浅谈几种采掘设备螺纹孔修复方法

费 可

(神东煤炭集团设备维修中心，内蒙古 鄂尔多斯 017200)

井下采煤机、连采机等设备在采掘过程中，因采掘工作面复杂多样，采掘过程中受载不均匀产生振动，导致各部件间用于连接的螺纹及螺纹孔局部受力，长期在交变载荷作用下，螺纹孔产生磨损及变形，甚至超出螺纹抗拉强度值，导致螺栓拉断或螺纹孔底部螺纹断裂。而采煤机喷洒的用于降低煤尘浓度的水分与煤尘混合后也会渗入到螺栓与螺纹孔配合的间隙中，导致锈蚀的产生，使螺纹孔损坏。

传统修复中，螺纹孔的修复是采用补焊或镶套、扩孔改造等修复方法，对于孔径小，孔深大，承受较大拉力的螺纹孔，采用这两种方法都存在较大的难度而且难以保证修复质量及抗拉强度，因此需采用能够对小孔、深孔进行修复且能够保证抗拉强度的新的螺纹孔修复方法。

1 采掘设备螺纹孔修复方法分析

1.1 补焊修复

补焊修复法是目前采用的螺纹孔最常见的修复方法，这种方法是对损坏的螺纹孔进行扩孔处理，将原螺纹孔底部螺栓全部清除，然后用焊接的方法将扩大后的孔用填充材料进行填充，再在原螺纹孔位置通过钻孔、攻丝，加工出与原孔直径、深度相同的螺纹孔。

此修复方法可以使螺纹孔修复至与原螺纹孔相同尺寸，但是对于孔径小、孔深大的螺纹孔，受焊接方法及条件影响，孔底部易出现夹渣、未熔合等缺陷，导致在攻丝时底部不能形成螺纹，在受拉力时，承受拉力的只有表面的几层螺纹，达不到要求的抗拉强度。

1.2 镶套修复

镶套修复法也是将损坏的螺纹孔进行扩孔处理，然后加工一个特制的钢套，钢套的长度与孔深度相同，孔与钢套外径两者之间为间隙配合，将钢套填入孔内，用焊接的方法将两者结合面进行焊接，形成焊缝。

此修复方法可以保证螺纹质量，但因为钢套与修复部件两者间全部拉力都是靠焊缝承受，焊缝成为整个拉力传递中的薄弱环节，使用过程中易出现沿焊缝部位将钢套整体拉出。

1.3 扩孔改造

扩孔改造法顾名思义就是将损坏的螺纹孔扩大到大一个等级的螺纹规格的底孔，然后以这个孔为底孔进行攻丝，形成比原孔大一个等级的新的螺纹孔，如原螺纹孔为M10底孔直径8.5mm，扩孔改造后变成M12的螺纹孔，底孔直径10.2mm，改造时就用10.2mm的钻头对原M10螺纹孔进行钻孔，清除掉原螺纹后，再以10.2mm孔为底孔攻M12螺纹。

此修复方法可实现螺纹孔的完全修复，因螺纹孔大抗拉强度也比原孔有所增加，但需要对配合端的孔进行扩孔处理，在螺纹孔距边缘距离较小时，孔的扩大会削弱整体的强度，不宜采用。

1.4 钢丝螺套修复

钢丝螺套是一种内螺纹紧固件，适用于螺纹连接，旋入并紧固在采掘设备损坏并扩大后的螺纹孔中，形成标准内螺纹，螺栓(或螺钉)再拧入其中。它是用高强度、高精度、表面光洁的冷轧菱形不锈钢丝精确加工而成的一种弹簧状内外螺纹同心体，主要用于增强和保护低强度材质的内螺纹。其原理是在螺钉和基体内螺纹之间形成弹性连接，消除螺纹制造误差，提高连接强度。

钢丝螺套内外两侧均有螺纹，将原螺纹孔扩大并攻出螺纹，用专用工具将钢丝螺套外螺纹与此螺纹配合拧紧，钢丝螺套内螺纹就是需要修复的螺纹孔，不但实现对深孔的修复，且受力均匀，无集中受力点。

2 各种螺纹孔修复方法的步骤

螺纹孔修复步骤根据修复方法不同，螺纹孔修复的步骤也存在差异，下面分别进行介绍。

2.1 补焊法修复步骤

①取断丝。将断掉的螺栓从螺纹孔中取出。 ②扩孔。将螺纹孔内螺纹通过钻孔方法全部去除，同时去除了内螺纹表面的油、锈等，便于下一步的焊接。 ③填充。用焊接的方法对扩好的孔进行填充。 ④加工螺纹孔。在补焊好的位置打底孔，攻螺纹，重新加工出与原螺纹孔相同的螺纹孔。

