液压支架立柱维修及再制造技术分析

刘人旗

摘  要：隨着经济的发展，我国煤炭需求也在逐渐增加。由于采煤过程的工作条件不同，所需要的物理机械性质也不尽相同。文章分析煤矿生产中液压支架使用中其立柱出现失效问题的形式和原因，并针对这些原因提出了立柱修复技术以及立柱再制造技术，并对其工艺步骤和注意事项进行了分析，以供参考。

关键词：液压支架;立柱维修;再制造技术

液压支架是煤矿长壁综采工作面的主要设备之一，随着煤矿开采技术的进步，对液压支架可靠性要求越来越高，其中立柱中缸质量提升主要是外圆采用激光熔敷工艺代替镀铬工艺、内孔采用熔铜工艺等。立柱是液压支架的主要支撑部件，为了快速调整液压支架的高度，现在大部分液压支架采用双伸缩立柱结构，双伸缩立柱的制造成本高，为降低加工成本，提高产品的市场竞争力，需要对立柱的生产工艺过程进行不断的优化、革新。

1、液压支架立柱技术

双伸缩立柱主要由外缸、中缸、活柱、导向套、底阀和密封件等组成。其中中缸的加工较为复杂，中缸外圆采用镀铬工艺的，一般是将中缸筒内孔加工完成后，与中缸底焊接再加工外圆，最后进行外圆镀铬、抛光。如图一所示，此中缸的中缸筒选用Ф390mm*57mm毛料，整个加工工艺过程的主要工序为：锯料→缸尾墩粗→粗镗内孔→调质→刮滚→精车止口→精车焊角→焊中缸底→精车外圆→磨镀铬区→外圆镀铬→外圆抛光。

中缸外圆采用普通激光熔敷工艺时，为了修正熔敷时内孔产生的变形，增加了内孔珩磨工序，其主要的工艺过程为：锯料→缸尾墩粗→粗镗内孔→调质→刮滚→熔前车外圆→普通激光熔敷→精车止口→精车焊角→珩磨内孔（修正熔敷变形）→焊中缸底→精车外圆→磨镀铬区→外圆抛光。

普通激光熔敷工艺的主要问题是：精加工后的中缸筒内孔在熔敷后有变形，需要增加珩磨工序进行修正。分析熔敷加工的工艺过程，解决问题的方向有两个：一是采用热量输入更小的加工方法，减小变形量，如采用高速激光熔敷代替普通激光熔敷;二是采用预变形的方法，摸索熔敷加工变形量的规律，在刮滚工序调整内孔加工尺寸，保证熔敷内孔变形后的尺寸符合图纸要求。由于激光熔敷设备更新需投入大量资金且有的客户要求必须采用普通激光熔敷工艺，所以主要考虑采用摸索变形量规律，通过在刮滚工序调整内孔加工尺寸的方法来解决问题。

不同规格立柱，中缸规格不一样，中缸筒壁厚也不一样，熔敷加工时工艺部门给定的工艺参数是范围值，不同作业人员根据设备实际性能选择的参数也不相同，这些都会造成熔敷变形量不一样，所以需要通过实验把中缸筒壁厚、熔敷加工工艺参数和熔敷变形量等数据相互关联、对应起来，摸索、总结出规律，最终应用到调整内孔刮滚尺寸上。经过多次实验验证，最终总结了如表一所示的数据。

按照实验数据的指导，进行了多个批次产品的加工验证，产品的最终尺寸均符合图纸的要求，证明了此次工艺革新是成功的，并将普通激光熔敷工艺固化为：锯料→缸尾墩粗→粗镗内孔→调质→刮滚（内孔按调整后的工艺尺寸加工）→熔前车外圆→普通激光熔敷→精车止口→精车焊角→焊中缸底→精车外圆→磨镀铬区→外圆抛光。

通过仔细分析加工过程，找到问题点，再根据问题提出解决方法，最后通过实验进行验证，改变传统的工艺，大胆采用新工艺。通过此次工艺革新，减少了加工工序，降低了加工成本，缩短了生产周期。并且革新后的工艺还可以运用到液压支架立柱再制造的生产中，具备推广的前景。

2、液压支架立柱维修与再制造技术

2.1.1珩磨修复内孔

缸体内表面的腐蚀或轻微划痕，在尺寸没有超出原设计公差范围的情况下，修复工艺一般是采用珩磨机珩磨内孔，具有表面质量好、加工精度高、生产效率高、经济性好的特点。腐蚀或划痕深度小于0.25mm的缺陷，都可以通过珩磨来修复。早期控制标准是内径公称尺寸+0.5mm，即直径方向允许珩磨至最大尺寸为缸内径公称尺寸+0.5mm。随着密封材料技术的发展，后期控制标准为+0.6mm，经过珩磨使圆度达到出厂要求，密封件使用原设计标准密封。

2.2缸体内孔再制造技术

缸体内孔磨损、腐蚀导致尺寸超差，在没有实施再制造技术之前，一般是做报废处置。目前可行的方法是经检测缸体无变形、无裂纹，实施熔覆锰铜合金再制造技术，熔覆抗腐蚀性、耐磨性强的锰铜合金，补偿磨损腐蚀掉的内壁材料。锰铜合金具有较高的力学性能、减磨性能和耐蚀性，易切削加工，比较适合立柱内孔与活塞配合这种工况下抗腐蚀与耐磨的特殊要求。锰铜合金熔点低，熔覆时热影响少，变形少，收缩系数小，工艺性理想。立柱缸体内孔采用该技术修复后，防腐蚀性能超过原先的新产品，经井下使用验证，抗腐蚀性明显改善，延长了缸体使用寿命。熔覆锰铜合金焊丝成分如表1所列，熔覆后的铜合金抗拉强度最大可达430MPa以上，表面硬度达190～210HB。

2.3立柱再制造技术

立柱再制造技术主要是针对缸体内孔出现较为严重的磨损或者腐蚀问题，这主要是由于立柱的内孔在与活塞进行配合作业的过程中会容易出现腐蚀和磨损的问题，所以在对其采用再制造技术时，需要对其内部材料进行补偿，所采用的补偿材料主要是采用锰铜合金来进行熔覆，主要是由于此种锰铜合金本身具有较高的减磨性能，而且熔点也比较低，比较适用于在立柱再制造技术中使用，而且经过此种材料的再制造修复之后，其具有比修复之前还高的耐腐蚀性能，所以对缸体使用寿命的增加具有重要作用。

3、结语

煤矿井下生产中，液压支架是起到支护和推移的主要设备，其结构中的立柱是其主要部件，在使用中容易出现磨损和腐蚀的问题，所以为了对其进行及时有效的处理以及预防此问题的再次发生，就需要针对不同程度的磨损和腐蚀问题采取相应的立柱修复和再制造技术。不仅采用新型材料在修复和再制造之后提高其防腐蚀性能，而且在中缸表面进行一层防护膜的电镀，以及采用激光熔覆的技术进行再制造，可以提高修复和再制造的效果，延长立柱的使用寿命，并且可以维修精度以及生产效率，降低生产和维修成本，提高煤矿企业的经济效益。

参考文献

[1] 祁帅. 液压支架立柱维修与再制造技术[J]. 科学技术创新， 2018（12）

[2] 刘混田. 液压支架立柱维修与再制造技术[J]. 矿山机械， 2017（4）