液压支架修复工艺流程优化贺永峰

发表时间:2020/5/11   来源:《工程管理前沿》2020年6期   作者:贺永峰
[导读] 现如今,经济的快速发展带动社会在不断的进步,
        摘要:现如今,经济的快速发展带动社会在不断的进步,目前我国液压支架的液压系统,常用乳化油作为系统介质,要求相关部件具有很高的防腐性。液压支架是综采工作面的支护设备,经常损坏的部件主要有立柱油缸、主阀电磁阀、控制器、推移框架、护帮板、四连杆等,油缸类部件主要修复缸筒内表面和活塞杆外表面,阀类更换密封及阀芯,支架结构件焊接修理。
        关键词:数控车床;设备;安装;调试
        引言
        立柱是煤矿综采工作面液压支架的主要承载部件,起着调节支架高度、维持支架平衡、缓冲过载冲击等作用,是液压支架所有油缸缸径最大、承载作用力最强,同时也是维修率最高、最不易更换的油缸。本文就大修过程中典型的零部件故障进行分析、找出症结所在,并对修复工艺进行研究。
        1概述
        液压支架作为现代化综采工作面所必需的支护设备,其作用是有效支撑和控制工作面顶板,形成一个安全的工作空间,以确保工作面采掘运输设备的正常运行,其工作性能与煤矿安全生产息息相关。由于液压支架结构类型及采场围岩类别的不同,表现出相互作用的特性,因此液压支架是一种具有复杂性与随机性工况和特性的矿山机械,而其框架系统作为其两大组成部分之一,更是对液压支架的性能起到关键性作用。本文就邢台矿实际生产中液压支架结构件的常见故障及修复措施进行分析。
        2液压支架修复工艺流程优化
        2.1液压支架立柱的检修
        (1)全部拆解、清洗、检测、喷砂除锈、修理、组装、试验、喷漆(白色)、焊接标识牌。(2)更换所有密封件。密封(不含导向带)要求:导向带耐压强度≥200MPa(压缩时),且为短纤维结构,密封采购陕煤配套主机厂家(SKF、上海唯万、郝莱特)。检测所有外缸、中缸、活塞杆、导向套、活塞等零部件,修复超差至标准尺寸。检测活柱接头螺纹,损坏的修复。(3)中缸、活塞杆镀铬层损伤(起皮、起泡、脱落、碰伤、划伤、麻点等)的采用激光熔覆修理。激光熔覆后需达到如下要求:修复后外径满足f9公差等级尺寸,洛氏硬度≥50HRC。修复后熔覆层厚度为(0.4~0.6)mm。修复后粗糙度Ra≤0.4μm,孔隙率<10点/dm2。(4)外缸、中缸全部清洗、检测,内孔锈蚀、拉伤的珩磨处理,缸筒内径锈蚀、拉伤量>0.4mm或<1mm公称尺寸的,采用熔铜新工艺修理。新工艺是指立柱缸筒内孔公称尺寸超差0.4mm以上的缸筒,采取镗孔—熔覆铜合金—镗孔—珩磨的修理工艺,将缸筒内孔尺寸修复至公称尺寸,孔公差取H9。熔铜修理后熔覆层厚度要求达到(0.8~1)mm;熔覆层与基体必须是冶金结合;修复后熔覆层不允许有孔隙、裂纹等缺陷;修复后熔覆层抗拉强度应达到430N/mm2;修复后熔覆层断裂伸展率A5=40%。修复后熔覆层硬度(190~210)HB。根据ENISO7438:2005(弯曲试验)标准做弯曲试验,熔覆层不许出现裂纹。修复后熔覆层表面粗糙度Ra≤0.4μm。修复后缸筒内径公差等级为H9。缸筒修复后不允许热变形。外缸、中缸缸筒内径尺寸大于1mm的,更换新件(材料为30CrMo)。缸筒缸口、底阀孔超差锈蚀的,采用不锈钢焊丝修理。立柱中缸内孔、外圆和底阀孔的同轴度应<0.1mm。(5)对导向套密封沟槽、螺纹进行检测,尺寸超差的更换为表面镀铜的新导向套。(6)对活塞密封槽进行检测,尺寸超差的活塞密封沟槽全部修复,公差等级达到H9,表面粗糙度Ra=1.6μm;活塞杆柱头及铰接孔修复至设计尺寸。(7)对于损坏严重、修复后强度和性能低于原出厂设计的部件,重新加工制作新件,缸筒材料要求为30CrMnSi,加工工艺为刮削滚光或珩磨;活塞杆铜打底镀铬,材料要求为30CrMnSi;导向套要求锻件、镀铜,材料要求为42CrMo;活塞材料要求为40Cr或30CrMnSi。过液管材料不低于15CrMo。(8)底阀全部大修解体,零件清洗检测,损坏的配件全部更换新件。

