高端液壓支架制造工藝方案探析

宋鈴鈴

（晉能控股裝備制造集團(tuán)大同機(jī)電裝備有限公司中央機(jī)廠，山西 大同 037000）

引言

從本質(zhì)來(lái)說(shuō)，高端液壓支架就是液壓支架的升級(jí)，其配置高、價(jià)格高、性能好。高端液壓支架由承載構(gòu)件、執(zhí)行元件、控制與操縱原件、輔助裝置共同構(gòu)成，其在煤礦開(kāi)采中起到的主要作用是確保支護(hù)安全，保證作業(yè)面頂板、隔離區(qū)、地下作業(yè)空間能夠滿足作業(yè)開(kāi)展需求。

1 高端液壓支架制造工藝流程

高端液壓支架制造是一項(xiàng)復(fù)雜工作，高端液壓支架建設(shè)，需要遵照粗精分開(kāi)、低耗節(jié)能、工序集成等原則進(jìn)行布局。在總體生產(chǎn)過(guò)程中，要將關(guān)鍵部件工藝流程作為整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的主導(dǎo)，將產(chǎn)品對(duì)象作為輔助，利用先進(jìn)工藝模式，以及生產(chǎn)單情況，構(gòu)建相應(yīng)的生產(chǎn)單元。針對(duì)施工中應(yīng)用的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)布置，從而保證整個(gè)生產(chǎn)工藝流程具有合理、科學(xué)、柔性等特點(diǎn)，從而使企業(yè)適應(yīng)能力得到進(jìn)一步提高，滿足市場(chǎng)需求[1]。高端液壓支架產(chǎn)品由結(jié)構(gòu)件、液壓部件、電液閥等構(gòu)成，產(chǎn)品生產(chǎn)由電液壓閥、立柱千斤頂、結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)三個(gè)部門共同構(gòu)成，完成各個(gè)部件生產(chǎn)后，對(duì)部件進(jìn)行總裝、壓力試驗(yàn)，最終出廠。各個(gè)部件生產(chǎn)流程如圖1、圖2、圖3 所示。

圖1 生產(chǎn)電液閥流程

圖2 生產(chǎn)立柱千斤頂流程

圖3 結(jié)構(gòu)件加工流程

2 高端液壓支架結(jié)構(gòu)制造工藝

2.1 生產(chǎn)工藝材料的選擇下料

2.1.1 鋼板選擇與處理工藝

不同類型板材性能也會(huì)存在一定差異，這也就對(duì)焊接工藝造成不同影響。因此，在進(jìn)行制造高端液壓支架鋼材選擇時(shí)，要確保其受力和功能都能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。從以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，板材選擇材料要采用Q890 等類型的高強(qiáng)度材料，以免支架質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，或者焊接牢固性達(dá)不到要求標(biāo)準(zhǔn)[2]。將支架送入工廠前，要通過(guò)試驗(yàn)對(duì)支架脆性斷裂、超載破壞、疲勞等內(nèi)容進(jìn)行查看。完成選擇后，要提前處理鋼板，對(duì)于工件表面出現(xiàn)的焊渣、氧化皮、銹蝕問(wèn)題，要提前采取噴丸方式處理，這樣作業(yè)的主要優(yōu)點(diǎn)就是能夠完成對(duì)表面問(wèn)題的處理，從而使鋼材上油漆的附著力能夠得到進(jìn)一步增強(qiáng)，而且能夠提高鋼材整體防腐性；硬化鋼材表面，可以提高機(jī)械性能；焊接后能夠減少裂紋、夾渣等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.1.2 板材下料

采用半自動(dòng)、手動(dòng)方式進(jìn)行切割，會(huì)導(dǎo)致切割表面出現(xiàn)粗糙問(wèn)題，而且尺寸精度較差，這將會(huì)對(duì)后續(xù)裝配、加工作業(yè)開(kāi)展造成一定影響。因此，在實(shí)際生產(chǎn)工作開(kāi)展期間，采用離子切割機(jī)對(duì)下料進(jìn)行切割，而且要與act 數(shù)控編程進(jìn)行配合應(yīng)用，這樣做的主要優(yōu)點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)板材的合理應(yīng)用，而且能夠提高下料尺寸精度[3]。

