效率的提高，還要保證礦井作業(yè)的安全生產(chǎn)，其制造質(zhì)量必須要得到保證。在其鍛造過(guò)程中，相關(guān)工藝存在一些缺陷，對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全造成重大威脅。因此，要提高液壓支架連接頭的可靠性，就要使其故障率降低，對(duì)鍛造工藝進(jìn)行合理有效的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)液壓支架連接頭的改進(jìn)。

1 液壓支架連接頭發(fā)生斷裂的原因

對(duì)于液壓支架推移連接頭的斷裂問(wèn)題，要先了解其出現(xiàn)的原因。首先從出現(xiàn)斷裂的連接頭所處的工作面，及其地質(zhì)條件角度進(jìn)行分析，由于其所處工作面的傾斜程度較大，而底板是比較松軟的。在這種情況下，液壓支架連接頭會(huì)受到推力和拉力的影響，還存在較大的扭轉(zhuǎn)力，使連接頭出現(xiàn)斷裂問(wèn)題。

在液壓支架連接頭的中間位置，其截面為正方形，并且具備良好的強(qiáng)度和剛性；在連接頭的兩端根部為長(zhǎng)方形截面，這部分的強(qiáng)度較低、性能較差。因此在其受到的扭轉(zhuǎn)力較大交變的情況下，其中間部位因?yàn)閺?qiáng)度較高，因此變形情況較小，而應(yīng)力主要集中在連接頭兩端的根部，在經(jīng)過(guò)反復(fù)的扭轉(zhuǎn)和彎曲變形之后，會(huì)引發(fā)連接頭斷裂。

最后，一些單耳連接頭經(jīng)過(guò)使用，但沒(méi)有出現(xiàn)斷裂的情況進(jìn)行分析，其兩端根部的4個(gè)尖角存在一字兒小裂口，這種現(xiàn)象可能是在推拉力和扭轉(zhuǎn)力的影響下，連接頭兩端根部尖角處會(huì)出現(xiàn)微裂，之后則會(huì)在使用中不斷擴(kuò)大，最終形成斷裂。

2 液壓支架推移連接頭原制造工藝

液壓支架主要應(yīng)用與煤礦井下作業(yè)，是其常用的支護(hù)設(shè)備，因此需求量和消耗量較大，需要多次對(duì)此進(jìn)行修理維護(hù)。這種連接頭容易損壞，此前主要采用鑄造工藝，以獲得毛坯件，但這種鑄造方式產(chǎn)出的產(chǎn)品容易損壞，且其強(qiáng)度難以達(dá)到應(yīng)用要求。在之后的發(fā)展中，開(kāi)始采用鍛造工藝，由于連接頭的鍛坯體積較大、品種多樣，需要使用較高的制作費(fèi)用，不具備良好的經(jīng)濟(jì)性，因此多采用現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易胎具鍛造。

最初使用的為自由鍛工藝，之后采用氣割成型工藝。這種鍛造工藝的鍛件很重，并且在其鍛造完成后會(huì)產(chǎn)生較多的殘余量，浪費(fèi)了大量的原材料，是不利于節(jié)能減耗的實(shí)現(xiàn)的。且會(huì)受到鍛造設(shè)備噸位的限制，在連接頭工藝中是不能很好利用鍛模模具的，需要使用自由鍛錘來(lái)鍛造簡(jiǎn)單的胎膜工具，這樣鍛出的毛坯余量大，且有毛邊、半圓球體成型差，因此整個(gè)毛坯成型的過(guò)程還需要應(yīng)用仿形氣割來(lái)完成。

3 液壓支架推移連接頭鍛造工藝的改進(jìn)

3.1 改進(jìn)后的連接頭鍛造工藝

3.2 坯料重量分析

依照鍛件各部位的尺寸，可以計(jì)算出鍛件的體積，并采取相關(guān)系數(shù)，進(jìn)一步明確鍛件的重量。鍛件需要進(jìn)行二次鍛成，取0.05的燒損率，將其與坯料重量相乘，再在此基礎(chǔ)上加上坯料重量，即可獲得坯料的重量。

3.3 ZY6400/12.5/28D型號(hào)液壓支架推移連接頭改造

這種型號(hào)的液壓支架推移連接頭的設(shè)計(jì)和制造不太合理，其強(qiáng)度不符合實(shí)際使用要求，因此其連接頭會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的經(jīng)常性斷裂問(wèn)題，對(duì)采煤作業(yè)的安全生產(chǎn)是不利的。因此，針對(duì)這些情況要進(jìn)行設(shè)計(jì)改善，使其能夠與推移梁良好匹配，使其滿足安全生產(chǎn)的要求。因此，在連接頭鍛造改造中，要消除其中會(huì)對(duì)安全生產(chǎn)造成影響的因素，具體改進(jìn)方法如下：

第一，連接頭的一端一開(kāi)始是長(zhǎng)方形的，可將其改為圓弧形，使設(shè)備運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生的阻力可以盡量減少。此外，原先工藝中的連接頭，其左右兩端的擺角可以適當(dāng)增加，使連接頭的受力情況得到改善，加強(qiáng)安全生產(chǎn)的順利實(shí)現(xiàn)，能夠更順利進(jìn)行綜采工作面；第二，可以在連接頭的上下面加焊鋼板，焊接的鋼板厚度大約為10mm，增強(qiáng)連接頭的強(qiáng)度，使其滿足安全生產(chǎn)的需要；第三，適當(dāng)增加連接頭整體的長(zhǎng)度，增加100mm長(zhǎng)度，并增寬100mm的工作面端面距，增強(qiáng)安全性。

3.4 連接頭鍛造工藝的改進(jìn)效果

首先，對(duì)應(yīng)用的工藝進(jìn)行改進(jìn)后，使用的各項(xiàng)材料用量減少了，在年度的生產(chǎn)和維修中，從總體上來(lái)說(shuō)，可以節(jié)省大量的材料；其次，鍛造工藝的改進(jìn)有利于節(jié)省施工時(shí)間，比如氣割工藝在生產(chǎn)單件時(shí)，可以節(jié)省2小時(shí)的時(shí)間，有效提高了連接頭的鍛造施工工藝；然后是鍛造工藝得到簡(jiǎn)化，操作更加簡(jiǎn)便，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，這種工藝不需要使用昂貴的設(shè)備，使自由鍛造設(shè)備的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大；最后，改進(jìn)后的鍛造工藝，其操作更加靈活，可以實(shí)現(xiàn)局部成型，這樣一來(lái)就可以使用小型設(shè)備來(lái)鍛造出較大型的模鍛件。此外，在進(jìn)行自由鍛造時(shí)，要注意將一段充滿胎具，而另一端可以欠充滿胎具，更加符合實(shí)際應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

在采煤作業(yè)中，液壓支架推移連接頭在安全生產(chǎn)方面有著重要作用，在對(duì)其鍛造工藝進(jìn)行改進(jìn)，可以完善其鍛造操作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在其改進(jìn)過(guò)程中，要以市場(chǎng)為導(dǎo)向、質(zhì)量為宗旨，堅(jiān)持改革創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)良好改進(jìn)效果。

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