液壓支架油缸內(nèi)壁熔銅新工藝分析

栗靖，董小波，黃泉清，席艷凱，姜紅

（鄭州速達工業(yè)機械服務(wù)股份有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，全球環(huán)境也隨之改變，人們對煤炭的需求也在隨之增長，在這樣的環(huán)境下，礦用液壓支架也起著越來越重要的作用。為了能夠在競爭激勵的市場中占有一席之地，產(chǎn)品的優(yōu)秀的加工工藝和產(chǎn)品質(zhì)量是能夠成為市場鰲頭的前提條件，但由于開采的惡劣環(huán)境，產(chǎn)品的腐蝕是不可避免的，然而，如何能夠更好地將產(chǎn)品進行優(yōu)化，表面處理是我們需要重視的問題所在。

1 造成液壓支架油缸問題的相關(guān)原因

因為煤炭的需求量的快速激增，造成了相關(guān)的工作產(chǎn)品的地位隨之提升，而這其中最明顯的便是開采使用的液壓支架，要想在煤炭市場立足，其產(chǎn)品的質(zhì)量要求自然是不言而喻的；其中其自身的油缸壽命甚至直接決定了其液壓支架自身的壽命，但是面對如此惡劣的使用環(huán)境，造成直接影響液壓支架使用壽命的腐蝕原因究竟是什么，接下來進行相應(yīng)的分析。

液壓支架的主要作用是在進行采煤工作時，用來控制礦山的壓力的相關(guān)器械，開采面的礦壓一般以外載的形式來作用在液壓支架上面，并且在液壓支架與采面圍巖的力的相互作用關(guān)系下，如果液壓支架的各個部分的所承受的合力和頂板在器械上作用的外載合力在一條直線上面，這樣的狀態(tài)對于支架來說是最適宜的。一般來說，液壓機由以下幾部分組成，分別是活塞及其活塞桿、缸筒以及密封和緩沖等相關(guān)裝置。其主要的工作原理是通過對電動機的運行從而帶動油泵的旋轉(zhuǎn)，在這時產(chǎn)生的機械能，以液壓支架為載體進行能量的轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成壓力能，在壓力的作用下，再運用其自身以及驅(qū)動裝置的連接，就可以使外接的裝置進行正常的工作。液壓站具有操作簡單、功率質(zhì)量比大、維修方便的特點，并且能夠在過載時提供相應(yīng)的保護或進行無極調(diào)速等措施；但若油缸一旦出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，則會產(chǎn)生巨大的安全問題，并且對環(huán)境造成相應(yīng)的污染。

首先，是其自身的密封裝置未合格。因為工作過程中，液壓支架只有通過油缸才能夠?qū)崿F(xiàn)向動能進行轉(zhuǎn)化，而油缸的密封性是影響工作效果的主要原因，也就直接地影響工作的進行。而密封件問題也分為兩個方面，一是在進行礦下作業(yè)過程中，造成的擠壓而導(dǎo)致零件的損壞；另一方面就是密封件自身的質(zhì)量問題，由于質(zhì)量的不過關(guān)造成的油缸問題。

其次，就是油缸自身的老化。油缸老化自然是不可避免的，這是由于作業(yè)的根本環(huán)境導(dǎo)致的。因為在液壓支架進行工作時，所處的環(huán)境惡劣，經(jīng)常會摻雜許多粉塵和相應(yīng)的有害物質(zhì)，一旦其長期依附在油缸的表面，就很容易造成油缸的老化速度加快；并且在工作環(huán)境中，器械產(chǎn)生的振動也對其自身產(chǎn)生相應(yīng)的老化危害。

還有就是油缸受到了外力的沖撞。這方面的危害對于油缸來說是不可估量的，因為一旦其自身受到了外力的沖撞，這股巨大的力量就會嚴(yán)重影響油缸的氣密性，雖然技術(shù)也在不斷地進步，但在惡劣的工作環(huán)境下，受到的外力沖擊還是不可避免的。

2 新工藝產(chǎn)生的相關(guān)前提條件

因為開采作業(yè)時的惡劣環(huán)境以及周圍腐蝕介質(zhì)的影響，造成液壓支架油缸的表面發(fā)生相應(yīng)的腐蝕，造成表面產(chǎn)生銹蝕和銹坑的情況，進而導(dǎo)致油缸的完全報廢。在缸筒的內(nèi)壁部分，這樣的情況已經(jīng)不再像以前一樣，進行簡單的珩磨就能夠解決的，內(nèi)壁腐蝕、銹坑問題越來越常見；還有就是鍍層方面，以前進行簡單的拋光和退鍍就就可以進行全部修復(fù)，現(xiàn)在的鍍層銹蝕和相關(guān)的磕碰也越來越頻繁，繼續(xù)按照以前的工藝就會報廢大量的二級缸體、活柱、活塞桿，成本也會相應(yīng)地提高。因為這樣的原因造成的器械的報廢必然會導(dǎo)致資源的浪費，為了減少此類原因造成的損耗，能夠?qū)⑶治g面積進行修復(fù)，新工藝便應(yīng)運而生，而這其中，效果最為突出的便是熔銅工藝。

