液壓支架立柱維修及再制造技術(shù)分析

劉人旗

摘? 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國煤炭需求也在逐漸增加。由于采煤過程的工作條件不同，所需要的物理機械性質(zhì)也不盡相同。文章分析煤礦生產(chǎn)中液壓支架使用中其立柱出現(xiàn)失效問題的形式和原因，并針對這些原因提出了立柱修復(fù)技術(shù)以及立柱再制造技術(shù)，并對其工藝步驟和注意事項進行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：液壓支架;立柱維修;再制造技術(shù)

液壓支架是煤礦長壁綜采工作面的主要設(shè)備之一，隨著煤礦開采技術(shù)的進步，對液壓支架可靠性要求越來越高，其中立柱中缸質(zhì)量提升主要是外圓采用激光熔敷工藝代替鍍鉻工藝、內(nèi)孔采用熔銅工藝等。立柱是液壓支架的主要支撐部件，為了快速調(diào)整液壓支架的高度，現(xiàn)在大部分液壓支架采用雙伸縮立柱結(jié)構(gòu)，雙伸縮立柱的制造成本高，為降低加工成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力，需要對立柱的生產(chǎn)工藝過程進行不斷的優(yōu)化、革新。

1、液壓支架立柱技術(shù)

雙伸縮立柱主要由外缸、中缸、活柱、導(dǎo)向套、底閥和密封件等組成。其中中缸的加工較為復(fù)雜，中缸外圓采用鍍鉻工藝的，一般是將中缸筒內(nèi)孔加工完成后，與中缸底焊接再加工外圓，最后進行外圓鍍鉻、拋光。如圖一所示，此中缸的中缸筒選用Ф390mm*57mm毛料，整個加工工藝過程的主要工序為：鋸料→缸尾墩粗→粗鏜內(nèi)孔→調(diào)質(zhì)→刮滾→精車止口→精車焊角→焊中缸底→精車外圓→磨鍍鉻區(qū)→外圓鍍鉻→外圓拋光。

中缸外圓采用普通激光熔敷工藝時，為了修正熔敷時內(nèi)孔產(chǎn)生的變形，增加了內(nèi)孔珩磨工序，其主要的工藝過程為：鋸料→缸尾墩粗→粗鏜內(nèi)孔→調(diào)質(zhì)→刮滾→熔前車外圓→普通激光熔敷→精車止口→精車焊角→珩磨內(nèi)孔（修正熔敷變形）→焊中缸底→精車外圓→磨鍍鉻區(qū)→外圓拋光。

普通激光熔敷工藝的主要問題是：精加工后的中缸筒內(nèi)孔在熔敷后有變形，需要增加珩磨工序進行修正。分析熔敷加工的工藝過程，解決問題的方向有兩個：一是采用熱量輸入更小的加工方法，減小變形量，如采用高速激光熔敷代替普通激光熔敷;二是采用預(yù)變形的方法，摸索熔敷加工變形量的規(guī)律，在刮滾工序調(diào)整內(nèi)孔加工尺寸，保證熔敷內(nèi)孔變形后的尺寸符合圖紙要求。由于激光熔敷設(shè)備更新需投入大量資金且有的客戶要求必須采用普通激光熔敷工藝，所以主要考慮采用摸索變形量規(guī)律，通過在刮滾工序調(diào)整內(nèi)孔加工尺寸的方法來解決問題。

不同規(guī)格立柱，中缸規(guī)格不一樣，中缸筒壁厚也不一樣，熔敷加工時工藝部門給定的工藝參數(shù)是范圍值，不同作業(yè)人員根據(jù)設(shè)備實際性能選擇的參數(shù)也不相同，這些都會造成熔敷變形量不一樣，所以需要通過實驗把中缸筒壁厚、熔敷加工工藝參數(shù)和熔敷變形量等數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)、對應(yīng)起來，摸索、總結(jié)出規(guī)律，最終應(yīng)用到調(diào)整內(nèi)孔刮滾尺寸上。經(jīng)過多次實驗驗證，最終總結(jié)了如表一所示的數(shù)據(jù)。

按照實驗數(shù)據(jù)的指導(dǎo)，進行了多個批次產(chǎn)品的加工驗證，產(chǎn)品的最終尺寸均符合圖紙的要求，證明了此次工藝革新是成功的，并將普通激光熔敷工藝固化為：鋸料→缸尾墩粗→粗鏜內(nèi)孔→調(diào)質(zhì)→刮滾（內(nèi)孔按調(diào)整后的工藝尺寸加工）→熔前車外圓→普通激光熔敷→精車止口→精車焊角→焊中缸底→精車外圓→磨鍍鉻區(qū)→外圓拋光。