2.1.3 加工坡口

生產(chǎn)作業(yè)開(kāi)展期間，考慮到厚板材強(qiáng)度偏高，處理焊縫結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)提高工作量，這也對(duì)坡口精度提出了更高要求?，F(xiàn)階段，采取人工方式進(jìn)行加工，處理曲線坡口難度大，難以控制好坡口大小，若坡口大會(huì)提高焊接應(yīng)力，增加生產(chǎn)成本，而坡口小，焊縫窄且深，應(yīng)力大會(huì)形成熱裂紋。針對(duì)這一現(xiàn)象，為了提高結(jié)構(gòu)件平整度、加工進(jìn)度，要采用焊接機(jī)器人處理坡度，在曲線坡口加工中采用非線性半自動(dòng)切割床，能夠提高整體加工質(zhì)量[4]。

2.2 焊接作業(yè)

2.2.1 焊接作業(yè)前的預(yù)熱處理

焊接焊縫期間，考慮到板材含量偏高將會(huì)出現(xiàn)裂縫，要進(jìn)行預(yù)熱處理。在進(jìn)行預(yù)熱處理時(shí)，要使用燃?xì)馐綘t，其主要優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件的有效預(yù)熱，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件的合理保溫，降低生產(chǎn)成本，減小工作強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

2.2.2 焊接結(jié)構(gòu)件

采用氣體保護(hù)焊焊接高強(qiáng)度板，會(huì)存在各種不同類型缺陷，為了使焊縫整體美觀性得到進(jìn)一步提高，減少焊渣，要采用混合氣進(jìn)行保護(hù)，而且要與一元化控制參數(shù)進(jìn)行配合，以控制熱輸入?yún)?shù)。焊縫位置選擇是焊接作業(yè)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，布置要盡量保持對(duì)稱，焊縫要嚴(yán)格依據(jù)要求的分層、順序進(jìn)行焊接，針對(duì)同層焊接要依據(jù)橫縱向垂直角度開(kāi)展，盡量采用由中間分別向兩端開(kāi)端焊接。采用自動(dòng)焊接能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)焊接作業(yè)開(kāi)展時(shí)溫度的有效控制，而且能夠進(jìn)行多焊槍、多空間焊接處理，減少不同焊縫焊接所需時(shí)間。

2.2.3 振動(dòng)時(shí)效處理

焊接作業(yè)完成后利用振動(dòng)時(shí)效進(jìn)行處理，其起到的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）能夠減少冷裂紋的出現(xiàn)，改善焊接接頭，降低硬度，而且能夠使構(gòu)件塑性和韌性能都能夠得到進(jìn)一步提高，從而減低焊接作業(yè)不合格率。

2）焊接完成后，采取合理方式處理，能夠大幅度降低焊接應(yīng)力，以及裂縫的出現(xiàn)概率，延長(zhǎng)工件壽命，提高其抗腐蝕性能，以免構(gòu)件發(fā)生變形問(wèn)題。

3 制造機(jī)械加工件工藝

3.1 選擇大直徑立柱材料

在進(jìn)行工作阻力超過(guò)12 000 N 立柱材料選擇時(shí)，強(qiáng)度要超過(guò)工作阻力，從而保證選用材料具有較好韌性和耐腐蝕性，完成材料選擇之后，要進(jìn)行焊接檢測(cè)試驗(yàn)，確保焊接作業(yè)質(zhì)量能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 加工立柱缸筒

加工缸筒是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)要求較高的工作，其質(zhì)量如果不達(dá)標(biāo)，勢(shì)必會(huì)縮短立柱應(yīng)用壽命，加工作業(yè)開(kāi)展時(shí)，難以確保缸筒內(nèi)控精確度和圓度，因此，要在采用適宜原材料的基礎(chǔ)上，對(duì)采用工藝進(jìn)行制定。依據(jù)毛坯特點(diǎn)的不同，選擇具有針對(duì)性的裝爐方式，采用溫控方式完成相應(yīng)監(jiān)控作業(yè)?？紤]到直徑與厚度比值會(huì)存在問(wèn)題，剛性差，進(jìn)行缸筒中的各種加工時(shí)，容易發(fā)生變形問(wèn)題，而且會(huì)導(dǎo)致直線度變差，針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行分析，最終決定采取刮削滾光復(fù)合加工工藝[5]。

