液压支架双伸缩立柱及千斤顶内孔镶套工艺的研究与应用

赵雪峰

（开滦（集团）有限责任公司，河北 唐山 063000）

液压支架立柱千斤顶是液压支架的主要支护部件，在井下长期使用后，因涨缸、拉伤、腐蚀等现象而报废的比例越来越大，给生产维修单位带来了巨大压力，直接影响工作面的有序生产。

图1 缸筒表面拉伤

图2 缸筒表面腐蚀

产生这些损坏的原因主要是采区顶板压力过大、乳化液的配置比例不当、液压介质中掺杂混合污染物等因素。原有的修复工艺主要是对液压缸工作区堆焊、重新镗孔、重新电镀等，或采用低温镀铁工艺。传统的修复工艺，存在以下问题：

（1）缸筒堆焊处理，缸筒原有的冶金成分被破坏，缸筒硬度降低，降低了支护强度；

（2）堆焊处理带来了缸口位置与工作区位置的同轴度差，缸筒变形严重；

（3）低温镀铁，虽对缸筒的冶金成分、尺寸公差等无影响，但存在生产率低、能耗大等问题，且因节能环保问题而难以扩大产能，难以保证快速发展的综采生产需求。

1 研究内容

本研究是替代原有液压缸堆焊、镗孔、电镀或低温镀铁等传统修复工艺，通过研究缸筒内孔不锈钢镶套工艺，恢复设计尺寸，并提高缸筒内表面硬度和耐磨性，达到缸筒内表面抗拉伤、抗腐蚀的应用效果。

主要研究内容，如下：

（1）研究液压支架双伸缩立柱及千斤顶的内孔不锈钢镶套修复工艺过程，包括缸筒内孔粗镗、不锈钢筒卷圆、不锈钢筒环焊与直缝焊接、不锈钢筒滚压加工等。

（2）研究匹配上述工艺过程的工艺装备，包括专用焊接机床、可调整液压滚压工装、高精度卷板机床、不锈钢筒压装设备等。

（3）内孔不锈钢镶套修复工艺实践，选择待修的液压支架双伸缩立柱及千斤顶进行内孔镶套，修复后尺寸性能达到图纸和标准要求。

2 工艺过程

本研究以φ230/φ180液压支架双伸缩立柱的外缸筒为例，进行内孔镶套，具体工艺过程如下：

图3 φ230/φ180液压支架双伸缩立柱原始图纸

（1）外缸筒的缸底车床切割；

（2）缸筒调直。检验缸筒是否存在弯曲变形，如有弯曲需采用压力机校直，确保1m范围内的弯曲度小于1mm；

（3）缸筒粗镗。以原内孔为基准，在缸筒两侧的外圆上倒20°倒角（此倒角作为缸筒粗镗的定位基准），缸筒在深孔钻镗床上进行粗镗，粗镗后尺寸达φ234+（0.05~+0.1）；

（4）镶套前的焊接沟槽加工，沟槽宽7~8mm，深度2.5~3mm；

（5）不锈钢套加工：

①根据原缸筒计算出所需尺寸进行剪板，不锈钢板宽度＝（原缸筒直径+不锈钢板厚）*3.1416，长度按照缸筒长度确定，不锈钢板厚2mm，材质304；

②卷板机卷筒；

③不锈钢套对口点焊，用点焊机进行点焊，注意对口的严密性，保证平直不漏光；

④不锈钢套直缝焊接，采用直缝氩弧焊机进行直缝焊接，焊接电流A85~A95，保证焊缝平直无缺陷；

⑤在压缝机上进行不锈钢套直缝压缝处理，完毕后对焊缝做第一次PT探伤，确保焊缝无裂纹。

图4 不锈钢套实物照片

（6）在卧式压力机上将不锈钢套压入缸筒内部，注意不锈钢套在缸底位置要留出6~10mm，便于滚压时固定不锈钢套；

（7）在深孔钻镗床上采用液压可调滚压头进行不锈钢套滚压处理，使不锈钢套和缸筒内壁镶嵌严密，滚压头在直径方向上的挤压量在0.25~0.5mm之间为宜，滚压完毕后测量内孔尺寸，并对直缝进行第二次PT探伤，确保焊缝无裂纹；

（8）镶套后车沟槽和碾压，用于后续不锈钢套和缸筒环焊；

（9）烘干处理，对碾压完毕的缸筒进行烘干，温度300℃，保温2h，确保缸筒与不锈钢套之间的水分能充分挥发；

（10）缸筒与不锈钢套环焊，完毕后对环焊缝做第3次PT探伤；

图5 外缸筒内孔镶套后的实物照片

（11）修磨缸口、缸底环焊位置，使之不影响活塞密封的安装；

（12）整体组装后依据《GB25974.2-2010》进行压力测试，确保符合标准要求。

3 工业试验及效果

200颗采用内孔不锈钢镶套的液压支架双伸缩立柱，用于开滦集团单侯矿业分公司井下综采工作面，使用250d后，井下实测双伸缩立柱动作灵活，性能可靠，无爬液、漏液等现象。随机抽取1颗返井解体后，观察缸筒内孔效果，内孔表面完好，无划伤、腐蚀等现象，活塞密封件完好无缺损。

4 结语

研究液压支架双伸缩立柱及千斤顶内孔镶套工艺，取代了传统的堆焊或低温镀铁等修复工艺，达到了提高缸筒内表面耐磨性和耐腐蚀性的目的，且经过内孔镶套修复后立柱千斤顶使用寿命显著延长，极大地节约了煤矿综采设备的修理成本，为煤矿产生显著的经济效益。