高端液壓支架制造工藝方案探析

宋鈴鈴

（晉能控股裝備制造集團大同機電裝備有限公司中央機廠，山西 大同 037000）

引言

從本質來說，高端液壓支架就是液壓支架的升級，其配置高、價格高、性能好。高端液壓支架由承載構件、執行元件、控制與操縱原件、輔助裝置共同構成，其在煤礦開采中起到的主要作用是確保支護安全，保證作業面頂板、隔離區、地下作業空間能夠滿足作業開展需求。

1 高端液壓支架制造工藝流程

高端液壓支架制造是一項復雜工作，高端液壓支架建設，需要遵照粗精分開、低耗節能、工序集成等原則進行布局。在總體生產過程中，要將關鍵部件工藝流程作為整個生產過程中的主導，將產品對象作為輔助，利用先進工藝模式，以及生產單情況，構建相應的生產單元。針對施工中應用的各項設備進行科學布置，從而保證整個生產工藝流程具有合理、科學、柔性等特點，從而使企業適應能力得到進一步提高，滿足市場需求[1]。高端液壓支架產品由結構件、液壓部件、電液閥等構成，產品生產由電液壓閥、立柱千斤頂、結構件生產三個部門共同構成，完成各個部件生產后，對部件進行總裝、壓力試驗，最終出廠。各個部件生產流程如圖1、圖2、圖3 所示。

圖1 生產電液閥流程

圖2 生產立柱千斤頂流程

圖3 結構件加工流程

2 高端液壓支架結構制造工藝

2.1 生產工藝材料的選擇下料

2.1.1 鋼板選擇與處理工藝

不同類型板材性能也會存在一定差異，這也就對焊接工藝造成不同影響。因此，在進行制造高端液壓支架鋼材選擇時，要確保其受力和功能都能夠達到要求標準。從以往生產經驗來看，板材選擇材料要采用Q890 等類型的高強度材料，以免支架質量不達標，或者焊接牢固性達不到要求標準[2]。將支架送入工廠前，要通過試驗對支架脆性斷裂、超載破壞、疲勞等內容進行查看。完成選擇后，要提前處理鋼板，對于工件表面出現的焊渣、氧化皮、銹蝕問題，要提前采取噴丸方式處理，這樣作業的主要優點就是能夠完成對表面問題的處理，從而使鋼材上油漆的附著力能夠得到進一步增強，而且能夠提高鋼材整體防腐性；硬化鋼材表面，可以提高機械性能；焊接后能夠減少裂紋、夾渣等現象的發生。

2.1.2 板材下料

采用半自動、手動方式進行切割，會導致切割表面出現粗糙問題，而且尺寸精度較差，這將會對后續裝配、加工作業開展造成一定影響。因此，在實際生產工作開展期間，采用離子切割機對下料進行切割，而且要與act 數控編程進行配合應用，這樣做的主要優點就是能夠實現對板材的合理應用，而且能夠提高下料尺寸精度[3]。

2.1.3 加工坡口

生產作業開展期間，考慮到厚板材強度偏高，處理焊縫結構時會提高工作量，這也對坡口精度提出了更高要求。現階段，采取人工方式進行加工，處理曲線坡口難度大，難以控制好坡口大小，若坡口大會提高焊接應力，增加生產成本，而坡口小，焊縫窄且深，應力大會形成熱裂紋。針對這一現象，為了提高結構件平整度、加工進度，要采用焊接機器人處理坡度，在曲線坡口加工中采用非線性半自動切割床，能夠提高整體加工質量[4]。

2.2 焊接作業

2.2.1 焊接作業前的預熱處理

焊接焊縫期間，考慮到板材含量偏高將會出現裂縫，要進行預熱處理。在進行預熱處理時，要使用燃氣式爐，其主要優勢是能夠實現對工件的有效預熱，而且能夠實現對工件的合理保溫，降低生產成本，減小工作強度，提高生產效率。

2.2.2 焊接結構件

采用氣體保護焊焊接高強度板，會存在各種不同類型缺陷，為了使焊縫整體美觀性得到進一步提高，減少焊渣，要采用混合氣進行保護，而且要與一元化控制參數進行配合，以控制熱輸入參數。焊縫位置選擇是焊接作業中一項重要內容，布置要盡量保持對稱，焊縫要嚴格依據要求的分層、順序進行焊接，針對同層焊接要依據橫縱向垂直角度開展，盡量采用由中間分別向兩端開端焊接。采用自動焊接能夠實現對焊接作業開展時溫度的有效控制，而且能夠進行多焊槍、多空間焊接處理，減少不同焊縫焊接所需時間。

