淺談幾種采掘設備螺紋孔修復方法

費 可

(神東煤炭集團設備維修中心，內蒙古 鄂爾多斯 017200)

井下采煤機、連采機等設備在采掘過程中，因采掘工作面復雜多樣，采掘過程中受載不均勻產生振動，導致各部件間用于連接的螺紋及螺紋孔局部受力，長期在交變載荷作用下，螺紋孔產生磨損及變形，甚至超出螺紋抗拉強度值，導致螺栓拉斷或螺紋孔底部螺紋斷裂。而采煤機噴灑的用于降低煤塵濃度的水分與煤塵混合后也會滲入到螺栓與螺紋孔配合的間隙中，導致銹蝕的產生，使螺紋孔損壞。

傳統修復中，螺紋孔的修復是采用補焊或鑲套、擴孔改造等修復方法，對于孔徑小，孔深大，承受較大拉力的螺紋孔，采用這兩種方法都存在較大的難度而且難以保證修復質量及抗拉強度，因此需采用能夠對小孔、深孔進行修復且能夠保證抗拉強度的新的螺紋孔修復方法。

1 采掘設備螺紋孔修復方法分析

1.1 補焊修復

補焊修復法是目前采用的螺紋孔最常見的修復方法，這種方法是對損壞的螺紋孔進行擴孔處理，將原螺紋孔底部螺栓全部清除，然后用焊接的方法將擴大后的孔用填充材料進行填充，再在原螺紋孔位置通過鉆孔、攻絲，加工出與原孔直徑、深度相同的螺紋孔。

此修復方法可以使螺紋孔修復至與原螺紋孔相同尺寸，但是對于孔徑小、孔深大的螺紋孔，受焊接方法及條件影響，孔底部易出現夾渣、未熔合等缺陷，導致在攻絲時底部不能形成螺紋，在受拉力時，承受拉力的只有表面的幾層螺紋，達不到要求的抗拉強度。

1.2 鑲套修復

鑲套修復法也是將損壞的螺紋孔進行擴孔處理，然后加工一個特制的鋼套，鋼套的長度與孔深度相同，孔與鋼套外徑兩者之間為間隙配合，將鋼套填入孔內，用焊接的方法將兩者結合面進行焊接，形成焊縫。

此修復方法可以保證螺紋質量，但因為鋼套與修復部件兩者間全部拉力都是靠焊縫承受，焊縫成為整個拉力傳遞中的薄弱環節，使用過程中易出現沿焊縫部位將鋼套整體拉出。

1.3 擴孔改造

擴孔改造法顧名思義就是將損壞的螺紋孔擴大到大一個等級的螺紋規格的底孔，然后以這個孔為底孔進行攻絲，形成比原孔大一個等級的新的螺紋孔，如原螺紋孔為M10底孔直徑8.5mm，擴孔改造后變成M12的螺紋孔，底孔直徑10.2mm，改造時就用10.2mm的鉆頭對原M10螺紋孔進行鉆孔，清除掉原螺紋后，再以10.2mm孔為底孔攻M12螺紋。

此修復方法可實現螺紋孔的完全修復，因螺紋孔大抗拉強度也比原孔有所增加，但需要對配合端的孔進行擴孔處理，在螺紋孔距邊緣距離較小時，孔的擴大會削弱整體的強度，不宜采用。

1.4 鋼絲螺套修復

鋼絲螺套是一種內螺紋緊固件，適用于螺紋連接，旋入并緊固在采掘設備損壞并擴大后的螺紋孔中，形成標準內螺紋，螺栓(或螺釘)再擰入其中。它是用高強度、高精度、表面光潔的冷軋菱形不銹鋼絲精確加工而成的一種彈簧狀內外螺紋同心體，主要用于增強和保護低強度材質的內螺紋。其原理是在螺釘和基體內螺紋之間形成彈性連接，消除螺紋制造誤差，提高連接強度。

鋼絲螺套內外兩側均有螺紋，將原螺紋孔擴大并攻出螺紋，用專用工具將鋼絲螺套外螺紋與此螺紋配合擰緊，鋼絲螺套內螺紋就是需要修復的螺紋孔，不但實現對深孔的修復，且受力均勻，無集中受力點。

2 各種螺紋孔修復方法的步驟

螺紋孔修復步驟根據修復方法不同，螺紋孔修復的步驟也存在差異，下面分別進行介紹。

2.1 補焊法修復步驟

①取斷絲。將斷掉的螺栓從螺紋孔中取出。 ②擴孔。將螺紋孔內螺紋通過鉆孔方法全部去除，同時去除了內螺紋表面的油、銹等，便于下一步的焊接。 ③填充。用焊接的方法對擴好的孔進行填充。 ④加工螺紋孔。在補焊好的位置打底孔，攻螺紋，重新加工出與原螺紋孔相同的螺紋孔。