熔覆銅合金工藝對于缸筒的表面腐蝕和侵蝕的相關(guān)修復(fù)有著良好的效果，此效果不僅僅體現(xiàn)在將損壞表面修復(fù)到原精度，還體現(xiàn)在表面的優(yōu)良特性上，既耐磨，又有著優(yōu)秀的抗腐蝕性能。此工藝比起那些進行過鍍銅工藝和未進行過處理的，內(nèi)壁的使用年限更長，主要原因便是自身具有較厚的修復(fù)層，可以很好地進行保護。也正是因為這樣的特殊保護，才能夠避免相關(guān)的使用材料的強度和形態(tài)發(fā)生改變。在對器件進行修復(fù)后，這樣的熔銅工藝，可以讓管壁的阻力矩、材料的屈服極限以及原始值保持不變；而且修復(fù)油缸所耗費的工期要比重新生產(chǎn)一個油缸的工期短，不但可以節(jié)省生產(chǎn)時間，還可以節(jié)省下材料成本，因為油缸的成本占所有成本的一半多，所以油缸的材料費省下來就節(jié)約了一大部分金錢。同時，這種工藝不但對產(chǎn)品的質(zhì)量有所提升，還大大地縮短了進行維修的工期。

現(xiàn)在我們正處于一個資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會，資源的節(jié)約也成了我們需要關(guān)注的問題，正因如此，采取熔銅工藝進行修補也是資源節(jié)約的一個突出體現(xiàn)。通過此種工藝進行節(jié)能減排，從而提高相關(guān)的市場競爭力，進而響應(yīng)了國家的發(fā)展規(guī)劃和具體要求。

3 熔銅新工藝的基本工藝流程與優(yōu)勢

這種熔銅的新工藝到底是什么，并且是怎樣進行操作的？新工藝主要指的是內(nèi)孔熔銅修復(fù)。通俗地來說，就是在內(nèi)壁機加工去一層，再熱熔一層銅合金（冷弧熔敷），形成毛坯內(nèi)壁，再按照新件加工工藝加工的一種方法。工藝的具體適用范圍為：缸徑＞φ230。熔銅工藝的規(guī)范操作步驟如下：

（1）割除附件。首先要將需進行修復(fù)的工件進行缸體通液管以及接頭座的全部割除，并將割除的部分進行打磨，讓其平整。割除過程中，一定要注意，要防止鐵屑在鏜孔加工過程中進到通液管內(nèi)部。

（2）定位找正。加工之前要檢查缸筒的內(nèi)壁，看是否存在漲缸、裂紋等問題，如果其自身的漲缸直接大于3mm，要報廢！缸筒出現(xiàn)裂紋，也要報廢！要找正工來對缸底的底部進行焊接，焊接時要注意，一定要焊接牢固，焊縫也要打磨平整；同時架窩要修好，缸底要找正，修正架窩和缸底工裝，要求內(nèi)壁跳動量≤0.05mm。

（3）粗鏜內(nèi)孔。首先在粗鏜時，一定要將工件進行定位找正，并用卡盤夾緊所需工件；再就是在測量缸筒內(nèi)壁尺寸時要正確地調(diào)整粗鏜刀具，保證尺寸正確，才能確定好吃刀量；在此步驟中，一定要保證內(nèi)壁粗鏜鏜到底。粗鏜內(nèi)孔過程中，裝夾一定要牢固，保證要求內(nèi)壁跳動量≤0.05mm，粗鏜內(nèi)壁尺寸（φD+1.5）（+0.2^0）表面一定要確保光潔平整并且無缺陷，粗糙度Ra ≤12.5，D 為缸徑尺寸，如果單邊車削0.75 毫米后基體表面仍有銹坑、磕碰等缺陷，請技術(shù)判定車削量。最后，內(nèi)壁粗鏜至缸底臺階底部。

（4）通體熔銅。正式使用設(shè)備，要對缸筒的內(nèi)壁進行內(nèi)壁的熔銅修復(fù)，同時根部也要焊到位。熔覆時，一定要保證止口臺階以及缸口部分能夠完全熔覆。單邊焊層厚度要在1.5～2mm。

準(zhǔn)備工作要做好，焊前要清理鐵屑、銹蝕以及油污等雜物。焊層要求壓邊時要緊湊且均勻；焊接后表面要平整，峰谷的落差＜0.5mm；焊層不允許出現(xiàn)漏焊、氣孔、夾渣、周邊凹陷等相關(guān)的焊接缺陷，同時，止口部位20°坡口位置要求熔覆。如果外圓是鍍層，一定保護好鍍層，不允許存在磕碰、拉傷等缺陷；對于止口熔覆至螺紋退刀槽處，缸口處至缸口端面都要熔覆，要保證坡口完全覆蓋。

（5）精鏜內(nèi)孔。精鏜與粗鏜要選擇同一鏜床，同一裝夾定位方式，其目的是消除定位的誤差；記得重新調(diào)整刀具精鏜尺寸，精鏜后的工件錐度≤0.1mm，內(nèi)壁尺寸為圖紙要求尺寸φD+ES-0.3mm；要去除毛刺棱邊，表面粗糙度≤Ra0.8；要對加工產(chǎn)生的鐵屑進行及時清理。

（6）珩磨。珩磨后達到圖紙要求，去除毛刺棱邊，達到表面光潔，粗糙度＜Ra0.4。

（7）自檢、交檢。珩磨后由班組自檢，看是否存在氣孔以及波紋等缺陷。最后按照圖紙要求進行檢驗，步驟基本完成。

首先，此工藝存在許多優(yōu)勢，其自身屬于再制造的維修工藝，成品可以達到圖紙設(shè)計的要求水平；其次，內(nèi)壁熔覆后硬度220HB 以上，具有高耐腐性、耐磨性；而且內(nèi)壁是銅合金，具有高的耐酸堿腐蝕性，是傳統(tǒng)缸筒使用壽命的3～5 倍。

4 結(jié)語

利用新工藝不但可以提升相關(guān)性能，還可以提升液壓支架的使用壽命，前景相當(dāng)廣闊，不僅對資源節(jié)約起到了重大作用，同時響應(yīng)了國家發(fā)展新工藝的具體要求。