2.2.3 振動時效處理

焊接作業完成后利用振動時效進行處理，其起到的作用主要體現在以下幾個方面：

1）能夠減少冷裂紋的出現，改善焊接接頭，降低硬度，而且能夠使構件塑性和韌性能都能夠得到進一步提高，從而減低焊接作業不合格率。

2）焊接完成后，采取合理方式處理，能夠大幅度降低焊接應力，以及裂縫的出現概率，延長工件壽命，提高其抗腐蝕性能，以免構件發生變形問題。

3 制造機械加工件工藝

3.1 選擇大直徑立柱材料

在進行工作阻力超過12 000 N 立柱材料選擇時，強度要超過工作阻力，從而保證選用材料具有較好韌性和耐腐蝕性，完成材料選擇之后，要進行焊接檢測試驗，確保焊接作業質量能夠達到要求標準。

3.2 加工立柱缸筒

加工缸筒是一項對技術要求較高的工作，其質量如果不達標，勢必會縮短立柱應用壽命，加工作業開展時，難以確保缸筒內控精確度和圓度，因此，要在采用適宜原材料的基礎上，對采用工藝進行制定。依據毛坯特點的不同，選擇具有針對性的裝爐方式，采用溫控方式完成相應監控作業。考慮到直徑與厚度比值會存在問題，剛性差，進行缸筒中的各種加工時，容易發生變形問題，而且會導致直線度變差，針對上述問題進行分析，最終決定采取刮削滾光復合加工工藝[5]。

3.3 加工活柱和活塞桿

活塞桿在應用一段時間之后，缸口將會出現溝痕跡深和嚴重磨損問題，這一問題的出現會對缸筒造成嚴重損壞，因為，為了延長構件壽命，要采取下列手段處理：

1）在進行精加工處理上，要采用數控機床完成相應加工作業，從而提高加工質量。

2）針對密封面磨削，必須要分布開展，確保磨削的合理性。

3）采用專業裝置加工活塞桿中的孔，保證能夠滿足同軸度的實際要求標準。

4）電鍍活柱時，要配置檢測鍍層質量裝置，以及分層測厚儀器等設備，確保施工質量能夠達到要求標準。

4 高端液壓支架裝配工藝

裝配式高端液壓支架生產的最后一道工序，該項工作主要包括部件裝配、總裝、調整、試驗等步驟。裝配高端液壓支架時，相關工作人員要全面掌握裝配總裝圖紙，依據圖紙中的要求，完成相應準備工作，檢查清單中的各項部件是否符合要求，而且要處理好原件接口，目的是確保零件質量和性能都能夠達到要求標準。

4.1 控制零件平面度和彎曲情況

裝配對零件平面度要求高，而且對拼裝精度也會造成直接影響，若能夠改善關鍵部位受力情況，則能夠降低鋼板變形能力。在進行鋼板碾壓校準時，表面將會發生硬化，這能夠提高鋼板力學性能。若想提高鋼板零件平面度，可以采用平板機處理。正常作業開展通常要采用先進平板機多次碾壓，從而讓鋼板可以保持平整，提高鋼板表面整體質量。在進行部分特殊零件處理時，要依據不同設計要求進行壓形胎設計，保證質量和精度都能夠達到要求標準。

4.2 檢驗與試驗

完成高端液壓支架焊接完成后裝配，通常采用調整裝配方式處理，確保能夠達到裝配需求。完成大型液壓支架建設和調整后，要嚴格依據相應規定，對產品進行逐一檢查。在開展檢驗工作時，不得直接連接操縱閥、支架主管路，支架千斤頂等設施需要完成3次固定設計目標。在檢查期間，相關工作人員要對支架壓力表進行觀察，壓力表在5 min 內壓強不降低，則表明其質量達到了要求標準。采用試驗對樣機壓架進行檢查時，要將應變片貼在樣機上，檢測機器各點應變值，做好理論分析，修正參數，優化產品。

5 結語

高端液壓支架應用越來越廣泛，為了達到高可靠性和高工作阻力標準，要研究傳統生產工業，依據具體情況進行生產。針對高端液壓支架生產工藝進行全面探究，深入掌握高端液壓支架生產工藝，使其在煤礦生產中能夠發揮相應作用，在確保生產安全基礎上提高生產效率。