液壓缸鍍鉻層封孔生產(chǎn)線設(shè)計(jì)及應(yīng)用

王 敏 趙崗平 王延兵 劉少軍 李 建

液壓缸鍍鉻層封孔生產(chǎn)線設(shè)計(jì)及應(yīng)用

王 敏 趙崗平 王延兵 劉少軍 李 建

（山西航天清華裝備有限責(zé)任公司，長治 046012）

分析了航天地面設(shè)備單級液壓缸活塞桿及多級液壓缸內(nèi)缸筒和活塞桿的特點(diǎn)及外表面鍍鉻層封孔工藝要求，設(shè)計(jì)了液壓缸鍍鉻層封孔生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了工件的垂直吊掛、流轉(zhuǎn)、前處理、加熱、刷涂等操作。結(jié)果表明，該生產(chǎn)線滿足航天地面設(shè)備單級液壓缸活塞桿及多級液壓缸內(nèi)缸筒和活塞桿鍍鉻層封孔要求。

液壓缸；鍍鉻層；封孔處理；生產(chǎn)線

1 引言

航天地面設(shè)備單級液壓缸活塞桿及多級液壓缸內(nèi)缸筒和活塞桿外表面要求具有良好的耐磨性和耐蝕性，目前廣泛采用鍍鉻的表面處理方法。隨著航天地面設(shè)備的發(fā)展需要，裝備在沿海鹽霧環(huán)境、野外腐蝕環(huán)境的適應(yīng)性要求全面提高，單級液壓缸活塞桿及多級液壓缸內(nèi)缸筒和活塞桿鍍鉻層存在的微裂紋等固有缺陷造成的銹蝕問題逐漸暴露出來。

近年來，為提高液壓缸活塞桿等零部件鍍鉻層耐蝕性和氣密性，國內(nèi)航空、航天企業(yè)已在行業(yè)內(nèi)開展應(yīng)用鍍鉻層封孔技術(shù)，經(jīng)使用效果和鹽霧試驗(yàn)驗(yàn)證，封孔處理工藝性能穩(wěn)定，產(chǎn)品耐蝕性顯著提高。

封孔技術(shù)原理為針對鍍鉻層中的微裂紋等固有缺陷，通過增加涂覆封孔劑的后處理措施，使封孔劑通過滲透、固化等流程后，隔絕強(qiáng)腐蝕性的陰離子和氧氣水膜滲入基體，使整個(gè)鍍層完整、連續(xù)，保證鍍鉻層耐蝕性能。

本文基于所研制生產(chǎn)的航天地面設(shè)備單級液壓缸活塞桿及多級液壓缸內(nèi)缸筒和活塞桿的特點(diǎn)及其鍍鉻層封孔處理要求，為提高液壓缸鍍鉻層封孔效率及質(zhì)量，設(shè)計(jì)了液壓缸鍍鉻層封孔生產(chǎn)線，并成功應(yīng)用于產(chǎn)品加工中。

2 產(chǎn)品特點(diǎn)及鍍鉻層封孔工藝

產(chǎn)品：單級液壓缸活塞桿及多級液壓缸內(nèi)缸筒和活塞桿。

最大工件重量：1000kg；最大工件尺寸：400mm×3000mm；工件材質(zhì)：30CrMnSiA等；封孔前表面狀態(tài)：外表面鍍硬鉻Ep.Cr40hd。工件鍍鉻后工序如圖1所示，封孔工藝過程為：工件鍍鉻前處理除油后150℃加熱2h，配制并刷涂封孔劑，室溫固化6h后150℃加熱2h，根據(jù)情況再次重復(fù)配制及刷涂封孔劑、固化、加熱工步一次，工件降溫后結(jié)束封孔工序。

圖1 封孔工藝過程

3 封孔生產(chǎn)線基本需求

封孔生產(chǎn)線主要完成工件外表面封孔處理工序各項(xiàng)內(nèi)容，結(jié)合產(chǎn)品直徑、長度、重量均較大的特點(diǎn)，封孔生產(chǎn)線主要需求如下：

吊掛及轉(zhuǎn)運(yùn)方式：由于工件較大，同時(shí)為保證外表面封孔，封孔過程中需采取垂直吊掛、流運(yùn)、前處理、加熱、刷涂的方式；

工位：上件→前處理→加熱→刷涂→固化→加熱→下件。

優(yōu)化工位，提出設(shè)備主要組成及用途，見表1。

表1 設(shè)備主要組成及用途

4 封孔生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

結(jié)合工房布置實(shí)際情況，生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)如圖2所示，長10m、寬9m，以懸掛輸送系統(tǒng)為主線，依次布置上下件及前處理區(qū)、加熱設(shè)備、上下件及前處理區(qū)、刷膠區(qū)，將上下件位置向中間壓縮，空出足夠的上下件場地，采用單梁起重機(jī)在上下件區(qū)吊裝工件，配合對應(yīng)的物流大門，物流通暢，空間利用充足。

圖2 生產(chǎn)線總體布置圖

4.1 單梁起重機(jī)

單梁起重機(jī)用于在上、下件區(qū)吊裝工件，布置示意圖如圖3所示。起重機(jī)系統(tǒng)的組成部件采用標(biāo)準(zhǔn)模塊，可手動(dòng)操作，也可自動(dòng)、半自動(dòng)操作，最大起重量1000kg。

圖3 單梁起重機(jī)示意圖

4.2 懸掛輸送系統(tǒng)