底阀滤芯全部更换新件。组装后的底阀全部进行打压试验,并附打压记录和组装记录。(9)对油缸进回液接头座、安全阀安装座全部更换新件,新加工的接头座材料要求为20CrMo,过液管材料为15CrMo。立柱外缸阀板固定座变形的全部进行更换新件。(10)立柱组装完成后,每件导向套必须安装2件以上的限位销(限位销凹入限位孔≥5mm,安装限位销后所有限位销孔涂抹平面胶),修复后的油缸要求全部进行打压测试,并出具打压测试合格报告。
        2.2零件修复工艺
        1)激光熔覆修复激光熔覆技术是一种新型的修复技术,通过高能激光束照射,使合金添料与基材完美融合,结合强度不低于原材料的90%。工艺流程为:表层车削—熔覆—车削—磨削—抛光。若熔覆层需去除材料尺寸不多,可以省略熔覆后的车削;若对粗糙度要求不高,可省略抛光。2)内孔低温镀铁缸体内壁修复较为成熟的修复方法为低温镀铁技术。它能够对缸体内壁的涨缸、椭圆、拉伤、锈蚀等缺陷进行修复。工艺流程为:机加工—除油—绝缘—镀铁—镀后清洗—珩磨3)焊补工艺焊补工艺是一种最简单直接的修复方法,对于局部损伤、密封性、强度要求不高的故障都能快速的进行修复。焊接工艺常用于焊缝处开裂、有气孔;缸体外部供液管变形损坏、接头座渗漏;缸口非密封处的拉伤、磕碰及其它配合精度要求不高部位的修复。4)镀铬工艺重新镀铬主要针对中缸、活柱镀铬层起泡、脱落且锈蚀深度浅、面积区域小的一种修复方法。该工艺由于镀层较薄,对于锈蚀严重的工件无能为力。同时该工艺由于存在污染环境、使用周期短等缺点,逐步被激光熔覆等技术取代。
        2.3胀缸的修复方法
        (1)化学镀Ni-P合金和低温镀铁工艺化学镀Ni-P合金和低温镀铁工艺是最为常见的修复方式,在过去很长一段时间内取得了良好的修复效果,且其技术难度低、成本不高,一时间得到了广泛推广。(2)不锈钢镶套工艺不锈钢镶套工艺是对化学镀Ni-P合金和低温镀铁工艺的改进和完善。传统的化学镀Ni-P合金和低温镀铁工艺虽然成本低,但是效率很低,而且对环境造成较大污染。现代机械采煤的综采面相较于之前大大增大,采面之间的接替也越来越频繁,这导致胀缸事故出现的频率越来越高,而化学镀Ni-P合金和低温镀铁工艺已经跟不上损坏的速度。因此,不锈钢镶套工艺应运而生。不锈钢镶套工艺的最终目的是为了将缸体的厚度进行恢复,其通常采用滚压的工艺,将不锈钢套和缸体之间进行结合。在这过程中,需要保证二者之间的结合强度和结合力,将其间隙压缩到几近于零。采用不锈钢镶套修复与一体成型的缸体之间还是存在一定差别的,因此考虑到修复后的缸体的强度和刚度,需要对其进行壁厚验算,其基本步骤如下。
        结语
        液压支架结构件发生故障的频率高低及其零部件工作寿命的长短,直接影响企业的生产和经济效益,本文通过对液压支架结构件故障进行分析总结,找到解决一般问题的方法,并提出合理的维护措施,在修理结构件的过程中,尽量不破坏其主筋框架结构,利用原材料和各种修复手段,保证既定尺寸配合及原有强度和刚度,恢复使用性能,可以有效延长液压支架的使用周期,减少故障率,降低吨煤成本,促进安全生产。
        参考文献
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        [4]雷天觉.液压工程手册[M].北京:机械工业出版社,1990:80-90.
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