2.2 镶套修复法步骤

①取断丝。取出螺纹孔中断掉的螺栓。 ②扩孔。扩孔时对孔的公差有要求，与所镶套的外径是配合关系，一般连接采用过盈配合。 ③套的加工。所镶套的外径与扩大后的孔配合，内孔攻出需要修复的螺纹孔，长度与所扩孔的深度相同。 ④镶套。将制作好的套用铜锤敲入孔中。⑤固定。为防止镶套受力后被拉出，套与孔结合部位进行环焊。

2.3 扩孔改造法步骤

①取断丝。取出螺纹孔中断掉的螺栓。 ②扩孔。扩孔的直径为大一等级螺纹孔的底孔直径。 ③攻丝。用大一个等级的丝锥攻出螺纹。

2.4 钢丝螺套修复步骤

①取断丝。取出螺纹孔中的断掉的螺栓。 ②钻孔。在损坏螺纹孔上根据修复螺纹孔规格选用钢丝螺套标准钻头钻孔。 ③攻丝。使用规定螺纹规格的钢丝螺套专用丝锥攻丝，攻丝的长度必须超过钢丝螺套长度。 ④安装。应用手工安装器对钢丝螺套安装。 ⑤去尾柄。旋入螺孔后用去柄工具将安装柄去除并将断下来的安装柄从螺孔中取出。

3 采掘设备取断丝的几种方法

以上修复方法中，均有取断丝的步骤，取断丝的方法有很多种，在采掘设备修复时，取断丝常采用以下几种方法。

3.1 焊接方法取出

在断丝尾部焊接一个螺母或钢棒等物，转动螺母或钢棒，带动断丝旋转，将断丝拧出。此方法适合修复螺纹直径较大，便于焊接，断丝距螺纹孔端面较近或断丝有突出的情况下，对于螺纹孔较小，断丝距螺纹孔端面较深，不能进行焊接时，要采取其他方法取出。

3.2 用断丝取出器取出

在断掉的螺栓中心加工一个孔，将断丝取出器旋入，断丝取出器与螺栓旋向相反，在旋紧断丝取出器后，断丝取出器带动断丝反向旋转，从而将断丝从螺纹中拧出。

3.3 端面加工出槽或孔

用电火花取断丝设备在断丝端面加工出用于拧出的槽或孔，然后利用改锥或扳手等工具嵌入槽或孔中，施加旋转力矩，将断丝拧出。此方法对于螺栓有锈蚀时必须加以敲击震动，使螺栓与螺纹松动，便于拧出。

3.4 钻孔取出

对断丝端面打磨平，用钻头在断丝中心钻一个小孔，然后逐渐更换较大的钻头进行扩孔，直至钻孔接近螺纹底孔时，使断丝失去强度支撑而脱落，此时用尖嘴钳等工具直接取出即可。

4 几种修复方法的适用范围

4.1 补焊修复法

补焊修复法适用于螺纹孔M12以上，深度不超过20mm时，采用手工焊或二氧化碳焊接方法，电弧的有效搅动，可以将螺纹孔根部完全焊透，不出现夹渣、气孔及未熔合等缺陷。

4.2 镶套修复法

镶套修复法适用于各种规格的螺纹孔，修复螺纹孔的深浅也不受限制，但在薄壁结构件螺纹孔的修复时，由于套本身的厚度，镶套会导致整体结构强度的降低，且镶套后套与基体连接的焊缝受拉、受力状态差，适用于受力均匀且强度较低的部位采用。

4.3 扩孔改造法

扩孔修复法可将损坏的螺纹孔完整修复到下一个等级的螺纹孔，但要求对配合端扩孔处理，适用于配合端扩孔后对基体不产生影响条件下，对于配合端为薄壁端面时，扩孔会显著降低基体强度，不宜采用。

4.4 钢丝螺套修复

钢丝螺套内外端面均为螺纹，适用于各种深度和规格的螺纹孔修复，受力面仍为螺纹表面，不会对基体产生强度降低影响，对配合端面也无须进行改造，是采掘设备螺纹孔损坏修复的最佳修复方法。

5 结束语

钢丝螺套在井下采掘设备螺纹孔修复中的应用，具有其他修复方法不可替代的优势，适用于受不均匀载荷的冲击及潮湿腐蚀性介质的工作环境，克服了现用修复方法存在的不足，保证了对小孔及深孔的维修质量，并保证修复后螺纹孔的抗拉强度达到甚至远超过原要求，解决了采掘设备螺纹孔修复的难题。