采用XT160懸掛輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工件的垂直吊掛、運(yùn)轉(zhuǎn)，布置示意圖如圖4所示。通過懸掛輸送系統(tǒng)將加熱設(shè)備與各工位整合為生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)工件的正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)，吊掛間距320mm，采用鏈條雙點(diǎn)吊重1000kg，配備吊點(diǎn)與產(chǎn)品二次掛具的通用型吊具，滿足工件的水平停放至垂直吊掛的動(dòng)作。為便于操作者在刷膠室刷膠，刷膠室吊點(diǎn)可電動(dòng)控制旋轉(zhuǎn)。

圖4 懸掛輸送系統(tǒng)示意圖

4.3 加熱設(shè)備

加熱設(shè)備用于工件加熱保溫，由爐殼、爐襯、加熱元件等組成，加熱設(shè)備尺寸長6m、寬1.8m，布置示意圖如圖5所示。骨架為型鋼焊接而成的長方體框架結(jié)構(gòu)，爐膛長6m、寬0.6m，頂部豎向中心留出貫通式掛具運(yùn)行縫口。

圖5 加熱設(shè)備示意圖

4.4 刷膠室

刷膠室主要由室體、照明系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、升降平臺(tái)等組成，長6m、寬2.3m，布置示意圖如圖6所示。刷膠室電氣系統(tǒng)為整體防爆型，且與排風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)鎖。升降平臺(tái)長度4m，寬0.8m，具備自動(dòng)升、降功能，平臺(tái)可任意位置移動(dòng)并鎖緊?？墒謩?dòng)、電動(dòng)或遙控器控制。

圖6 刷膠室示意圖

4.5 封閉室

封閉室設(shè)備主要由室體、照明系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成，布置示意圖如圖7所示。采用聚氨酯夾心板制作封閉室體，防止刷膠、流平時(shí)有機(jī)廢氣外溢，影響整個(gè)工房的工作環(huán)境；室體側(cè)墻距地面1.2m為玻璃采光窗，窗高1.2m，室體頂部居中設(shè)置排風(fēng)通道，采用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排風(fēng)，室體墻面底部設(shè)置百葉窗，實(shí)現(xiàn)自然進(jìn)風(fēng)補(bǔ)償。整個(gè)室體設(shè)置兩套寬3.2m、高2.6m物流大門，四周設(shè)置4套人行門。

圖7 封閉室示意圖

4.6 廢氣處理設(shè)備

廢氣處理工藝流程主要包括三部分：廢氣預(yù)處理、吸附氣體流程、脫附氣體流程。刷膠室、封閉室產(chǎn)生的有機(jī)廢氣先經(jīng)過兩級過濾預(yù)處理裝置過濾；然后采用活性炭床吸附有機(jī)廢氣，吸附后的氣體可直接排到大氣；活性炭床吸附飽和以后采用熱氣流將有機(jī)物從活性炭上脫附下來，脫附后采用催化燃燒裝置對高溫廢氣進(jìn)行凈化。

5 結(jié)束語

基于航天地面設(shè)備單級液壓缸活塞桿及多級液壓缸內(nèi)缸筒和活塞桿產(chǎn)品特點(diǎn)及鍍鉻層封孔工藝要求，設(shè)計(jì)了液壓缸鍍鉻層封孔生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線能夠滿足工件垂直吊掛、流轉(zhuǎn)、前處理、加熱、刷涂等工序操作的需求，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，滿足產(chǎn)品使用要求。本文論述的是航天地面設(shè)備液壓缸鍍鉻層封孔生產(chǎn)線，對于航空、航天、工程機(jī)械等類似液壓缸鍍鉻層封孔處理的生產(chǎn)線設(shè)計(jì)及應(yīng)用也具有重要的推廣價(jià)值。

1 周燕，鄧季賢，趙黎明，等. 提高活塞桿鉻層防腐性能的封孔技術(shù)[J]. 液壓氣動(dòng)與密封，2018(11)：82～85

2 王浩軍，詹中偉，周雁文，等. 新型鍍鉻封孔技術(shù)的性能及其在某型飛機(jī)起落架上的應(yīng)用[J]. 腐蝕與防護(hù)，2019(11)：816～820

3 湯智慧，王長亮，王力強(qiáng)，等. 一種提高硬鉻鍍層氣密性的方法[J]. 裝備環(huán)境工程，2012(4)：71～73

Design and Application of Surface Sealing Production Line for Chromium Plating Layer of Hydraulic Cylinder

Wang Min Zhao Gangping Wang Yanbing Liu Shaojun Li Jian

(Shanxi Aerospace Qinghua Equipment Co., Ltd., Changzhi 046012)

The characteristics of the single-stage hydraulic cylinder piston rod and multi-stage hydraulic cylinder inner cylinder and piston rod of aerospace ground equipment and the sealing process requirements at the outer surface chromium plating layer were analyzed, and the hydraulic cylinder chromium plating layer sealing production line was designed to realize the vertical hanging, circulation, pre-treatment, heating, brushing and other steps of operation of the work-pieces. The result shows that the production line meets the chromium plating layer sealing requirements of the single-stage hydraulic cylinder piston rod and multi-stage hydraulic cylinder inner cylinder and piston rod.

hydraulic cylinder；chromium plating layer；surface sealing；production line

TP23

A

王敏（1982），高級工程師，載運(yùn)工具運(yùn)用工程專業(yè)；研究方向：機(jī)械加工工藝及技改規(guī)劃技術(shù)研究。

2021-03-22