3.3 加工活柱和活塞桿

活塞桿在應(yīng)用一段時(shí)間之后，缸口將會(huì)出現(xiàn)溝痕跡深和嚴(yán)重磨損問(wèn)題，這一問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)對(duì)缸筒造成嚴(yán)重?fù)p壞，因?yàn)?，為了延長(zhǎng)構(gòu)件壽命，要采取下列手段處理：

1）在進(jìn)行精加工處理上，要采用數(shù)控機(jī)床完成相應(yīng)加工作業(yè)，從而提高加工質(zhì)量。

2）針對(duì)密封面磨削，必須要分布開(kāi)展，確保磨削的合理性。

3）采用專業(yè)裝置加工活塞桿中的孔，保證能夠滿足同軸度的實(shí)際要求標(biāo)準(zhǔn)。

4）電鍍活柱時(shí)，要配置檢測(cè)鍍層質(zhì)量裝置，以及分層測(cè)厚儀器等設(shè)備，確保施工質(zhì)量能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

4 高端液壓支架裝配工藝

裝配式高端液壓支架生產(chǎn)的最后一道工序，該項(xiàng)工作主要包括部件裝配、總裝、調(diào)整、試驗(yàn)等步驟。裝配高端液壓支架時(shí)，相關(guān)工作人員要全面掌握裝配總裝圖紙，依據(jù)圖紙中的要求，完成相應(yīng)準(zhǔn)備工作，檢查清單中的各項(xiàng)部件是否符合要求，而且要處理好原件接口，目的是確保零件質(zhì)量和性能都能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 控制零件平面度和彎曲情況

裝配對(duì)零件平面度要求高，而且對(duì)拼裝精度也會(huì)造成直接影響，若能夠改善關(guān)鍵部位受力情況，則能夠降低鋼板變形能力。在進(jìn)行鋼板碾壓校準(zhǔn)時(shí)，表面將會(huì)發(fā)生硬化，這能夠提高鋼板力學(xué)性能。若想提高鋼板零件平面度，可以采用平板機(jī)處理。正常作業(yè)開(kāi)展通常要采用先進(jìn)平板機(jī)多次碾壓，從而讓鋼板可以保持平整，提高鋼板表面整體質(zhì)量。在進(jìn)行部分特殊零件處理時(shí)，要依據(jù)不同設(shè)計(jì)要求進(jìn)行壓形胎設(shè)計(jì)，保證質(zhì)量和精度都能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 檢驗(yàn)與試驗(yàn)

完成高端液壓支架焊接完成后裝配，通常采用調(diào)整裝配方式處理，確保能夠達(dá)到裝配需求。完成大型液壓支架建設(shè)和調(diào)整后，要嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)規(guī)定，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逐一檢查。在開(kāi)展檢驗(yàn)工作時(shí)，不得直接連接操縱閥、支架主管路，支架千斤頂?shù)仍O(shè)施需要完成3次固定設(shè)計(jì)目標(biāo)。在檢查期間，相關(guān)工作人員要對(duì)支架壓力表進(jìn)行觀察，壓力表在5 min 內(nèi)壓強(qiáng)不降低，則表明其質(zhì)量達(dá)到了要求標(biāo)準(zhǔn)。采用試驗(yàn)對(duì)樣機(jī)壓架進(jìn)行檢查時(shí)，要將應(yīng)變片貼在樣機(jī)上，檢測(cè)機(jī)器各點(diǎn)應(yīng)變值，做好理論分析，修正參數(shù)，優(yōu)化產(chǎn)品。

5 結(jié)語(yǔ)

高端液壓支架應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為了達(dá)到高可靠性和高工作阻力標(biāo)準(zhǔn)，要研究傳統(tǒng)生產(chǎn)工業(yè)，依據(jù)具體情況進(jìn)行生產(chǎn)。針對(duì)高端液壓支架生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面探究，深入掌握高端液壓支架生產(chǎn)工藝，使其在煤礦生產(chǎn)中能夠發(fā)揮相應(yīng)作用，在確保生產(chǎn)安全基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率。