2.2 鑲套修復法步驟

①取斷絲。取出螺紋孔中斷掉的螺栓。 ②擴孔。擴孔時對孔的公差有要求，與所鑲套的外徑是配合關系，一般連接采用過盈配合。 ③套的加工。所鑲套的外徑與擴大后的孔配合，內孔攻出需要修復的螺紋孔，長度與所擴孔的深度相同。 ④鑲套。將制作好的套用銅錘敲入孔中。⑤固定。為防止鑲套受力后被拉出，套與孔結合部位進行環焊。

2.3 擴孔改造法步驟

①取斷絲。取出螺紋孔中斷掉的螺栓。 ②擴孔。擴孔的直徑為大一等級螺紋孔的底孔直徑。 ③攻絲。用大一個等級的絲錐攻出螺紋。

2.4 鋼絲螺套修復步驟

①取斷絲。取出螺紋孔中的斷掉的螺栓。 ②鉆孔。在損壞螺紋孔上根據修復螺紋孔規格選用鋼絲螺套標準鉆頭鉆孔。 ③攻絲。使用規定螺紋規格的鋼絲螺套專用絲錐攻絲，攻絲的長度必須超過鋼絲螺套長度。 ④安裝。應用手工安裝器對鋼絲螺套安裝。 ⑤去尾柄。旋入螺孔后用去柄工具將安裝柄去除并將斷下來的安裝柄從螺孔中取出。

3 采掘設備取斷絲的幾種方法

以上修復方法中，均有取斷絲的步驟，取斷絲的方法有很多種，在采掘設備修復時，取斷絲常采用以下幾種方法。

3.1 焊接方法取出

在斷絲尾部焊接一個螺母或鋼棒等物，轉動螺母或鋼棒，帶動斷絲旋轉，將斷絲擰出。此方法適合修復螺紋直徑較大，便于焊接，斷絲距螺紋孔端面較近或斷絲有突出的情況下，對于螺紋孔較小，斷絲距螺紋孔端面較深，不能進行焊接時，要采取其他方法取出。

3.2 用斷絲取出器取出

在斷掉的螺栓中心加工一個孔，將斷絲取出器旋入，斷絲取出器與螺栓旋向相反，在旋緊斷絲取出器后，斷絲取出器帶動斷絲反向旋轉，從而將斷絲從螺紋中擰出。

3.3 端面加工出槽或孔

用電火花取斷絲設備在斷絲端面加工出用于擰出的槽或孔，然后利用改錐或扳手等工具嵌入槽或孔中，施加旋轉力矩，將斷絲擰出。此方法對于螺栓有銹蝕時必須加以敲擊震動，使螺栓與螺紋松動，便于擰出。

3.4 鉆孔取出

對斷絲端面打磨平，用鉆頭在斷絲中心鉆一個小孔，然后逐漸更換較大的鉆頭進行擴孔，直至鉆孔接近螺紋底孔時，使斷絲失去強度支撐而脫落，此時用尖嘴鉗等工具直接取出即可。

4 幾種修復方法的適用范圍

4.1 補焊修復法

補焊修復法適用于螺紋孔M12以上，深度不超過20mm時，采用手工焊或二氧化碳焊接方法，電弧的有效攪動，可以將螺紋孔根部完全焊透，不出現夾渣、氣孔及未熔合等缺陷。

4.2 鑲套修復法

鑲套修復法適用于各種規格的螺紋孔，修復螺紋孔的深淺也不受限制，但在薄壁結構件螺紋孔的修復時，由于套本身的厚度，鑲套會導致整體結構強度的降低，且鑲套后套與基體連接的焊縫受拉、受力狀態差，適用于受力均勻且強度較低的部位采用。

4.3 擴孔改造法

擴孔修復法可將損壞的螺紋孔完整修復到下一個等級的螺紋孔，但要求對配合端擴孔處理，適用于配合端擴孔后對基體不產生影響條件下，對于配合端為薄壁端面時，擴孔會顯著降低基體強度，不宜采用。

4.4 鋼絲螺套修復

鋼絲螺套內外端面均為螺紋，適用于各種深度和規格的螺紋孔修復，受力面仍為螺紋表面，不會對基體產生強度降低影響，對配合端面也無須進行改造，是采掘設備螺紋孔損壞修復的最佳修復方法。

5 結束語

鋼絲螺套在井下采掘設備螺紋孔修復中的應用，具有其他修復方法不可替代的優勢，適用于受不均勻載荷的沖擊及潮濕腐蝕性介質的工作環境，克服了現用修復方法存在的不足，保證了對小孔及深孔的維修質量，并保證修復后螺紋孔的抗拉強度達到甚至遠超過原要求，解決了采掘設備螺紋孔修復的難題。