通過仔細分析加工過程，找到問題點，再根據(jù)問題提出解決方法，最后通過實驗進行驗證，改變傳統(tǒng)的工藝，大膽采用新工藝。通過此次工藝革新，減少了加工工序，降低了加工成本，縮短了生產(chǎn)周期。并且革新后的工藝還可以運用到液壓支架立柱再制造的生產(chǎn)中，具備推廣的前景。

2、液壓支架立柱維修與再制造技術(shù)

2.1.1珩磨修復(fù)內(nèi)孔

缸體內(nèi)表面的腐蝕或輕微劃痕，在尺寸沒有超出原設(shè)計公差范圍的情況下，修復(fù)工藝一般是采用珩磨機珩磨內(nèi)孔，具有表面質(zhì)量好、加工精度高、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟性好的特點。腐蝕或劃痕深度小于0.25mm的缺陷，都可以通過珩磨來修復(fù)。早期控制標準是內(nèi)徑公稱尺寸+0.5mm，即直徑方向允許珩磨至最大尺寸為缸內(nèi)徑公稱尺寸+0.5mm。隨著密封材料技術(shù)的發(fā)展，后期控制標準為+0.6mm，經(jīng)過珩磨使圓度達到出廠要求，密封件使用原設(shè)計標準密封。

2.2缸體內(nèi)孔再制造技術(shù)

缸體內(nèi)孔磨損、腐蝕導(dǎo)致尺寸超差，在沒有實施再制造技術(shù)之前，一般是做報廢處置。目前可行的方法是經(jīng)檢測缸體無變形、無裂紋，實施熔覆錳銅合金再制造技術(shù)，熔覆抗腐蝕性、耐磨性強的錳銅合金，補償磨損腐蝕掉的內(nèi)壁材料。錳銅合金具有較高的力學(xué)性能、減磨性能和耐蝕性，易切削加工，比較適合立柱內(nèi)孔與活塞配合這種工況下抗腐蝕與耐磨的特殊要求。錳銅合金熔點低，熔覆時熱影響少，變形少，收縮系數(shù)小，工藝性理想。立柱缸體內(nèi)孔采用該技術(shù)修復(fù)后，防腐蝕性能超過原先的新產(chǎn)品，經(jīng)井下使用驗證，抗腐蝕性明顯改善，延長了缸體使用壽命。熔覆錳銅合金焊絲成分如表1所列，熔覆后的銅合金抗拉強度最大可達430MPa以上，表面硬度達190～210HB。

2.3立柱再制造技術(shù)

立柱再制造技術(shù)主要是針對缸體內(nèi)孔出現(xiàn)較為嚴重的磨損或者腐蝕問題，這主要是由于立柱的內(nèi)孔在與活塞進行配合作業(yè)的過程中會容易出現(xiàn)腐蝕和磨損的問題，所以在對其采用再制造技術(shù)時，需要對其內(nèi)部材料進行補償，所采用的補償材料主要是采用錳銅合金來進行熔覆，主要是由于此種錳銅合金本身具有較高的減磨性能，而且熔點也比較低，比較適用于在立柱再制造技術(shù)中使用，而且經(jīng)過此種材料的再制造修復(fù)之后，其具有比修復(fù)之前還高的耐腐蝕性能，所以對缸體使用壽命的增加具有重要作用。

3、結(jié)語

煤礦井下生產(chǎn)中，液壓支架是起到支護和推移的主要設(shè)備，其結(jié)構(gòu)中的立柱是其主要部件，在使用中容易出現(xiàn)磨損和腐蝕的問題，所以為了對其進行及時有效的處理以及預(yù)防此問題的再次發(fā)生，就需要針對不同程度的磨損和腐蝕問題采取相應(yīng)的立柱修復(fù)和再制造技術(shù)。不僅采用新型材料在修復(fù)和再制造之后提高其防腐蝕性能，而且在中缸表面進行一層防護膜的電鍍，以及采用激光熔覆的技術(shù)進行再制造，可以提高修復(fù)和再制造的效果，延長立柱的使用壽命，并且可以維修精度以及生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)和維修成本，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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